生物 质膜及其表面结构
第4章 质膜与细胞表面
功能：参与细胞识别、信息传递、免疫反应等。
细胞（外）被：与膜相连的糖类物质，也称为糖被。
• 膜脂
生物膜 基本骨架
磷脂 糖脂
• 膜蛋白
多种方式 与脂双层结合
胆固醇 周边蛋白质（外在蛋白质）
整合蛋白质（内在蛋白质） 糖脂—糖链与脂类结合 糖蛋白—糖链与蛋白结合
• 膜糖类
质膜外表面
质 膜 的 化 学 主 要 成 分
电镜下：两暗夹一明，两侧为蛋白质，中间为脂质。
三、流动镶嵌模型（fluid mosaic model）
流动的脂质双分子层构成生物膜的连续主体，蛋
白质分子则以不同的方式和不同的深度嵌入脂双分子
层中，糖类物质糖脂和糖蛋白只附着在膜的外表面。
（1972年，Singer SJ and Nicolson G）
整合蛋白质（内在蛋白质）占70-80%
1. 整合蛋白质（integral proteins）
又称内在蛋白质、镶嵌蛋白，以不同程度嵌 入脂质双分子层的内部，是质膜功能的主要承 担者。 整合蛋白质与膜结合非常紧密，只有用去
垢剂才能从膜上洗涤下来。
细胞膜上蛋白质的结合方式
Ａ、Ｂ、Ｃ为整合蛋白质
2. 周边蛋白质 (peripheral protein)
功能：加强质膜的稳定性，调节膜的流动性。
3. 糖脂
含1个或几个糖基的脂类。总量5% 以下，也
是双性分子。
动物细胞质膜中的糖脂结构类似于鞘磷脂。以
鞘氨醇为骨架，由一个或多个糖基代替磷脂酰
胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。
在神经细胞质膜上含量较高。
脑苷脂（cerebroside）是最简单的糖脂，它 与鞘磷脂的不同之处是以半乳糖或葡萄糖取 代了磷脂酰胆碱。
第4章-细胞质膜
PLASMA MEMBRANE AND ITS SURFACE STRUCTURES
本章内容提要
第一节 质膜的化学组成 一、膜脂 二、膜蛋白 第二节 质膜的结构 一、质膜结构的研究历史 二、质膜的流动镶嵌模型 三、细胞膜的功能 第三节 细胞表面的分化 一、细胞外被 二、膜骨架 三、质膜的特化结构
-
人
鼠 细 胞 融 合 实 验
淋巴细胞成班成冒反应
荧光漂白恢复技术(fluorescence recovery after
photobleaching FRAP)-细胞膜蛋白运动动力学参数
定义：是使用亲脂性或亲水性的荧光分子，如荧光素、绿色荧光蛋白等与 蛋白或脂质耦联，用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部运动 及其迁移速率。
多种方式 与脂双层结合
膜内在蛋白（整合膜蛋白） 的 基
膜外在蛋白（周边膜蛋白） 本
膜糖
质膜表面
与脂类结合- 糖脂
骨
与蛋白结合- 糖蛋白
架
一、膜脂
膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 （一）、磷脂 是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。磷脂
分子的主要特征是： 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），线粒体
跨膜蛋白（tansmembrane proteins），是两性分子。与膜的结合非常紧密， 只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来，如离子型去垢剂SDS，非离子型去 垢剂Triton-X100。
工作原理：去垢剂是一端亲水一端疏水的双亲媒性分子， 它们具有极性端和 非极性的碳氢链。当它们与膜蛋白作用时，可以用非极性端同蛋白质的 疏水区作用，取代膜脂，极性端指向水中， 形成溶于水的去垢剂-膜蛋白 复合物， 从而使膜蛋白在水中溶解、变性、沉淀
《细胞生物学》系列课程：第四章质膜和细胞表面一
《细胞生物学》系列课程：第四章质膜和细胞表面一《细胞生物学》系列课程第四章质膜和细胞表面一第四章质膜和细胞表面概述：质膜、内膜系统、生物膜、单位膜第一节质膜的化学成分第二节质膜的分子结构第三节质膜的特性第四节细胞表面及其特化结构第五节质膜与细胞的物质运输概述：质膜（plasmamembrane）细胞质与外界相隔开的一层界膜，又称细胞膜(cellmembrane)，厚7~10nm存在意义：屏障作用，提供稳定的内环境物质转运信号传递、细胞识别等内膜系统（Endo-membranesystem）除质膜外，真核细胞内还有一些膜结构。
概念：真核细胞内那些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构细胞器的总称。
生物膜（biologicalmembrane）所有膜性结构的总称20Ao35Ao20Ao单位膜（unitmembrane）——生物膜的共同形态结构特征概念：透射电镜下，生物膜呈现出“两暗夹一明”铁轨样形态，称为单位膜。
第一节质膜的化学成分脂类：50%蛋白质：40~50%糖类：1~10%不同类型生物膜三种物质的比例不同，一般，膜功能复杂，蛋白质含量高。
