医学细胞生物学 第三章 细胞膜与物质运输(一)_PPT幻灯片
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《细胞膜与物质运输》PPT课件
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3
关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+胞内膜
胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上为连续统一体的
细胞内膜相结构。 单位膜：生物膜的结构单位。
电镜下观察生物膜，可见为“两暗一明”的三 层结构通常将这三层结构型式作为一个单位，称为单 位膜。
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10
磷脂
• 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（含量少、在信息传递
中起作用） • 鞘磷脂
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模图 型示
膜 磷 脂 的 分 子 结 构
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12
磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰胆碱
鞘磷脂
图示 四种磷脂分子结构模式图
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23
膜蛋白的功能
• 膜内在蛋白的功能： 受体（识别，传递信息） 载体蛋白（物质运输） 酶（催化、供能如ATP酶） 通道蛋白 抗原（镶嵌在膜中的糖蛋白或糖脂 如血型抗原） G蛋白（介导信号转导）
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24
膜脂双分子层构成膜的主 体或骨架。 膜蛋白插入脂双分子层中 或附于脂双层表面。膜蛋 白是膜功能的承担者。
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7
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8
表：各种生物膜组成近似值
膜
蛋白质（％） 脂类（％） 糖类（％） 蛋白质／脂类
髓鞘 质膜
血小板 人红细胞 变形虫 小鼠肝细胞
18
33-42 49 54 46
淋巴细胞
60
Hela细胞
60
牛视网膜杆状细胞 51
革兰氏阳性菌
(推荐)《生物膜与物质运输》PPT课件
30
根据运输物质的大小，物质运输分为小分 子的运输和大分子的运输。
二、小分子物质的运输
由于生物膜的脂双层结构含有疏水区，它对被运送 物质具有高度的选择通透性。一般来说，分子越小且 疏水性或非极性较强，通过膜较易。不带电荷的极性 小分子也能迅速地经扩散通过膜。图21-1表示脂双 层对不同类型分子的透性．小分子的跨膜运送大都是 通过专一性运送蛋白的作用实现的。如果只是运输送 一种分子由膜的一侧到另一侧，称为单向运输；如果 一种物质的运输与另一种物质的运输相关而且方向 相同，称为同向运输。方向相反则称为反向运输，这 二者又统称为协同运输。
31
图21-2
图21-3
32
（一）Na+、K+-泵
▪ 生物细胞一般是细胞内高K+ 低Na+ ，细胞外则相反。
▪ Na+、K+-泵实际是分布在膜 上的Na+、K+-ATP酶。通过
水解ATP提供的能量主动向 外运输Na+，而向内运输K+ 。
Na+、K+-泵由α、β两个亚基
组成， 其中α亚基跨膜， β
提问：脂类在细胞膜中的功能是什么？
答案： 屏 障（保持细胞内环境稳定）；
阻止膜两侧物质间的自由往来，脂溶性的物质可在浓度梯度下 自由扩散如膜内；
提问：为什么以液态的磷脂居多而不是固醇 呢？
使膜具有流动性，有利于蛋白质的运动；
使膜具有韧性，细胞自由变形。
4
提问：膜流动性强弱与哪些因素有关？ 脂的种类；温度；
胆固醇的比例愈小、温度高，流动性强。
提问：细胞膜上的蛋白质有什么功能？ 选择透过物质运输通道（“海关检查”） 信息识别受体（“通信员”）
5
根据运输物质的大小，物质运输分为小分 子的运输和大分子的运输。
二、小分子物质的运输
由于生物膜的脂双层结构含有疏水区，它对被运送 物质具有高度的选择通透性。一般来说，分子越小且 疏水性或非极性较强，通过膜较易。不带电荷的极性 小分子也能迅速地经扩散通过膜。图21-1表示脂双 层对不同类型分子的透性．小分子的跨膜运送大都是 通过专一性运送蛋白的作用实现的。如果只是运输送 一种分子由膜的一侧到另一侧，称为单向运输；如果 一种物质的运输与另一种物质的运输相关而且方向 相同，称为同向运输。方向相反则称为反向运输，这 二者又统称为协同运输。
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图21-2
图21-3
32
（一）Na+、K+-泵
▪ 生物细胞一般是细胞内高K+ 低Na+ ，细胞外则相反。
▪ Na+、K+-泵实际是分布在膜 上的Na+、K+-ATP酶。通过
