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膜流動性有哪些研究方法

發布時間:2022-04-17 15:04:42

什麼是細胞器膜的流動性

膜的流動性是指膜結構分子的運動性,它包括膜脂的運動和膜蛋白的運動。多年來,人們藉助於不斷創新的實驗技術,對於膜結構特性的研究進一步加深,並不斷取得進展。

生物膜的骨架是磷脂類雙分子層,蛋白質分子以不同的方式鑲嵌其中,細胞膜的表面還有糖類分子,形成糖脂、糖蛋白;生物膜的內外表面上,脂類和蛋白質的分布不平衡,反映了膜兩側的功能不同;

膜的流動性主要由膜脂雙層的狀態變化引起的。在生理條件下,膜脂多呈現液晶態,溫度下降到某點時,則變為晶態,一定溫度下,晶態又可以熔解再變成為液晶態。由於膜脂多呈現液晶態,具有液晶態的流動性,而膜脂的流動是膜流動的主要因素脂雙層具有流動性,其脂類分子可以自由移動,蛋白質分子也可以在脂雙層中橫向移動。

膜的流動性是細胞膜結構的基本特徵之一,同時也是細胞膜表現其正常功能的必要條件。細胞膜的主要功能:
1.物質跨膜運輸細胞膜是細胞與細胞環境間的半透膜屏障。對於物質進出細。胞有選擇性調節作用。
(1)被動運輸(passive transport):指物質順順濃度梯度轉運過程而言,此過程不消耗能量,其交換方式有兩種。
1)簡單擴散(simple diffusion):O2、CO2及其它脂溶性物質從高濃度側向低濃度測穿過類脂雙層而擴散,不消耗細胞能量。
2)易化擴散(facilitated deffusion):非脂溶性或親水性分子,加氨基酸、葡萄糖和 金屬離子等藉助於質膜上內在蛋白順濃度梯度或電化學梯度運動,不消耗ATP能量而 使物質分子從高濃度測向低濃度測擴散。
(2)主動運輸(active transport):質膜上的載體蛋白將離子、營養物和代謝物等逆電化學梯度從低濃度側向高濃度側的耗能運輸。所耗能量由具ATP酶活性的膜蛋白分解ATP提供。例如正常生理條件下,人紅細胞內K+的濃度相當於血漿中的30倍,但K+仍能從血漿進入紅細胞內,Na+濃度比血漿中低很多,但Na+仍由紅細胞向血漿透出,呈現一種逆濃度梯度的「上坡」運輸。
近年來均以「泵」的概念來解釋主動運輸的機理,機體細胞中主要是通過Na+、K+ _ATP酶和Ca2+_ATP酶構成的Na+和Ca2+泵來完成主動運輸。
(3)大分子與顆粒物質的運輸:對於蛋白質、多核苷酸和多糖等大分子物質以及顆粒等、是由質膜運動產生內凹、外凸而導出內吞入胞或外吐和出芽而出胞。
1)胞吞作用(endocytosis):也稱人胞作用,質膜四陷將所攝取的液體或顆粒物質包裹,逐漸成泡,脂雙層融合、箍斷,形成細胞內的獨立小泡。人類和動物的許多細胞均靠胞吞作用攝取物質。根據所攝物理性質的物理性質不同把胞吞作用分為兩類:胞飲作用(Pinocytosis)由質膜包裹液態物質形成吞飲小泡或吞飲體的過程;吞噬作用(phagocy-tosis)為各種變形的、具有吞噬能力的細胞所特有,吞噬的物質多為顆粒性的,如微生物、組織掉片和異物等。
2)胞吐作用(exocytosis):旨把細胞內分泌物、突觸小泡等有膜結構內的物質排出細胞。當它們與細胞膜接觸後,與細胞膜相融合,封閉的膜結構開放,內容物排入細胞外。胞吞作用形成的吞噬體和吞飲泡都可與溶酶體結合,其內容物被溶酶體酶處理,其膜可能以小泡方式重返細胞膜。同樣,胞吐活動完成後,細胞膜也可在無明顯胞吞活動的情況下形成小泡,將過多的膜返回細胞內部,這樣,細胞膜與細胞內膜處於動態的平衡,稱為膜再循環(recycling of membrane)在此過程中,細胞膜也得到更新。
3)受體介導的內吞作用(receptor mediated endocytosis):在質膜上形成凹陷,當特定大分子與凹陷部位的相應受體結合時,凹陷進一步向胞質回縮,並從質膜上箍斷形成有被小泡(coated vesicles)。此後的過程就與內吞小泡進行的過程相同,這種受體介等內吞具有高度選擇性,轉運速度很快。
4)膜通道運輸:通道也稱通道蛋白質(channel protein), 是由轉運蛋白質組成的含水通道, 能使熔質經擴散過膜,是一種被動轉運。通道分兩種即持續開放與瞬間開放通道。
2.信息跨膜傳遞 信息跨膜傳遞是質膜的重要功能。質膜上有各種受體蛋白,能感受外界各種化學信息,將信息傳入細胞後,使胞內發生各種生物化學反應和生物學效應。信息傳遞規律是外源性刺激直接傳給膜上受體,經酶的調控產生信號,再激發另一酶的溶性顯示出生物學效應。此種反應河分為幾條途徑:環磷酸腺苷信使途徑、環磷酸鳥苷信使途徑、磷脂醯肌醇信使途徑和Ca2+的信使機制。似上幾條途徑的詳細過程見細胞生物學。