一、膜脂（membranelipid）概述膜脂是细胞膜的基本组成成分种类：磷脂（最多）、胆固醇和糖脂特点：兼性（双亲性、两亲性）分子存在形式：脂质双分子层功能：生物膜的基本骨架屏障作用赋予膜流动性(一)磷脂（phospholipid）——膜脂的基本成分含量最多的膜脂，约占膜脂的50%以上双亲性分子1个亲水头2个疏水尾（多为脂肪酸链）可分两大类：甘油磷脂鞘磷脂胆碱乙醇胺丝氨酸肌醇1.甘油磷脂——以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇极性基团磷酸甘油脂肪酸链磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）2.鞘磷脂——以鞘氨醇为骨架在神经细胞膜中特别丰富，原核和植物细胞膜中不含。
1个亲水头2个疏水尾胆碱等胆碱脂肪酸脂肪酸脂肪酸烃链甘油磷脂鞘磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰胆碱鞘磷脂鞘氨醇分子团脂质体磷脂双层磷脂分子在水溶液中的3种构型：①球形单层分子团②双分子层③脂质体抗体聚乙二醇脂溶性药物人工脂质体应用：转基因载体药物载体膜功能的研究疏水尾(二)胆固醇（cholesterol）主要存在于动物细胞膜上，原核细胞中无植物细胞中少(约占膜脂2%)含量多不超过膜脂的1/3个别达50%两亲性分子亲水头&疏水尾（胆固醇）分布：散布在磷脂分子之间功能：①维持膜的稳定性②调节膜的流动性（双向调节）甾环胆固醇对膜流动性的双向调节糖脂（三）糖脂（glycolipid）普遍存在于原核和真核细胞质膜上，约占膜脂总量的5%。
质膜及其表面结构(精)
• 1．膜脂的不对称性：同一种脂分子在脂双层中呈不均
匀分布，如：PC和SM主要分布在外小叶，PE和PS分
布在内小叶。用磷脂酶处理完整的人类红细胞，80%的
PC降解，PE和PS分别只有20%和10%的被降解。 • 2．复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白只分布于细胞膜 的外表面。 • 3．膜蛋白的不对称性：如细胞色素C位于线粒体内膜M 侧。
• 质膜（plasma membrane）又称细胞膜。
• 内膜：形成各种细胞器的膜。
• 生物膜（biomembrane）：质膜和内膜的总称。 • 细胞外被：也叫糖萼，由质膜表面寡糖链形成。
• 膜骨架：质膜下起支撑作用的网络结构。
• 细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面。
第一节 质膜的化学组成
OH H H OH H H OH P OO CH2 OH OH OH H
O
O O P OO H2C O C HC O O C O CH2 H2C O C HC O O
O P OO CH2
O C O
R1
R2
R1
R2
R1
R2
R1
R2
PE
PS
PC
PI
Diphosphatidylglycerol
OH O O CH2 C H CH2 O O O CH2 O C R3
• 主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖， 以糖脂和糖蛋白存在。 • 膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要 体现者。
• 动物细胞膜通常含等量的脂类和蛋白质。
一、膜脂
• • • 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三类。 （一）磷脂 约占膜脂的50％以上。主要特征：
1. 一个极性头、两个非极性尾（脂肪酸链）。 2. 脂肪酸碳链为偶数，16，18或20个碳原子。 3. 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
生物质膜及其表面结构
膜脂分子的运动
侧向扩散
旋转
摆动
伸缩震荡
翻转
旋转异构
2、影响膜脂流动性的因素
①
胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。
②
脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜
流动性增加。
③ ④
脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。 卵磷脂 / 鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂 粘度高于卵磷脂。
二、膜蛋白
是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的 蛋白质中30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂 分子的结合方式，可分为：
整合蛋白
外周蛋白
第二节 质膜的结构
一、质膜结构的研究历史
1.