水解ATP提供的能量主动向 外运输Na+，而向内运输K+ 。
Na+、K+-泵由α、β两个亚基
组成， 其中α亚基跨膜， β
提问：脂类在细胞膜中的功能是什么？
答案： 屏 障（保持细胞内环境稳定）；
阻止膜两侧物质间的自由往来，脂溶性的物质可在浓度梯度下 自由扩散如膜内；
提问：为什么以液态的磷脂居多而不是固醇 呢？
使膜具有流动性，有利于蛋白质的运动；
使膜具有韧性，细胞自由变形。
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提问：膜流动性强弱与哪些因素有关？ 脂的种类；温度；
胆固醇的比例愈小、温度高，流动性强。
提问：细胞膜上的蛋白质有什么功能？ 选择透过物质运输通道（“海关检查”） 信息识别受体（“通信员”）
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细胞生物学全套ppt课件(共277张PPT)
激光共聚焦显微镜
结合激光扫描和共聚焦技术，实现三 维重建和动态观察，用于研究细胞内 分子定位和相互作用。
电子显微镜
利用电子束代替光束，通过电磁透镜 成像，可观察细胞的超微结构，如透 射电子显微镜和扫描电子显微镜。
分子生物学技术在细胞生物学中应用
DNA重组技术
通过体外操作DNA片段，实现基因克隆、表达和调控研究，用于 解析基因功能和调控网络。
细胞周期调控异常可能导致细胞增殖失控和肿瘤发生。因此，深入研究 细胞周期调控因子和机制对于理解细胞增殖、分化和癌变等生物学过程 具有重要意义。
06
细胞分化、衰老与凋亡
细胞分化类型和影响因素
细胞分化类型 多能干细胞分化
专能干细胞分化
细胞分化类型和影响因素
01
终末分化细胞
02
影响因素
基因表达调控
03
系。
蛋白质组学技术
利用质谱技术、蛋白质芯片等方 法，研究细胞内蛋白质组成、相 互作用和修饰等，揭示蛋白质在
细胞生命活动中的作用。
生物信息学分析
运用生物信息学方法对基因组学 和蛋白质组学数据进行挖掘和分 析，发现新的基因、蛋白质和调 控网络及其与细胞生物学过程的
关系。
THANKS
胞内外环境的稳定。
物质跨膜运输方式及机制
被动运输
01
包括简单扩散和易化扩散两种方式，不需要消耗能量，物质顺
浓度梯度进行运输。
主动运输
02
包括原发性主动转运和继发性主动转运两种方式，需要消耗能
量，物质逆浓度梯度进行运输。
膜泡运输
03
包括出胞和入胞两种方式，通过膜泡的形成和移动来实现物质
的跨膜运输。
膜蛋白功能及其调控
细胞膜的物质运输功能PPT演示文稿
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
单纯扩散： 小分子物质按照一般扩散作用的原理
（自由扩散） 从分子密度高的地方向分子密度低的 地方运动，能够自由通过细胞膜。
协助扩散： 血浆中的葡萄糖进入红细胞时，必须有
载体蛋白的协助。
④实验现象
⑤思考
1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？ 如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜。
吞噬
内吞
胞饮
外排
特征：
①运输方向与浓度无关
②不需要载体，通过膜泡运输
③需要消耗能量
患急性肠炎的病人（肚泻）脱水时 需要及时补充水分，同时也需要补充 体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄 糖盐水是常见的治疗方法。
大量出汗会排出过多的无机盐， 导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调， 这时应多喝淡盐水。
一、被动运输
1.含量：很少，仅占1％－1.5％
2.无机盐在细胞中的存在形式： ——离子形式
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
分
析
讨
论
血
红
蛋
白
为什么缺铁会导致贫血？ 铁是血红蛋白的重要组分
植物缺镁会影响光合作用，为什么？
镁是叶绿素的重要组分
2、结构基础－渗透系统
半透膜 半透膜两侧有存在浓度差的溶液
渗 透 作 用 装 置
3、动植物细胞的渗透系统
成熟植物细胞
动物细胞
原生质层 半透膜
细胞液 具有浓度 外界溶液 差的溶液
4、实例：质壁分离和复原实验
单纯扩散： 小分子物质按照一般扩散作用的原理
（自由扩散） 从分子密度高的地方向分子密度低的 地方运动，能够自由通过细胞膜。
协助扩散： 血浆中的葡萄糖进入红细胞时，必须有
载体蛋白的协助。
④实验现象
⑤思考
1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？ 如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜。
吞噬
内吞
胞饮
外排
特征：
①运输方向与浓度无关
②不需要载体，通过膜泡运输
③需要消耗能量
患急性肠炎的病人（肚泻）脱水时 需要及时补充水分，同时也需要补充 体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄 糖盐水是常见的治疗方法。
大量出汗会排出过多的无机盐， 导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调， 这时应多喝淡盐水。
