3.生物膜和细胞表面(修改)
《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%。
细胞生物学4章 细胞膜与表面
二、弹性蛋白（elastin） 非糖基化纤维状蛋白 高度韧性与回缩能力
三、非胶原糖蛋白 纤粘连蛋白（ＦＮ） 层粘连蛋白（ＬＮ）
Ｖ字形 十字形
四、氨基聚糖与蛋白聚糖 重复二糖单位组成氨基聚糖 氨基聚糖与核心蛋白组成蛋白聚糖
蛋 白 聚 糖
第4章:
1.细胞膜的化学组成和生物膜的特性 2.液态镶嵌模型 3.细胞的连接装置 4.细胞膜的特化结构和功能 5.细胞外基质的化学成分
第四节 细胞表面与特化
细胞表面（cell surface) 细胞表面是一个复合结构体系 细胞膜是核心 还有细胞外被、胞质溶胶、特化结构
一. 细胞外被（cell coat） 糖萼（glycocalyx) 组成寡糖链的单糖主要有7种： 半乳糖、葡萄糖、岩藻糖、甘露糖、乙酰 氨基半乳糖、乙酰氨基葡萄糖、唾液酸。
每个寡糖链不同: 1.单糖种类 2.数量 3.排列顺序 4.连接方式 5.有无分枝
细胞被的功能： 1.保护和润滑作用 2.通讯识别与黏着 3.构成细胞间连接装置 4.构成细胞膜抗原
二. 胞质溶胶（cytosol，cell sap） 细胞膜内表面0.1~0.2 μm的溶胶层 有微管、微丝等成分
三. 细胞表面的特化结构 1.微绒毛(小肠上皮细胞表面) 2.细胞膜内褶(肾小管上皮细胞基部) 3.纤毛(气管上皮细胞表面/输卵管上皮细胞) 4.鞭毛(精子的尾部)
甘油磷脂(甘油衍生物)
鞘磷脂（鞘氨醇衍生物）
神经鞘磷脂（SM）
亲水的头部（碱基、磷酸、甘油） 疏水的尾部（脂肪酸链） 既亲水又疏水的兼性分子
（二）胆固醇 极性羟基头部 非极性类固醇环 非极性碳氢链
（三）糖脂 半乳糖脑苷脂 鞘糖脂 神经节苷脂
细胞生物学细胞膜与细胞表面的结构与识别
细胞质膜简述细胞膜的生理作用1.限定细胞的范围，维持细胞的形状2.具有高度选择性，（为半透膜）并能进行主动运输使细胞内外形成不同离子浓度并保持细胞内物质和外界环境之间的必要差别3.是接受外界信号的传感器，使细胞对外界环境的变化产生适当的反应4.与细胞新陈代谢、生长繁殖分化及癌变等重要生命活动密切相关生物膜的化学组成及其特点和意义构成生物膜的主要成分是脂类和蛋白质。
其中脂类包括磷脂、糖脂和硫脂等，几乎都是两性分子，在水相中磷脂分子亲水的头部朝向水相，疏水的尾部相对，自发排列成疏水双分子层，而且双分子膜一旦破损也能自我闭合。
磷脂双分子层的这种自我装配、自我闭合的特点赋予细胞细胞膜对细胞起保护作用，使每一个细胞成为一个相对独立的整体。
脂双层分子具有流动性，有利于嵌在膜内的功能蛋白的旋转和转移，便于其发挥相应的作用细胞膜中的蛋白质多种多样：从组成看有单纯蛋白质、糖蛋白和脂蛋白等。
从结合状态看有不同的镶嵌方式；从功能来分，有载体蛋白、受体蛋白和各种酶等。
由此保证有控制细胞内外的物质交换的作用和细胞间相互识别以及传递各种信息的作用、感受和传递各种刺激的作用等多种功能，还使细胞具有多样性，保证了不同组织细胞和不同发育时期细胞膜功能的差异性。
生物膜的基本结构特征是什么？与它的生理功能有什么联系？（指导）生物膜的基本结构特征：1.磷脂双分子层组成生物膜的基本骨架，具有极性的头部和非极性的尾部的脂分子在水相中具有自发形成封闭膜系统的性质，以非极性尾部相对，极性头部朝向水中。
这一结构特点为细胞核细胞器的生理活动提供了一个相对稳定的环境，使细胞与外界、细胞器与细胞器之间有了一个界面2.蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中或者结合与表面，蛋白质的类型、数量多少、蛋白质分布的不对称性以及脂分子的协同作用赋予生物膜不同的特性和功能，这些结构有利于物质的选择运输，提供细胞识别位点，为多种酶提供了结合位点，同时参与形成不同功能的细胞表面结构特征。
(新高考)2022届高考生物 小题必练2 细胞的结构和功能
本专题是根据近三年（～）的高考真题情况而组织和命制的。
其中有近三年的高考真题、仿真题以及百强名校对应考点的题。
纵观近3年全国卷，高考对细胞结构的考查频率增多，根据细胞的重要性及《纲》的变化，此部分内容可能成为今后高考的重要命题点，考生予以重视；对细胞的结构与功能的考查一般都会结合当前科技新成果，考查细胞器以及生物膜的功能。
或以基本概念为着眼点考查基础知识或结合突出成就或热点问题如癌症的防治与人类健康问题进行命题。
1．（全国II卷·3）下列关于生物学实验的叙述，错误的是（）A．观察活细胞中的线粒体时，可以用健那绿染液进行染色B．探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察C．观察细胞中RNA和DNA的分布时，可用吡罗红甲基绿染色剂染色D．用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白【答案】B【解析】本题考查教材上多个观察和验证性实验的相关知识，需要考生掌握相关实验的原理和方法，明确所用实验材料和试剂的特性，然后根据选项描述进行判断。