E. Overton 1895 发现凡是溶于脂肪
的物质很容易透过植物的细胞膜，
而不溶于脂肪的物质不易透过细 胞膜，因此推测细胞膜由连续的 脂类物质组成。
第三节 细胞表面的分化
细胞表面的特化结构如：膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及 细胞的变形足等等，分别与细胞形态的维持、细胞运动、
糖脂(结合有寡糖链)
胆固醇
细胞膜
膜蛋白
外在蛋白 内在蛋白 脂锚定蛋白
(1)运输蛋白 (2)受体蛋白 (3)酶 (4)连接蛋白
膜糖
(1)糖脂 (2)糖蛋白
一、膜脂
膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 （一）、磷脂 是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。 磷脂分子的主要特征是： 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链）。
⑤
其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。
3、膜蛋白的分子运动
主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。膜蛋白的侧向运
质膜的结构特点范文
质膜的结构特点范文质膜是一种由细胞分泌的具有生物膜结构的组织，包裹在动植物细胞的外部，起到支持、保护、调节细胞内外物质交换等多种功能。
质膜的结构特点主要可以从以下几个方面进行描述。
1.组成和构造：质膜主要由磷脂分子组成，磷脂分子由一个亲水性磷酸根和两个疏水性的脂肪酸链组成。
这使得磷脂分子在水中形成一个疏水的“磷脂双层”，磷酸根朝向水相，脂肪酸链朝向内部。
质膜的“磷脂双层”属于一种“液体晶体”，即磷脂分子能在平面中自由运动，但不能穿越磷脂双层。
2.质膜结构：在质膜的磷脂分子中，还包含有一些其他的分子，如胆固醇和蛋白质等。
胆固醇可以插入到磷脂双层中，改变其流动性和稳定性，同时也影响质膜的渗透性。
蛋白质是质膜的主要结构组成部分之一，根据其在质膜中的位置和功能的不同，可以分为固定蛋白和跨膜蛋白。
固定蛋白位于质膜内外表面，起到连接、支持和识别细胞外分子的作用；而跨膜蛋白则穿越整个质膜，连接质膜内外的环境，起到供应和调节物质通道的作用。
3.质膜的选择渗透性：质膜的磷脂双层是一个半透膜，可以选择性地允许特定的物质通过。
磷脂双层中的疏水性脂肪酸链不允许水分子通过，从而将细胞内外的水分隔开，形成细胞内液体。
而磷酸根则允许离子和水溶性物质通过，但通过的速率会受到质膜蛋白的调节。
这样，质膜就能够选择性地调节细胞内外物质的交换，维持细胞内环境的稳定性。
4.质膜的动态变化和功能：质膜是一个具有动态变化的结构，通过质膜流动和翻转来维持细胞的稳定性和功能。
质膜蛋白可以通过其活性和位置的改变来调节质膜的形态变化和功能，这种调节可以是受内外环境的刺激而改变蛋白的构象，也可以是通过蛋白的磷酸化和脱磷酸化来调节蛋白的活性。
此外，质膜也可以通过内皮膜或细胞外基质的膜蛋白调节质膜的流动和翻转。
综上所述，质膜作为细胞的外包层，在保护细胞的完整性和结构稳定性的同时，还能选择性地调节细胞内外物质的交换和传递，起到了重要的生物学功能。
质膜的复杂结构和动态变化使其能够适应不同的细胞环境和功能需求。
质膜
质膜（plasma membrane）包在细胞外面，所以又称细胞膜（cell membrane），它不仅是区分细胞内部与周围环境的动态屏障，更是细胞物质交换和信息传递的通道。
围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。
质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。
生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础，细胞的能量转换、蛋白质合成、物质运输、信息传递、细胞运动等活动都与膜的作用有密切的关系。
质膜表面寡糖链形成细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）；质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架。
细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面。
第一节质膜的化学组成质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。
膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。
动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。