一、被动运输
1.含量：很少，仅占1％－1.5％
2.无机盐在细胞中的存在形式： ——离子形式
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+等。 阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
分
析
讨
论
血
红
蛋
白
为什么缺铁会导致贫血？ 铁是血红蛋白的重要组分
植物缺镁会影响光合作用，为什么？
镁是叶绿素的重要组分
2、结构基础－渗透系统
半透膜 半透膜两侧有存在浓度差的溶液
渗 透 作 用 装 置
3、动植物细胞的渗透系统
成熟植物细胞
动物细胞
原生质层 半透膜
细胞液 具有浓度 外界溶液 差的溶液
4、实例：质壁分离和复原实验
细胞生物学--细胞膜与跨膜运输 ppt课件
型
该模型认为膜的骨架是脂肪形成的脂双层结 构,脂双层的内外两侧都是由一层蛋白质包 被,即蛋白质-脂-蛋白质的三层结构,内外两 层的蛋白质层都非常薄。并且,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。1954年对该模型进行了修改：膜 上有一些二维伸展的孔,孔的表面也是由蛋 白质包被的,这样使孔具有极性,可提高水对 膜的通透性。这一模型是第一次用分子术语 描述的结构
膜糖的存在方式
通过共价键同膜脂或膜蛋白相连，即以糖脂或糖蛋 白的形式存在于细胞质膜上。
糖同氨基酸的连接主要有两种形式，即O-连接和N-连接
O-连接:是糖链与肽链中的丝氨酸或苏氨酸残基相连， O-连接糖链较短， 约含4个糖基。
N-连接: 是糖链与肽链中天冬酰胺残基相连，N-连接 的糖链一般有10个以上的糖基。另外，N连接的方式较O 连接普遍。
膜脂的不对称性
细胞质膜各部分的名称 膜脂与糖脂的不对称性
糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础 非对称性形成原因: 磷脂:ER胞质半膜合成,Flippase选择性转运 糖脂: 催化糖基化反应的酶位于Golgi非胞质半膜,转运不
变
膜糖
存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖 脂含量较高；细胞质膜上所有的膜糖都位于质膜的外表面，
极性的头部、非极性的类固醇环结构和一个非极性的碳氢尾部。胆固醇的分子较 其他膜脂要小, 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧,疏水的尾部埋 在脂双层的中央。胆固醇分子是扁平和环状的,对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有 干扰作用,所以胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定性有重要作用。
胆固醇的分子较其他膜脂要小， 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向 膜的外侧，疏水的尾部埋在脂双层的中央
该模型认为膜的骨架是脂肪形成的脂双层结 构,脂双层的内外两侧都是由一层蛋白质包 被,即蛋白质-脂-蛋白质的三层结构,内外两 层的蛋白质层都非常薄。并且,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。1954年对该模型进行了修改：膜 上有一些二维伸展的孔,孔的表面也是由蛋 白质包被的,这样使孔具有极性,可提高水对 膜的通透性。这一模型是第一次用分子术语 描述的结构
膜糖的存在方式
通过共价键同膜脂或膜蛋白相连，即以糖脂或糖蛋 白的形式存在于细胞质膜上。
糖同氨基酸的连接主要有两种形式，即O-连接和N-连接
O-连接:是糖链与肽链中的丝氨酸或苏氨酸残基相连， O-连接糖链较短， 约含4个糖基。
N-连接: 是糖链与肽链中天冬酰胺残基相连，N-连接 的糖链一般有10个以上的糖基。另外，N连接的方式较O 连接普遍。
膜脂的不对称性
细胞质膜各部分的名称 膜脂与糖脂的不对称性
糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础 非对称性形成原因: 磷脂:ER胞质半膜合成,Flippase选择性转运 糖脂: 催化糖基化反应的酶位于Golgi非胞质半膜,转运不
变
膜糖
存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖 脂含量较高；细胞质膜上所有的膜糖都位于质膜的外表面，
极性的头部、非极性的类固醇环结构和一个非极性的碳氢尾部。胆固醇的分子较 其他膜脂要小, 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧,疏水的尾部埋 在脂双层的中央。胆固醇分子是扁平和环状的,对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有 干扰作用,所以胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定性有重要作用。