健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，A正确；红细胞体积微小，观察其因失水而发生的形态变化需要利用显微镜，B错误；甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA 和RNA在细胞中的分布，C正确；细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，用两种荧光染料分别标记两种细胞的膜蛋白分子，经过细胞融合后，两种颜色的荧光均匀分布，可以证明细胞膜具有流动性，D正确。
故选B。
2.（江苏卷·3）下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是（）A．根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖B．细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同C．人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少D．高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关【答案】A【解析】线粒体是细胞的“动力车间”，根据细胞代谢的需要，线粒体可以在细胞质基质中移动和增殖，A正确；细胞质基质中含有RNA，不含DNA，而线粒体基质和叶绿体基质中含有DNA和RNA，所含核酸种类不同，B错误；内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工的场所和运输通道，在未分化的细胞中数量较少，而胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含消化酶的胰液，细胞中的内质网数量较多，C错误；分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖体上合成的，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，D错误。
细胞生物学第四章 细胞质膜及其表面
磷脂与糖脂分布的不对称性
2．复合糖 的不对称性
• 膜糖以糖 蛋白或糖脂 的形式存在， 无论是糖蛋 白还是糖脂 的糖基都是 位于膜的外 表面
膜糖分布的不对称性
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。 膜蛋白的不对称性 包括外周蛋白分布 的不对称以及整合 蛋白内外两侧氨基 酸残基数目的不对 称。
①,② integral protein； ③,④ lipid-anchored protein； ⑤,⑥ peripheral protein
膜蛋白的功能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二节 细胞膜的结构 一、细胞膜结构的研究历史
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。
1. 具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链）， 线粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性尾部。 2. 脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳 原子组成。 3. 常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
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，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。主要类型有：
• 细胞膜、 细胞外被和表层胞质溶胶构成细胞表面。
第五章 细胞膜及其表面(二)
第一节 细胞膜的分子结构和特性
一、细胞膜的化学组成
脂类、蛋白质、糖类 ——主要成分
膜脂 膜蛋白 膜糖
水、无机盐、金属离子 ——少量成分 蛋白质/脂类 : 在不同种类生物膜中有所不同。
不同细胞的质膜及细胞中不同膜相结构 三种膜成分的比例差异很大
(一) 膜脂 menmbrane lipid
生物膜上的脂类统称膜脂。
★（二）锚定连接（ anchoring junction）
锚定连接包括两大类蛋白质：
细胞内附着蛋白：一端将特定的细胞骨架成分与连接复合体相连接，另一
端与穿膜黏着蛋白连接。
跨膜连接糖蛋白：胞内区与细胞内锚定蛋白连接，胞 外区域相邻特异的穿
膜黏连蛋白或与细胞外基质蛋白结合。
锚定连接的两类蛋白示意图
★ （二）锚定连接（ anchoring junction）
(一) 膜脂 menmbrane lipid
膜脂分子的共同特点： 都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲媒性分子 (amphipathic molecule)
双亲性分子在水溶液中排列方式:
脂分子团
脂双分子层
脂质体
(二) 膜蛋白 menmbrane protein 是膜功能的主要体现者！