一、膜脂膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。
（一）、磷脂是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。
磷脂分子的主要特征：具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链，图4-1），但存在于线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂具有4个非极性的区域（图4-2）。
脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。
常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
图4-1 磷脂的结构图4-2 心磷脂1、甘油磷脂以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链和一个磷酸基团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子籍磷酸基团连接到脂分子上(图4-3)。
主要类型有：磷脂酰胆碱（phosphatidyl choline，PC，旧称卵磷脂）、磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine，PS）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine ，PE，旧称脑磷脂）磷脂酰肌醇（phosphatidyl inositol，PI）和双磷脂酰甘油（DPG，旧称心磷脂）等。
第四章 1质膜及其表面结构
• 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三类。
脂质体可作为生物膜的研究模 型，并可作为生物大分子(DNA 分子)和药物的运载体，因此脂 质体是研究膜脂与膜蛋白及其 生物学性质的极好材料。
水中的三种方式
（一）磷脂 约占膜脂的50％以上。 主要特征： 极性端是各种磷脂酰碱基， 称作头部。它们多数通 过甘油基团与非极性端相连。疏水端是两条长短不 一的烃链， 称为尾部， 一般含有14～24个偶数碳 原子。其中一条烃链常含有一个或数个双键（不饱 和）， 双键的存在造成这条不饱和链有一定角度的 扭转。
• 3、J. Danielli & H. Davson 1935年提出片层结构 模型,又称三明治式模型（即蛋白质-脂-蛋白质 的三层结构。蛋白层是以非折叠、完全伸展的 肽链形式包在脂双层的内外两侧。）。
• 4、JD. Robertson 1959根据电镜观察提出单位膜模型。 强调蛋白质为单层伸展的β折叠片状, 而不是球形蛋白， 膜的外侧表面的膜蛋白是糖蛋白,而且膜蛋白在两侧的 分布是不对称的。厚约7.5nm。
垢剂膜。 • 就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分
选均有密切的关系。
三、细胞膜的功能
1.保护；2.运输；3.提供酶结合位点；4.能量转换； 5.信号检测与传递；细胞质膜中具有各种不同的受
体，能够识别并结合特异的配体，进行信号的 传递。
6.介导细胞间相互作用；通过质膜（包括膜中的一 些蛋白）进行细胞间的多种相互作用，包括细 胞识别、细胞粘着、细胞连接等。
• 与膜的结合紧密，只有用去垢剂（离子型去垢剂SDS或非离 子型去垢剂。是分离与研究膜蛋白的常用试剂）才能从膜 上洗涤下来。
• 外周蛋白又称附着蛋白。完全外露在脂双层的内外两侧,主 要是通过非共价健附着在脂的极性头部, 或整合蛋白亲水区 的一侧, 间接与膜结合。
生物细胞质膜的结构与生化功能
生物细胞质膜的结构与生化功能生物细胞质膜是一种极其重要的生物学组成部分，其复杂的结构和多样的生化功能在维持细胞生活活力和正常功能方面起着至关重要的作用。
本文将从细胞质膜的结构、生化功能以及在疾病治疗中的应用等方面进行探讨。
一、细胞质膜的结构细胞质膜是由双分子层构成的，由磷脂、蛋白质和碳水化合物等多种生物大分子构成。
其中最主要的组成成分是磷脂。
磷脂分子由亲水性的磷酸头部和疏水性的脂肪酸尾部组成。
质膜双分子层中的磷脂分子约占一半以上，而其余的多是各种类型的蛋白质。
另外，质膜表面上也有一些极少量的碳水化合物存在于蛋白质的糖基上。
此外，细胞膜的结构还有许多其他的复杂性。
比如，膜蛋白的特别定向结构和生物学功能贡献、膜脂酰基化的信号活性、持续的随机分子流动等等。
二、生化功能除了支撑和维护细胞的完整性和稳定性外，细胞膜还扮演着多种重要的生物学角色。
1. 过滤和选择：细胞膜是一种高度特异的屏障，只允许某些物质通过，以满足细胞内部的支持和生存所需。