胆固醇的分子较其他膜脂要小， 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向 膜的外侧，疏水的尾部埋在脂双层的中央
医学细胞生物学细胞膜与物质的跨膜转运ppt演示课件
物质的跨膜转运方式包括被动转运和 主动转运，其中主动转运又分为原发 性主动转运和继发性主动转运。
对未来的展望
随着科学技术的发展，对细胞膜与物质跨膜转运的研究将更加深入，有望揭示更多 未知的机制和规律。
未来研究可以进一步探讨物质跨膜转运在疾病诊断、治疗和药物研发中的应用，为 医学领域的发展提供更多有价值的信息。
05
跨膜转运与医学应用
药物治疗
01
药物吸收
药物通过细胞膜的跨膜转运进入细胞内，是药物治疗的第一步。药物的
吸收速率和程度影响其疗效和作用时间。
02 03
药物分布
药物进入体内后，通过跨膜转运在不同组织、器官中的分布，影响其疗 效和副作用。了解药物的分布特点对于合理用药和药物研发具有重要意 义。
药物代谢
了解细胞膜转运的机制和特点，有助于发现新的药物靶点和 治疗策略，为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。同时 ，通过改善生活习惯和环境因素，维护细胞膜的正常功能， 也有助于预防疾病的发生。
06 结论
主要观点总结
细胞膜是细胞与外界环境之间的屏障 ，具有选择透过性，控制物质进出细 胞。
物质跨膜转运的机制和影响因素是医 学细胞生物学的重要研究内容，对于 理解细胞生命活动和疾病发生发展具 有重要意义。
细胞识别
细胞膜表面的糖蛋白等分子参与 细胞间的识别，对细胞生长、分
化等过程具有重要影响。
细胞保护
细胞膜作为细胞的边界，能够保 护细胞内部的脆弱结构，防止有
害物质进入细胞。
03
物质的跨膜转运方式
被动转运
扩散
物质顺着浓度梯度在细胞膜两侧 自由扩散，不需要消耗能量。
滤过
水分和部分小分子物质通过细胞 膜上的水通道蛋白，以被动方式 顺浓度梯度转运，不消耗能量。
《细胞膜物质运输》课件
胞吞胞吐的定义与特点
总结词
胞吞胞吐是细胞膜物质运输的重要方式，具有选择性、耗能、快速的特点。
详细描述
胞吞胞吐是指细胞通过膜的变形和内陷，将胞外物质包裹进细胞内或从细胞内释放到胞外的过程。这一过程具有 选择性，只允许特定物质通过，同时需要消耗能量，并且具有快速的特点，能够迅速完成物质的转运。
胞吞胞吐的分类
总结词
胞吞胞吐可分为吞噬、胞饮和分泌三种 类型。
VS
详细描述
根据胞吞胞吐过程中物质转运的方向和方 式，可以分为吞噬、胞饮和分泌三种类型 。吞噬是指细胞将较大颗粒物质摄入细胞 内的过程，胞饮是指细胞将胞外小分子或 液体物质摄入细胞内的过程，而分泌则是 细胞将合成好的物质释放到胞外的过程。
胞吞胞吐的实例与作用机制
温度
温度影响细胞膜的流动性，从而影响物质运 输的速率。
载体数量
载体数量影响物质运输的速率和量，载体数 量越多，运输速率越快。
pH值
pH值影响细胞膜上离子的通透性和离子的 解离状态，从而影响物质运输。
物质运输异常与疾病的关系
糖尿病
葡萄糖进入细胞受阻，导致血糖升高。
高血压
钠离子摄入过多，导致血压升高。
物质运输的类型与方式
主动运输
需要消耗能量，将物质从低浓度向高浓度方向运 输，如钠泵、钙泵等。
被动运输
顺浓度梯度进行物质转运，分为自由扩散和协助 扩散两种方式。
胞吞胞吐
大分子物质或团块通过细胞膜的包裹和释放，实 现物质的转运。
02
主动运输
主动运输的定义与特点
总结词
主动运输是一种需要消耗能量和载体蛋白的物质运输方式，具有选择性、逆浓度梯度运输的特点。
05
物质运输的调节与影响因素
《医学细胞生物学》PPT课件
医学细胞生物学重要性
揭示疾病发生机制
通过研究细胞的结构和功能异常，可 以揭示许多疾病的发生和发展机制， 为疾病的诊断和治疗提供理论依据。
寻找新的治疗靶点
推动医学发展
医学细胞生物学的发展不仅推动了基 础医学的进步，也为临床医学提供了 新的诊断和治疗手段，提高了疾病的 治愈率和患者的生活质量。
细胞生物学研究可以发现新的药物作 用靶点和治疗方法，为药物研发提供 新的思路。
生长曲线
描述细胞生长速度与时间关系的曲线，包括潜伏期、对数生长期 、平台期和衰亡期。
衰老过程中细胞结构和功能变化
细胞结构变化
01
细胞核异染色质增多、线粒体数量减少且功能下降、细胞膜通
透性改变等。
细胞功能变化
02
蛋白质合成能力下降、酶活性降低、代谢速率减慢等。
衰老相关基因表达
03
如p53、p16等基因表达上调，促进细胞衰老。
03
比较
凋亡是主动过程，需要能量和基因调控；坏死是被动过程，无需能量和
基因调控。两者在形态学特征、发生机制和生物学意义等方面存在显著
差异。
07
医学应用与展望
医学领域应用举例
疾病诊断
通过细胞生物学技术，如细胞培养、细 胞染色和细胞成像等，对疾病进行早期
诊断和预后评估。
再生医学
通过细胞培养和组织工程等技术，实 现人体组织和器官的再生和修复，为
1 2
G蛋白偶联受体介导的信号传导
通过G蛋白将细胞外信号转导至细胞内，激活或 抑制效应器酶，产生细胞内第二信使，引发细胞 应答。
酶联型受体介导的信号传导
受体本身具有酶活性，或结合后激活酶活性，通 过酶促反应将细胞外信号放大并传递至细胞内。
细胞生物学英文课件：细胞膜及物质的穿膜运输1
• The driver and passenger travel in opposite directions.