② 證明細胞膜具有流動性的方法

你好,熒游標記膜蛋白這個實驗的確只能說明膜蛋白具有流動性。人教版新教材上有這句話「這一實驗以及相關的其他實驗證據表明,細胞膜具有流動性。」
熒光脫色實驗能證明組成膜的脂質也具有流動性。
在明確膜成分都具流動性的前提下,就可以說細胞膜具有流動性。

③ 用什麼方法來研究細胞膜的流動性

用變形蟲(一種單細胞生物)來做實驗。將變形蟲在培養皿中,然後用稀鹽酸或其他刺激性的物質在不讓它死亡的情況下刺激它,在顯微鏡中就會觀察到變形蟲會往沒有刺激的地方蠕動。這就充分的說明了細胞膜的流動性。

如何證明細胞膜有流動性

主動運輸,需要在體蛋白在細胞膜上移動,細胞膜只有具有流動性才能讓載體蛋白移動,c是與糖蛋白有關,糖側鏈不移動,選擇性是對細胞膜功能的描述不能說明有流動性,即不能證明。d同c
,膜未發生形變

⑤ 質膜的流動性

質膜的流動性由膜脂和蛋白質的分子運動兩個方面組成。
1.膜脂分子的運動
1. 側向擴散:同一平面上相鄰的脂分子交換位置(圖4-15)。
2. 旋轉運動:膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉。
3. 擺動運動:膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行左右擺動。
4. 伸縮震盪:脂肪酸鏈沿著與縱軸進行伸縮震盪運動。
5. 翻轉運動:膜脂分子從脂雙層的一層翻轉到另一層。是在翻轉酶(flippase)的催化下完成。
6. 旋轉異構:脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉,導致異構化運動。
2.影響膜流動性的因素
影響膜流動的因素主要來自膜本身的組分,遺傳因子及環境因子等。包括:
1. 膽固醇:膽固醇的含量增加會降低膜的流動性。
2. 脂肪酸鏈的飽和度:脂肪酸鏈所含雙鍵越多越不飽和,使膜流動性增加。
3. 脂肪酸鏈的鏈長:長鏈脂肪酸相變溫度高,膜流動性降低。
4. 卵磷脂/鞘磷脂:該比例高則膜流動性增加,是因為鞘磷脂粘度高於卵磷脂。
5. 其他因素:膜蛋白和膜脂的結合方式、溫度、酸鹼度、離子強度等。
3.膜蛋白的分子運動
主要有側向擴散和旋轉擴散兩種運動方式。可用光脫色恢復技術(fluorescence recovery after photobleaching,FRAP)和細胞融合技術檢測側向擴散。旋轉擴散指膜蛋白圍繞與膜平面垂直的軸進行旋轉運動,膜蛋白的側向運動受細胞骨架的限制,破壞微絲的葯物如細胞鬆弛素B能促進膜蛋白的側向運動。
(1970年Larry Frye等人將人和和鼠的細胞膜用不同熒光抗體標記後,讓兩種細胞融合,雜種細胞一半發紅色熒光、另一半發綠色熒光,放置一段時間後發現兩種熒光抗體均勻分布。)
4.膜流動性的生理意義
質膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。例如跨膜物質運輸、細胞信息傳遞、細胞識別、細胞免疫、細胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動性密切相關。當膜的流動性低於一定的閾值時,許多酶的活動和跨膜運輸將停止,反之如果流動性過高,又會造成膜的溶解。