根据膜蛋白与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，分为：
1 单次穿膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双 层 多次穿膜： 数条a-螺旋折返穿越脂质 双层
非胞质面 脂 双 分 2 子 层 胞质面
3. 多亚基穿膜
内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表 面与水相吸，它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏 水尾部通过疏水键结合，与膜结合紧密，不易分离提纯。
2、膜周边蛋白 附在膜的内外表面，非共价地结合在膜脂或跨膜蛋白上。
医学细胞学第五章 细胞膜及其表面
细胞膜 cell membrane 概念：
是包围在细胞质外周的一层界膜，又称质 膜（plasma membrane)
功能：
生物膜 biological mem于这些膜与质膜在化学组成、 分子结构和功能运作上具有 很多共性，把质膜和细胞内 各种膜相结构的膜统称为生 物膜。
非胞质面 脂 双 分 子 层 胞质面
1 单次穿膜：
单条a-螺旋贯穿脂质双层 2 多次穿膜：
数条a-螺旋折返穿越脂质双层
内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表面与水相吸， 它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏水尾部通过疏水键结合， 不易分离提纯。
一、膜的化学组成
(二) 膜蛋白
2、膜周边蛋白
2、胆固醇
极 性 头 部
固 醇 环 结 构
非 极 性 尾 部
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
3、糖脂
糖脂与鞘磷脂相似，只是头部不同。 常见糖脂：脑苷脂；神经节苷脂
鞘 胺 醇
半乳糖苷脂
糖脂分子
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
膜脂分子的共同特点：
都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲性分子(amphipathic molecule)
（1） （2 ） （3）
（4）
（5）
三、膜的理化特性
（二）膜的流动性
2、膜蛋白的运动性 运动方式：侧向扩散、旋转扩散
细胞融合实验 + “成帽反应”
3、影响膜脂流动性的因素
链长，流动性小；链短，流动性大
1）脂肪酸链的长度及不饱和程度 2）胆固醇与磷脂的比值
饱和程度高，流动性小；反之，流动性大
调节膜质流动性，与温度有关
二、膜的分子结构
第三章 细胞膜与细胞表面(1)
内在膜蛋白
l.外在膜蛋白（external membrane protein） 或称外周蛋白（peripheral protein） 约占膜蛋白的20％～30％。 分布在膜的内外表面，为水溶性的。 通过静电作用及离子键、氢键与膜脂的极性头 部相结合，或通过与内在膜蛋白的相互作用，间接 与膜结合。 结合力较弱，一般用温和的方法即可将它们从 膜上分离下来。
低倍率电镜下：膜呈一致密的细线条。
高倍率电镜下：显示出“两暗一明” 的三层 结构——单位膜。
细胞表面（cell surface）：
以质膜为主体，包括质膜和质膜外表面的细 胞被或糖被以及质膜内侧的膜下胞质溶胶，它们 共同组成了一个多功能复合体系。
细胞表面的功能：
对于维持细胞内微环境的稳定，与细胞外环 境不断进行物质交换、能量转换、信息传递以及 细胞间相互识别都起着重要的作用，是细胞进行
性（fluidity）和膜蛋白的运动性（mobility）。
1．膜脂分子的运动
在相变温度以上的条件下，其运动方式有： ⑷伸缩振荡运动 ⑴横向扩散运动 ⑸翻转运动 ⑵旋转运动 ⑹旋转异构运动 ⑶摆动运动
2．膜蛋白的运动性
⑴横向扩散
（侧向扩散） 小鼠和人细胞 的融合实验 ⑵旋转扩散
荧光素 罗丹明
光致漂白荧光恢复法 （fluorescence recovery after photobleaching,FRAP）
察，发现膜都呈现“暗－明－暗”的三层结构，称
为单位膜。 内容：磷脂双分子层构成膜的连续主体，极性 头部向外，疏水尾部向内，蛋白质以β折叠形式位于 两侧，通过静电作用与磷脂极性端相结合。
暗层
亮层
暗层
特点：指出了各种生物膜在形态学上的共性。 不足：它把各种膜千篇一律。
《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面
《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面一、名词解释1. 脂质体——脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，脂质体中可以裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子。
2. 流体镶嵌模型——主要强调：1.膜的流动性，膜脂和膜蛋白均可侧向运动2.膜蛋白分布的不对称性3. 细胞膜——又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。