Na+-H+ exchange carrier Cl--HCO3- exchanger
主动运输方式的特点：
1. 主动运输为小分子物质逆浓度或电化学梯度穿膜转运； 2. 需要消耗能量，可直接水解ATP或利用来自离子电化
2、Membrane protein
Intrinsic protein（内在蛋白）or integral protein（整合膜 蛋白） Extrinsic protein (外在蛋白) Lipid anchored protein （脂锚定蛋白）
3、sugar-chains from glycoproteins and Glycolipids (membrane carbohydrate) cover the cell surface
Biomembrane(生物膜):plasma membrane(质膜) and endomembrane system（细胞内膜系统）
一、 Chemical components of cell Membrane and their molecular structure
（一）Chemical components of cell membrane
2、Fluidity of the membrane guaranteed the biological functions of the membrane
（1）Lipid layer is a two dimentaional fluid 液晶态（liquid-crystal state)
（2）Membrane lipids have different movements
Na+-H+ exchange carrier Cl--HCO3- exchanger
主动运输方式的特点：
1. 主动运输为小分子物质逆浓度或电化学梯度穿膜转运； 2. 需要消耗能量，可直接水解ATP或利用来自离子电化
2、Membrane protein
Intrinsic protein（内在蛋白）or integral protein（整合膜 蛋白） Extrinsic protein (外在蛋白) Lipid anchored protein （脂锚定蛋白）
3、sugar-chains from glycoproteins and Glycolipids (membrane carbohydrate) cover the cell surface
Biomembrane(生物膜):plasma membrane(质膜) and endomembrane system（细胞内膜系统）
一、 Chemical components of cell Membrane and their molecular structure
（一）Chemical components of cell membrane
2、Fluidity of the membrane guaranteed the biological functions of the membrane
（1）Lipid layer is a two dimentaional fluid 液晶态（liquid-crystal state)
（2）Membrane lipids have different movements
细胞生物学--第三章 细胞质膜与跨膜运输
48
两 种 方 式 连 接 的 膜 糖
49
◆ 血型
ABO血型抗原是一种糖脂, 其寡糖部分具 有决定抗原特异性的作用。 ■ A型血的人具有一种酶，将N－乙酰半乳 糖胺添加到糖链末端 ■ B型： 有添加半乳糖的酶; ■ AB型：有这两种酶; ■ O型：两种酶都没有。
50
ABO Blood Type Antigen
■ 决定血型，除A外，还有B、C、D ，其中A含量最多 ■ 单次跨膜, ■ 其亲水的氨基端露在膜的外侧, 结合16个低聚糖侧链。
17
血型糖蛋白Glycophorin
18
◆ 带3蛋白
■ 带3蛋白在膜中含量很高，约为红细胞膜蛋白的 25%;
■ 阴离子转运通道，完成红细胞功能的蛋白 ■ 由两个相同的亚基组成的二聚体; ■ 每个亚基跨膜至少12次 ; ■ 糖蛋白，糖基占分子量的6－8％。
19
带 3 蛋 白 的 功 能
20
◆血影蛋白(Spectrin)
●又称收缩蛋白，有两条相似的亚基∶α亚基， β亚基；
●α链和β链反向平行排列, 扭曲成麻花状，形成异 二聚体；
●两个异二聚体头-头连接成四聚体；
●五个或六个四聚体的尾端一起连接于短的肌动蛋白纤 维, 形成“连接复合物”；
●这些血影蛋白在整个细胞膜的细胞质面下面形成韧性的 网架结构。
46
七 种 主 要 的 膜 糖
47
膜糖的存在方式
质膜上的糖类与蛋白质（90％以上）和脂类共价连接形 成糖蛋白或者糖脂；
■糖同氨基酸的连接主要有两种形式：
●N-连接（氨基）：与天冬酰胺残基相连 ●O-连接（羟基）：与丝氨酸或苏氨酸残基相连
O-连接糖链较短,约含4个糖基,而N-连接糖链一般有10个 以上的糖基。
两 种 方 式 连 接 的 膜 糖
49
◆ 血型
ABO血型抗原是一种糖脂, 其寡糖部分具 有决定抗原特异性的作用。 ■ A型血的人具有一种酶，将N－乙酰半乳 糖胺添加到糖链末端 ■ B型： 有添加半乳糖的酶; ■ AB型：有这两种酶; ■ O型：两种酶都没有。
50
ABO Blood Type Antigen
■ 决定血型，除A外，还有B、C、D ，其中A含量最多 ■ 单次跨膜, ■ 其亲水的氨基端露在膜的外侧, 结合16个低聚糖侧链。
17
血型糖蛋白Glycophorin
18
◆ 带3蛋白
■ 带3蛋白在膜中含量很高，约为红细胞膜蛋白的 25%;
■ 阴离子转运通道，完成红细胞功能的蛋白 ■ 由两个相同的亚基组成的二聚体; ■ 每个亚基跨膜至少12次 ; ■ 糖蛋白，糖基占分子量的6－8％。
19
带 3 蛋 白 的 功 能
20
◆血影蛋白(Spectrin)
●又称收缩蛋白，有两条相似的亚基∶α亚基， β亚基；
●α链和β链反向平行排列, 扭曲成麻花状，形成异 二聚体；
●两个异二聚体头-头连接成四聚体；
●五个或六个四聚体的尾端一起连接于短的肌动蛋白纤 维, 形成“连接复合物”；
●这些血影蛋白在整个细胞膜的细胞质面下面形成韧性的 网架结构。
46
七 种 主 要 的 膜 糖
47
膜糖的存在方式
质膜上的糖类与蛋白质（90％以上）和脂类共价连接形 成糖蛋白或者糖脂；
■糖同氨基酸的连接主要有两种形式：
●N-连接（氨基）：与天冬酰胺残基相连 ●O-连接（羟基）：与丝氨酸或苏氨酸残基相连
O-连接糖链较短,约含4个糖基,而N-连接糖链一般有10个 以上的糖基。
(医学课件)医学细胞生物学细胞的运动
中间纤维相对稳定，但其组装和解聚也受到特定刺激的影响，参与细胞骨架的动态变化 。
细胞骨架的动态变化受到多种因素的调节，包括激素、生长因子、离子浓度等，这些因 素通过影响细胞骨架蛋白的磷酸化、乙酰化等修饰来调控细胞骨架的动态变化。
04
细胞器的运动
线粒体的运动
总结词
线粒体是细胞内重要的能量产生和代谢场所，其运动有助于维持细胞的正常功能 。
被动运输
物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜运输，包括简单扩散和易化扩散。
主动运输
物质逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜运输，需要消耗能量，如载体蛋白参与 的主动运输。
主动运输与被动运
主动运输
能够将物质从低浓度一侧向高浓度一 侧运输，需要消耗能量，是维持细胞 内外环境稳态的重要方式。
被动运输