⑥ 什麼是細胞膜的流動性

膜的流動性(membranefluidity)
膜的流動性(membrane fluidity)
膜的流動性是指構成膜的脂和蛋白質分子的運動性。膜的流動性不僅是膜的基本特性之一, 也是細胞進行生命活動的必要條件。
膜的流動性一般是指膜脂脂肪酸烴鏈部分的運動狀態即膜脂質流動性。通過膜脂質流動性的改變可反應出細胞膜的功能狀態及膜受損傷的程度 。
■ 流動性的表現形式
● 膜脂的運動方式
脂的流動是造成膜流動性的主要因素,概括起來,膜脂的運動方式主要有四種。
① 側向擴散(lateral diffusion);
② 旋轉運動(rotation);
③ 伸縮運動(flex);
④ 翻轉擴散(transverse diffusion), 又稱為翻轉(flip-flop)。
● 膜蛋白的運動 由於膜蛋白的相對分子質量較大,同時受到細胞骨架的影響,它不可能象膜脂那樣運動。主要有以下幾種運動形式:
① 隨機移動 有些蛋白質能夠在整個膜上隨機移動。移動的速率比用人工脂雙層測得的要低。
② 定向移動 有些蛋白比較特別,在膜中作定向移動。例如,有些膜蛋白在膜上可以從細胞的頭部移向尾部。
③ 局部擴散 有些蛋白雖然能夠在膜上自由擴散,但只能在局部范圍內擴散。

⑦ 如何使用實驗證明細胞質膜的流動性

細胞質首先是流體,被細胞骨架的運動等機制推動而流動。涉及細胞質流動的生理過程很多,比如細胞的變形運動(代表:中性粒細胞,變形蟲),還有植物細胞的胞質環流。
細胞膜的主要的化學組成為脂類 糖類 蛋白質。其中膜脂含有,磷脂,糖脂,膽固醇。等等其他的特點。膜蛋白,也分為膜整和蛋白,膜外蛋白,以及錨定蛋白,他們分別位於由磷脂組成的磷脂雙分子層的內;雙側內外;一側的細胞內信號與脂雙層中脂肪酸共價結合,或細胞表面的蛋白共價結合脂雙層外側;的位置,分別結合牢固,不牢固(非共價鍵),(共價鍵)。等等等。

細胞膜的流動性其實就是與細胞膜內外兩側的脂蛋白 脂糖 紙質的結構特徵與功能聯系非常密切。嵌入的膜蛋白越少,細胞膜流動性越大。細胞質內外進行物質交換是,有的物質近不了細胞內,所以需要這些蛋白運輸,當然它越少,流動性越大。

⑧ 如何理解生物膜的流動性具體運動方式有哪些

膜脂的流動性主要由脂分子本身的性質決定的,脂肪酸鏈越短,
不飽和程度越高,膜脂的流動性越大.溫度對膜脂的運動有明顯的影
響.在細菌和動物細胞中常通過增加不飽和脂肪酸的含量來調節膜
脂的相變溫度以維持膜脂的流動性.在動物細胞中,膽固醇對膜的
流動性起重要的雙向調節作用.
運動方式
沿膜平面的側向運動(基本運動方式),其擴散系數為10-8cm2/s;
脂分子圍繞軸心的自旋運動;
脂分子尾部的擺動;
雙層脂分子之間的翻轉運動,發生頻率還不到脂分子側向交換頻率的10-10.但在內質網膜上,新合成的磷脂分子翻轉運動發生頻率很高.?

⑨ 關於細胞膜流動性

這個在我做細胞的冷凍保存時老師提到過。這需要很多更為詳細的條件。例如需要知道平均溫度降低到多少。在我做的細胞冷凍保存時,有一個要求,就是慢凍速熱。意思是在冷凍細胞的時候要緩慢降溫,在給細胞加溫復甦的時候要迅速加熱。之所以要緩慢降溫,就是因為如果降溫速度快,那麼細胞膜內的水會迅速凍結為冰。而水變為冰,體積會變大,形成冰晶,從而對細胞膜構成機械損傷或漲破細胞膜。而如果緩慢降溫,細胞在零下五到零下十五度之間時,細胞外溶液先出現結冰,而細胞內仍保持未結冰狀態,細胞內未結冰的水分子會向細胞外流動,而隨著細胞內水分外滲增多,細胞內溶質濃度增高,細胞內不發生結冰。從而沒有冰晶的產生。這樣就不會對細胞產生損傷。細胞也能夠在冷凍的條件下保存。下面列出細胞冷凍所需要的溫度和時間:
四度保存一小時,零下二十度保存一小時,零下七十到八十保存十二或十六個小時,零下一百九十六度便完成了細胞的冷凍保存。
其次還有,就是細胞膜的流動性包括好幾種,它包括細胞膜上蛋白質的流動性、細胞膜脂質分子的流動性。脂質分子的流動性包括六種,分別是側向擴散、旋轉、搖擺、翻轉、伸縮、異構旋轉。而膜蛋白的流動性有種,分別是側向擴散和旋轉擴散。所以只要是活細胞,那麼細胞膜停止流動是不可能的,只能夠說細胞膜減緩流動而不能說細胞膜停止流動。

⑩ 證明細胞膜具有流動性的實驗(至少5個)

營游標記法,細胞容合
胞吞和胞吐
主動運輸,被動運輸

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