2. 传递信息：细胞膜通过膜蛋白传递信息，以使细胞能够在各种环境中正确作出反应。
3. 能量转换：细胞膜可以将外部能量转化为内部能量，以便进行建设性代谢。
4. 保护和修复：质膜可以使用各种机制来处理击打及其它损伤根据受损的镶嵌标记，以维持整个膜的修复以及早先状态的恢复。
三、在疾病治疗中的应用由于质膜在细胞传递信息和杀灭感染病原体等方面起着关键作用，因此对质膜进行刻画和利用也在医学领域中具有重要地位。
1. 抗生素：由于许多细菌细胞膜中含有一些酶等抗生素作用静脉的目的物，抗生素就可以针对这些膜结构中的生物化学组合物进行作用，破坏细菌体的内部活动机制以达到杀灭效果，抗生物激素的应用面相当广泛。
2. 疫苗：疫苗制备中，往往会使用部分膜蛋白的抗原蛋白，作为针对特定入侵病原体的免疫保护。
3. 药品：针对细胞膜的多能性，产生了各种注意特定细胞膜蛋白的作用机理的新药。
有些新药针对特别嗜锇性的细胞膜蛋白开始进行升流程而被推广应用。
《质膜》质膜结构与功能
《质膜》质膜结构与功能在细胞的世界里，质膜就如同守护城堡的城墙，它不仅界定了细胞的边界，还承担着一系列至关重要的功能。
质膜，也称为细胞膜，是包围在细胞表面的一层薄膜，虽然厚度仅有几纳米到几十纳米，但却有着复杂而精巧的结构和丰富多样的功能。
质膜的主要成分包括脂质、蛋白质和少量的糖类。
脂质是质膜的基本骨架，其中磷脂是最主要的脂质成分。
磷脂分子具有一个亲水的头部和两条疏水的尾部，这种独特的结构使得它们在水环境中能够自发地形成双层结构。
就好像一群小伙伴手拉手围成一个圆圈，亲水的头部朝向水相，疏水的尾部则躲在内部，避免与水接触。
质膜中的蛋白质种类繁多，它们以不同的方式与脂质双层结合。
有的蛋白质贯穿整个脂质双层，就像桥梁一样连接着膜的两侧；有的则只是部分嵌入脂质双层中；还有一些蛋白质则附着在膜的表面。
这些蛋白质具有各种各样的功能，比如作为载体运输物质、作为受体接收外界信号、作为酶催化化学反应等等。
质膜中的糖类通常与蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂。
它们就像是质膜表面的“标签”，能够帮助细胞识别外界的物质和其他细胞。
质膜的结构并非是一成不变的，而是具有一定的流动性。
这就好比是一场热闹的舞会，人们在舞池中自由地移动和交流。
脂质分子可以在膜内自由扩散，蛋白质分子也能在膜平面上进行侧向扩散。
这种流动性对于质膜完成其功能是非常重要的。
例如，在细胞的吞噬作用中，质膜能够变形包裹住外来的物质，这就依赖于质膜的流动性。
质膜的功能多种多样，其中最重要的功能之一就是物质运输。
细胞需要从外界摄取营养物质，同时排出代谢废物和有害物质。
质膜就像一个严格的“海关”，控制着物质的进出。
小分子物质如氧气、二氧化碳等可以通过简单扩散的方式自由穿过质膜；而对于一些较大的分子或带电粒子，如葡萄糖、氨基酸、离子等，则需要通过载体蛋白或通道蛋白的协助才能完成跨膜运输。
主动运输则是一种能够逆浓度梯度运输物质的方式，它需要消耗能量，就像是在逆水行舟，需要用力划船才能前进。
《质膜》质膜的结构与功能探究
《质膜》质膜的结构与功能探究在细胞的微小世界里，质膜就像是一座守护城堡的城墙，将细胞内部与外界环境分隔开来，同时又巧妙地调节着物质的进出和信息的传递。
质膜，这个看似简单却又极其复杂的结构，蕴含着无数的奥秘等待着我们去探索。
让我们先来了解一下质膜的结构。
质膜主要由磷脂双分子层构成，这就如同一个三明治，两层磷脂分子的亲水头部朝外，与水相接触，而疏水的尾部则朝内，相互靠拢。
磷脂分子的这种排列方式，既保证了质膜与水环境的良好相容性，又形成了一个相对稳定的疏水屏障。
除了磷脂，质膜中还镶嵌着各种各样的蛋白质。
这些蛋白质就像是镶嵌在墙上的“卫士”，有的贯穿整个磷脂双分子层，被称为整合蛋白；有的则只是附着在膜的表面，称为外周蛋白。
整合蛋白在物质运输、信号转导等过程中发挥着关键作用。
例如，一些离子通道蛋白可以控制特定离子的进出，就像是一扇扇精准调控的门；而外周蛋白则常常参与细胞与细胞之间的识别和黏附。
质膜上还有少量的糖类，它们与脂质或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白。
这些糖类分子就像是质膜表面的“标识牌”，能够帮助细胞识别其他细胞或分子，从而实现细胞之间的通讯和相互作用。
质膜的结构并不是一成不变的，它具有一定的流动性。
磷脂分子可以在膜平面上自由移动，蛋白质分子也能够在膜上发生侧向扩散。
这种流动性使得质膜能够适应细胞的各种生理活动，比如细胞的变形、吞噬等。
质膜的主要功能之一是物质运输。
小分子物质，如水、氧气、二氧化碳等，可以通过简单扩散的方式自由进出细胞。
而对于一些较大的分子或带电粒子，如葡萄糖、氨基酸、离子等，则需要借助膜上的运输蛋白来完成跨膜运输。