物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨 膜运输，不需要消耗能量，是物质进 出细胞的主要方式之一。
(医学课件)医学细胞生物学细 胞的运动
汇报人： 2024-01-04
目录
• 细胞运动概述 • 细胞膜与物质运输 • 细胞骨架与运动 • 细胞器的运动 • 细胞整体的运动
01
细胞运动述
细胞运动定义
01
细胞运动是指细胞在体内或体外 环境下，通过胞质流动、变形或 整体移动等方式，改变自身位置 或形态的过程。
细胞运动还参与了肿瘤的生长和转移过程，与疾病的发 展和预后密切相关。
02
细胞膜与物质运输
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构
细胞膜由脂质双分子层和镶嵌其 中的蛋白质组成，具有选择透过 性，是细胞与外界环境之间的屏 障。
细胞膜的功能
维持细胞内外环境的稳定，参与 细胞信号转导，实现物质的选择 性运输等。
细胞骨架的动态变化受到多种因素的调节，包括激素、生长因子、离子浓度等，这些因 素通过影响细胞骨架蛋白的磷酸化、乙酰化等修饰来调控细胞骨架的动态变化。
04
细胞器的运动
线粒体的运动
总结词
线粒体是细胞内重要的能量产生和代谢场所，其运动有助于维持细胞的正常功能 。
被动运输
物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜运输，包括简单扩散和易化扩散。
主动运输
物质逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜运输，需要消耗能量，如载体蛋白参与 的主动运输。
主动运输与被动运
主动运输
能够将物质从低浓度一侧向高浓度一 侧运输，需要消耗能量，是维持细胞 内外环境稳态的重要方式。
被动运输
物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨 膜运输，不需要消耗能量，是物质进 出细胞的主要方式之一。
(医学课件)医学细胞生物学细 胞的运动
汇报人： 2024-01-04
目录
• 细胞运动概述 • 细胞膜与物质运输 • 细胞骨架与运动 • 细胞器的运动 • 细胞整体的运动
01
细胞运动述
细胞运动定义
01
细胞运动是指细胞在体内或体外 环境下，通过胞质流动、变形或 整体移动等方式，改变自身位置 或形态的过程。
细胞运动还参与了肿瘤的生长和转移过程，与疾病的发 展和预后密切相关。
02
细胞膜与物质运输
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构
细胞膜由脂质双分子层和镶嵌其 中的蛋白质组成，具有选择透过 性，是细胞与外界环境之间的屏 障。
细胞膜的功能
维持细胞内外环境的稳定，参与 细胞信号转导，实现物质的选择 性运输等。
医学细胞生物学--细胞膜与物质转运幻灯片PPT
第一节 细胞膜研究的发展历程
1895年 E. Overton 推测细胞膜由连续的脂类物质组成
亲水分子
疏水分子
1925年 E. Gorter & F. Grendel 推测细胞膜由双 层脂分子组成。
1935 年J. Danielli & H. Davson 提出了”蛋白质-脂类-蛋白 质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表 面附着的蛋白质构成的。1959年提出了修正模型，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。
（二）外周蛋白（peripheral protein）
外周蛋白又称为膜周蛋白，为水溶性的，分布在 细胞膜的表面，靠离子键或其它较弱的键与膜表面的 蛋白质分子或脂分子的亲水部分结合，因此只要改变 溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来 。
（三）脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）
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。在构建导弹人工脂质体时,不仅 要将被运载的分子或药物包入脂质体的内部水相,同时要在脂 质体的膜上做些修饰,如插入抗体便于脂质体进入机体后寻找 靶点。
平面脂质体膜
水溶液中的磷脂分子团
磷脂(phospholipid)
大多数膜磷脂是3-磷酸甘油的衍生物，甘油磷 脂根据其头部的结构来分类
甘油磷脂
PC: phosphatidylcholine (磷脂酰胆碱） X=choline PE: phosphatidylethanolamine （磷脂酰乙醇胺）X=ethanolamine PS: phosphatidylserine（磷脂酰丝氨酸）Ｘ=serine
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强调了膜的流动性和不对称性，较好地体现细胞的功能特点 不足之处：
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四、脂筏模型
脂筏模型（lipid raft）：脂质双分子层不是一个完全 均匀的二维流体，膜中富含胆固醇和鞘脂的微区，其 中聚集一些特定的蛋白质区。
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特点：这些区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较 少 流动性。其周围是流动性较高的液态区。脂筏提供一 个有利于蛋白质形成有效构象的变构环境。
糖脂的分布为绝对不对称
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•最简单的糖脂： •最复杂的糖脂：
半乳糖 神经节苷脂 唾液酸
脑苷脂
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膜脂在水溶液中自动形成双层
生物膜的化学组成
球状 分子团
脂质体
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二、膜蛋白
❖ 占膜含量的40%-50% ❖膜蛋白的主要功能：
参与物质运输 作为细胞外信号受体 粘附作用 酶催化作用
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二、单位膜模型
单位膜模型(unit structure model)：20世纪50年代末 Robertson用电镜观察发现生物膜均呈二暗夹一明的 三层结构，称为单位膜。说明了生物膜在形态上的共性。
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❖ 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。
3. 糖脂
•组成：由寡糖+脂类构成。含量约占脂总量的5％以下。 •结构：双亲性分子
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3. 糖脂
•定位：存在于所有动物细胞膜的表面，糖脂均位于膜 的非胞质面，并将糖基暴露于细胞表面。
•功能：作为某些分子的受体，与细胞识别及信号转导 有关。
非胞质面
胞质面
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本章节重点
掌握细胞膜的化学组成、特性、分子结构
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l细胞膜（cell memberane)
是细胞质与外界相隔开的一层薄膜， 又称质膜（plasma membrane）。
细胞膜
l生物膜
内膜
细胞膜 (厚7nm)
细胞质
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三、流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
1972年，Singer和Nicolson提出 认为脂双层构成膜的连续主体，它即具有固体分子排 列的有序性，又具有液体的流动性。蛋白分子以不同 形式与脂双分子层结合。
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三、流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
一、膜脂质
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(一)膜脂质的三种类型
细胞膜上的脂类统称膜脂 Ø主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 Ø两亲性分子：具有极性头和非极性的尾部。
亲水基
疏水基
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1.磷脂是构成膜脂的基本成分
Ø磷脂约占整个膜脂的50％以上。
Ø磷脂
甘油磷脂
磷脂酰胆碱（卵磷脂PC） 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE） 磷脂酰丝氨酸(PS)
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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 层脂质分子组成。
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一、片层结构模型
1935年 Danielli和 Davson提出。认为细胞膜是三层夹板 式结构，由蛋白质 － 磷脂 — 蛋白质组成。
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1、内在膜蛋白（intrinsic proteins）
•占膜蛋白的70%~80%.与膜结合紧密 • 使膜崩解后才可分离.
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2、外在膜蛋白（extrinsic proteins）
多附在膜的内外表面 水溶性蛋白，占膜蛋白的20%~30%， 离子键或氢键与膜表面的蛋白质分子或脂分子 极性头部非共价结合，易分离。
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3、脂锚定蛋白 ❖以两种方式与脂类分子结合。
胞质侧的蛋白 共价键 与脂双层中的碳氢链结合 ❖质膜外表面的蛋白 共价键 与磷脂酰肌醇相连
的寡糖链结合
非胞质面
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三、膜糖类
细胞被：糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链位 于细胞膜外侧，交织在一起，覆盖在细胞表面，称 为糖萼（glycocalyx） 功能：细胞保护、细胞识别、决定血型
细 胞 被 脂 双 层
细胞内
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四、细胞膜的特性
（一）细胞膜的不对称性(membrane asymmetry) 1. 膜脂分布的不对称
磷脂和胆固醇分布为相对不对称，仅为数量上的差异。
Ø卵磷脂和鞘磷脂多分布 在膜外层
Ø磷脂酰乙醇胺、磷脂酰 丝氨酸和磷脂酰肌醇多 分布在膜的内层
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第二节 细胞膜的化学成分
• 一、生物膜的化学成分：脂类、蛋白质、糖类（以 糖脂和糖蛋白的形式存在）。
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第二节 细胞膜的化学成分
脂类、蛋白质、糖类（以糖脂和糖蛋白的形式存在）
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Ø 磷脂
甘油磷脂
磷脂酰胆碱（卵磷脂PC） 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE） 磷脂酰丝氨酸(PS)
磷脂酰肌醇(PI) 鞘磷脂(SM)
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2. 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。
❖ 双亲性分子 ❖功能：增加膜的稳定性
，调节膜流动性。
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磷脂酰肌醇(PI) 鞘磷脂(SM)
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膜脂
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磷脂酰胆碱的分子结构
极
胆碱
性
头 磷酸
பைடு நூலகம்
部
（ 甘油
亲 水
脂不
基 团
饱 肪和
）
酸脂
链
肪
酸
链
亲水基
非 极
疏水基
性
尾
部
（
疏
水
基
团
）
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1. 磷脂是构成膜脂的基本成分
Ø磷脂约占整个膜脂的50％以上。
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四、脂筏模型
脂筏模型（lipid raft）：脂质双分子层不是一个完全 均匀的二维流体，膜中富含胆固醇和鞘脂的微区，其 中聚集一些特定的蛋白质区。
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特点：这些区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较 少 流动性。其周围是流动性较高的液态区。脂筏提供一 个有利于蛋白质形成有效构象的变构环境。
糖脂的分布为绝对不对称
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•最简单的糖脂： •最复杂的糖脂：
半乳糖 神经节苷脂 唾液酸
脑苷脂
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膜脂在水溶液中自动形成双层
生物膜的化学组成
球状 分子团
脂质体
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二、膜蛋白
❖ 占膜含量的40%-50% ❖膜蛋白的主要功能：