主动运输则是一种需要消耗能量的物质运输方式，它能够逆浓度梯度将物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，保证细胞能够获取所需的营养物质，并排出代谢废物。
质膜在细胞的信号转导中也扮演着重要的角色。
细胞外的信号分子，如激素、神经递质等，与质膜上的受体蛋白结合，引发一系列的化学反应，将信号传递到细胞内部，从而调节细胞的生理活动。
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2、鞘磷脂
鞘磷脂在脑和神经细胞膜中特别丰富。原核
细胞、植物中没有鞘磷脂。
（二）、糖脂 •是含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量 的 5 ％以下，在神经细胞膜上糖脂含量较高， 约占5-10％。
（三）、胆固醇
主要存在真核细胞膜上，含
量一般不超过膜脂的 1/3 ，
植物细胞膜中含量较少，其 功能是提高双脂层的力学稳 定性，调节双脂层流动性， 降低水溶性物质的通透性。
糖脂(结合有寡糖链)
胆固醇
细胞膜
膜蛋白
外在蛋白 内在蛋白 脂锚定蛋白
(1)运输蛋白 (2)受体蛋白 (3)酶 (4)连接蛋白
膜糖
(1)糖脂 (2)糖蛋白
一、膜脂
膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 （一）、磷脂 是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。 磷脂分子的主要特征是： 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链）。
1.
2.
细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。
磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物 膜骨架；
3.
蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双 脂层，表现出分布的不对称性。
（一）、质膜的流动性
由膜脂和蛋白质的分子运动两个方面组成。 1、膜脂分子的运动 侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换位置。 旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 伸缩震荡运动：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。 旋转异构化运动：脂肪酸链围绕C-C键旋转。
三、质膜的特化结构
质膜常带有许多特化的附属结构。如：微绒毛、
褶皱、纤毛、鞭毛等等，这些特化结构在细胞执
行特定功能方面具有重要作用。由于其结构细微，来自多数只能在电镜下观察到。
（一）、微绒毛
是细胞表面伸出的细长突起，广泛存在于动物细胞
表面。
直径约为0.1μm。内芯由肌动蛋白丝束组成。
作用：扩大了细胞的表面积，有利于细胞同外环境
的物质交换。如小肠上微绒毛，使细胞表面积扩大
了30倍。
小鼠肾曲管上皮细胞微绒毛
（二）、皱褶
细胞表面的扁形突起， 也称为片足。在巨噬细 胞的表面上，普遍存在 着皱褶结构，与吞噬颗 粒物质有关。
（三）、内褶
内褶是质膜由细胞表面内陷形成的结构，以相反的方式扩大了细胞 的表面积。这种结构常见于液体和离子交换活动比较旺盛的细胞。
二、膜蛋白
是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的 蛋白质中30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂 分子的结合方式，可分为：
整合蛋白
外周蛋白
第二节 质膜的结构
一、质膜结构的研究历史
1.
E. Overton 1895 发现凡是溶于脂肪
的物质很容易透过植物的细胞膜，
而不溶于脂肪的物质不易透过细 胞膜，因此推测细胞膜由连续的 脂类物质组成。
第一节 质膜的化学组成
质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量 糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是 膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。 动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。
磷脂
膜脂
磷脂酰胆碱(卵磷脂） 磷脂酰丝氨酸 甘油磷脂 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂） 磷脂酰肌醇 鞘磷脂(带有一个氨基)
三、细胞膜的功能
1. 2.