参与物质运输 作为细胞外信号受体 粘附作用 酶催化作用
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二、单位膜模型
单位膜模型(unit structure model)：20世纪50年代末 Robertson用电镜观察发现生物膜均呈二暗夹一明的 三层结构，称为单位膜。说明了生物膜在形态上的共性。
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❖ 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。
3. 糖脂
•组成：由寡糖+脂类构成。含量约占脂总量的5％以下。 •结构：双亲性分子
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3. 糖脂
•定位：存在于所有动物细胞膜的表面，糖脂均位于膜 的非胞质面，并将糖基暴露于细胞表面。
•功能：作为某些分子的受体，与细胞识别及信号转导 有关。
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本章节重点
掌握细胞膜的化学组成、特性、分子结构
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l细胞膜（cell memberane)
是细胞质与外界相隔开的一层薄膜， 又称质膜（plasma membrane）。
细胞膜
l生物膜
内膜
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三、流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
1972年，Singer和Nicolson提出 认为脂双层构成膜的连续主体，它即具有固体分子排 列的有序性，又具有液体的流动性。蛋白分子以不同 形式与脂双分子层结合。
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三、流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
一、膜脂质
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(一)膜脂质的三种类型
细胞膜上的脂类统称膜脂 Ø主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 Ø两亲性分子：具有极性头和非极性的尾部。
亲水基
疏水基
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1.磷脂是构成膜脂的基本成分
Ø磷脂约占整个膜脂的50％以上。
Ø磷脂
甘油磷脂
磷脂酰胆碱（卵磷脂PC） 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE） 磷脂酰丝氨酸(PS)
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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 层脂质分子组成。
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一、片层结构模型
1935年 Danielli和 Davson提出。认为细胞膜是三层夹板 式结构，由蛋白质 － 磷脂 — 蛋白质组成。
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1、内在膜蛋白（intrinsic proteins）
•占膜蛋白的70%~80%.与膜结合紧密 • 使膜崩解后才可分离.
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2、外在膜蛋白（extrinsic proteins）
多附在膜的内外表面 水溶性蛋白，占膜蛋白的20%~30%， 离子键或氢键与膜表面的蛋白质分子或脂分子 极性头部非共价结合，易分离。
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3、脂锚定蛋白 ❖以两种方式与脂类分子结合。
胞质侧的蛋白 共价键 与脂双层中的碳氢链结合 ❖质膜外表面的蛋白 共价键 与磷脂酰肌醇相连
的寡糖链结合
非胞质面
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三、膜糖类
细胞被：糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链位 于细胞膜外侧，交织在一起，覆盖在细胞表面，称 为糖萼（glycocalyx） 功能：细胞保护、细胞识别、决定血型
细 胞 被 脂 双 层
细胞内
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四、细胞膜的特性
（一）细胞膜的不对称性(membrane asymmetry) 1. 膜脂分布的不对称
磷脂和胆固醇分布为相对不对称，仅为数量上的差异。
Ø卵磷脂和鞘磷脂多分布 在膜外层
Ø磷脂酰乙醇胺、磷脂酰 丝氨酸和磷脂酰肌醇多 分布在膜的内层
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第二节 细胞膜的化学成分
• 一、生物膜的化学成分：脂类、蛋白质、糖类（以 糖脂和糖蛋白的形式存在）。
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第二节 细胞膜的化学成分
脂类、蛋白质、糖类（以糖脂和糖蛋白的形式存在）
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Ø 磷脂
甘油磷脂
磷脂酰胆碱（卵磷脂PC） 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE） 磷脂酰丝氨酸(PS)
磷脂酰肌醇(PI) 鞘磷脂(SM)
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2. 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。
❖ 双亲性分子 ❖功能：增加膜的稳定性
，调节膜流动性。
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磷脂酰肌醇(PI) 鞘磷脂(SM)
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膜脂
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磷脂酰胆碱的分子结构
极
胆碱
性
头 磷酸
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部
（ 甘油
亲 水
脂不
基 团
饱 肪和
）
酸脂
链
肪
酸
链
亲水基
非 极
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性
尾
部
（
疏
水
基
团
）
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1. 磷脂是构成膜脂的基本成分
Ø磷脂约占整个膜脂的50％以上。