为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的
排出；
3. 4. 5.
提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递； 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行； 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；
6.
参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。
二、膜骨架
膜骨架是质膜下纤维蛋白组成的网架结构；位于细胞质膜 下约0.2μm厚的溶胶层。
作用：维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 成熟的哺乳动物血红细胞没有核和内膜系统，是研究膜骨 架的理想材料。
红细胞经低渗处理，细胞破裂释放出内容物，留下一个保 持原形的空壳，称为血影（ghost）。
膜脂分子的运动
侧向扩散
旋转
摆动
伸缩震荡
翻转
旋转异构
2、影响膜脂流动性的因素
①
胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。
②
脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜
流动性增加。
③ ④
脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。 卵磷脂 / 鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂 粘度高于卵磷脂。
⑤
其他因素：温度、酸碱度、离子强度等。
3、膜蛋白的分子运动
主要有侧向扩散和旋转扩散两种运动方式。膜蛋白的侧向运
动受细胞骨架的限制，破坏微丝的药物如细胞松弛素 B能促 进膜蛋白的侧向运动。
4、膜流动性的生理意义 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。当膜的流动性 低于一定的阈值时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，反之 如果流动性过高，又会造成膜的溶解。
利用细胞融合技术观察蛋白质运动
（二）、膜的不对称性
质膜内外两层的组分和功能的差异，称为膜的不对 称性。
磷脂酰胆碱 鞘磷脂
脂 双 层
外小页
内小页
磷脂酰乙醇胺
磷脂酰丝氨酸
1、膜脂的不对称性：同一种脂分子在脂 双层中呈不均匀分布。
2．复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白只
分布于细胞膜的外表面。 3 、膜蛋白的不对称性：每种膜蛋白分子 在细胞膜上都具有特定的方向性和分布的 区域性。如各种激素的受体具有极性，细 胞色素C位于线粒体内膜M侧。
1.
2.
脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由 16 ，18或20个碳原子 组成。
常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
3.
1、甘油磷脂
以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链一 个磷酸基团。主要类型有：
① ② ③ ④ ⑤
磷脂酰胆碱，PC，旧称卵磷脂 磷脂酰丝氨酸，PS 磷脂酰乙醇胺，PE，旧称脑磷脂 磷脂酰肌醇，PI 双磷脂酰甘油, DPG，旧称心磷脂
第三节 细胞表面的分化
细胞表面的特化结构如：膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及 细胞的变形足等等，分别与细胞形态的维持、细胞运动、
细胞的物质交换等功能有关。
一、细胞外被
动物细胞表面的一层富含糖类物质的结构，称为细胞外被 或糖萼。
作用：保护，细胞通信，并与细胞表面的抗原性有关。
红细胞质膜上的糖鞘脂是AB0血型系统的血型抗原，糖 链结构基本相同，只是糖链末端的糖基有所不同。A型 血的糖链末端为 N-乙酰半乳糖； B型血为半乳糖； O 型 血则缺少这两种糖基。
4、J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清晰的
细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，它由厚约3.5nm 的双层脂分子和内外表面各厚约 2nm 的蛋白质构成， 总厚约7.5nm。
5、S. J. Singer & G. Nicolson 1972
，提出了“流动镶嵌模型”。
二、质膜的流动镶嵌模型
质膜及其表面结构
质膜包在细胞外面所以又称细胞膜。围绕各种细胞器的膜， 称为细胞内膜。 质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性， 故总称为生物膜。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质 基础。
质膜表面寡糖链形成细胞外被或糖萼。
质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构， 除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以 这部分细胞骨架又称为膜骨架。 细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面。
2.
E. Gorter & F. Grendel 1925 用有机
溶剂提取了人的红细胞质膜的脂
类成分，将其铺展在水面，测出 膜脂展开的面积二倍于细胞表面 积，因而推测细胞膜由双层脂分 子组成。
3、J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比 油－水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质。1959 年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿 脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。
（四）、 纤毛和鞭毛 纤毛和鞭毛是细胞表面伸 出的条状运动装置。二者 在发生和结构上并没有什 么差别。
纤毛和鞭毛都来源于中心 粒。