4. 去垢剂——是一端亲水一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
5. 膜内在蛋白——又称整合蛋白，多数为跨膜蛋白，与膜紧密结合。
6. 细胞外被——又称糖萼，曾用来指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖基质，实际上细胞外被中的糖与细胞膜的蛋白分子或脂质分子是共价结合的,形成糖蛋白和糖脂，所以，细胞外被应是细胞膜的正常结构组分，它不仅对膜蛋白起保护作用，而且在细胞识别中起重要作用。
7. 细胞外基质——是指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。
细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织，同时，提供一个细胞外网架，在组织中或组织之间起支持作用。
8. 透明质酸——是一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中。
9. 细胞连接——是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要组织方式。
10. 细胞粘着——在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集，形成细胞团或组织的过程。
11. 整联蛋白家族——细胞膜上能够识别并结合各种能够含RGD三肽顺序的受体称整联蛋白家族。
12. 连接子——构成间隙连接的基本单位。
13. 免疫球蛋白超家族的CAM——分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。
6.C7.A8.C9.C 10. B 11.C 12.C 13.B 14.D 15.A 16.B 17.B 18.D 19.C 20.D 21.B 22.C1. 膜脂的主要成分包括①磷脂②糖脂③胆固醇④中性脂质2. 膜脂分子有4种运动方式，其中生物学意义最重要的是.侧向运动3. 与细胞质基质接触的膜面称为质膜的.PS4. 细胞外被又称D.糖萼5. 胶原是胞外基质最基本成分之一。
细胞生物学 2.细胞膜和细胞表面
位于质膜内叶的的脂筏则含有较多的脂酰化和异戊二 烯化蛋白 特别是信号转导蛋白，如Src、G蛋白的Gα亚基、内 皮型一氧化氮合酶（eNOS）等
二、生物膜的特性
（一）不对称性 •膜脂的不对称性
•膜蛋白的不对称性
•质膜上复合糖的不对称性 （二）流动性 • 膜脂分子的运动 • 膜蛋白分子的运动 （三）影响膜脂流动性和膜蛋白运动性的各种因素
3. 胆固醇（cholesterol）
♦ 中性脂，原核细胞膜上无胆固醇 ♦ 动物细胞中胆固醇构成质膜的主要成分，其摩尔数与 磷脂相同。 ♦ 特点是：两亲性分子：极性头为羟基，非极性疏水的 尾部为甾环和烃链。 ♦ 胆固醇分子散布于磷脂分子之间，其极性头部紧靠磷 脂分子的极性头部，其余部分游离。其甾环与磷脂分 子临近头部的脂肪酸链相互作用。 ♦ 调节膜的流动性，增加膜的稳定性，降低水溶性物质 的通透性等。
各种物质与离子的输送具有方向性
各种信号的接受与传递也按一定方向进行。
（二）流动性
1. 膜脂分子的运动
（1）侧向扩散 （2）旋转运动
（3）钟摆运动
（4）伸缩振荡 （5）烃链的旋转异构化运动 （6）翻转运动
2．膜蛋白分子的运动
（1）膜蛋白分子的侧向扩散 许多膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面扩散
第一节 细胞膜的化学组成与分子结构
♦ 质膜的主要成分：包括脂类、蛋白质、 糖类等 ♦ 膜脂与膜蛋白两类分子以非共价键结合， 构成膜的主体
♦ 糖类多为复合糖，它与膜脂共价结合形 成糖脂，若与膜蛋白共价结合则形成糖 蛋白 ♦ 质膜上还含有水、无机盐和金属离子。
第一节 细胞膜的化学组成与分子结构
膜脂的种类和结构 膜蛋白的种类、结构及功能
♦ 从生物大分子的热力学特性来考虑,以疏水性和亲 水性相互作用,就形成了流动镶嵌的生物膜结构。 –膜中的脂和内在蛋白分子的非极性部分与水相 隔而在疏水区紧密排成镶嵌结构
细胞生物学知识点整理
一、名细胞生物学：研究细胞基本生命活动规律的科学，它从不同层次(显微、亚显微和分子水平)上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与分化等。
细胞分化：其本质是细胞内基因选择性表达功能蛋白质的过程。
质膜(plasma membrane):又称细胞膜，指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。
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。
细胞表面：由细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成。
脂德陋(lipid rafts model)：即在生物膜上胆固醇等富集而形成有序脂相,如同脂筏一样载着各种蛋白。
脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。
被动运输指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度到低浓度方向的跨膜运输。
水孔蛋白(aquporins ； AQPs):或称水分子通道，是一类具有选择性、高效转运水分的膜通道蛋白。
不具有"水泵"功能，通过减小水分跨膜运动的阻力而使细胞间的水分迁移速度加快。
协助扩散：也称促进扩散(facilitated diffusion):各种极性分子和无机离子顺着浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。
通道蛋白：跨膜亲水性通道，允许特定离子顺浓度梯度通过，又称离子通道。
配体门通道：受体与细胞外的配体结合，引起通道构象改变，"门"打开，又称离子通道型受体。
协同运输：靠间接提供能量完成主动运输，所需能量来自膜两侧离子的浓度梯度。
动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动。
植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。
分为：同向协同和反向协同。
膜泡运输：真核细胞通过胞吞作用(endocytosis)和胞吐作用(exocytosis)完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。
胞吐作用：包含内容物的囊泡移至细胞表面，与质膜融，将物质排出细胞之外底物水平的磷酸化：由相关酶将底物分子上的磷酸基团直接转移到ADP分子生成ATP的过程。
细胞生物学重点名词解释
细胞通讯（cell communication)（p156）一个信号产生细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生靶细胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。
信号转导(signal transduction)是细胞通讯的基本概念, 强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果, 包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等, 即信号的识别、转移与转换。
信号转导(signal transduction) 强调信号的接受与放大③信号分子与靶细胞表面受体特异性结合并激活受体；④活化受体启动靶细胞内一种或多种信号转导途径；⑤细胞内信号作用于效应分子，进行逐步放大的级联反应，引起效应。
⑥信号的解除，细胞反应终止。
受体(receptor)(p158)一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子，多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域。
根据存在部位分为：①细胞内受体（intercellular receptor)离子通道耦联受体②细胞表面受体 G蛋白耦联受体（GPCR）(cell-surface receptor) 酶联受体G蛋白G蛋白是细胞内信号传导途径中起着重要作用的三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜胞浆一侧，由α，β，γ三个不同亚基组成。
细胞质膜：围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜生物膜（biomembrane）：细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜单位膜（unit membrane）生物膜内外两侧为电子密度高的暗线，约为2nm，中间位电子密度低的明线，约为3.5nm，总厚度为7.5 nm，这种“暗-明-暗”的结构。
流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型是一种生物膜结构的模型，它认为生物膜是磷脂以疏水作用形成的双分子层为骨架，磷脂分子是流动性的，可以发生侧移、翻转等。
蛋白质分子镶嵌于双分子层的骨架中，可能全部埋藏或者部分埋藏，埋藏的部分是疏水的，同样，蛋白质分子也可以在膜上自由移动。
(完整版)细胞生物学名词解释
1.细胞膜（Cell Membrane）/质膜（Plasma Membrane）：细胞膜是指围在细胞质外表面的一层薄膜，因而也称为质膜。
其基本作用是保持细胞有相对独立和稳定的内环境，控制细胞内外物质、信息、能量的出入，同时还参与细胞的运动。
2.细胞核（nucleus）：细胞核是真核生物中由双层单位膜包围核物质而形成的多态性结构。
是细胞遗传物质储存、DNA复制和RNA转录的场所，对细胞代谢、生长、分化及繁殖具有重要的调控作用，是细胞生命活动的调控中心。
3.细胞质（cytoplasm）：细胞质是细胞膜包围的除核区外一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。
由细胞质基质、内膜系统、细胞骨架和包容物组成，是生命活动的主要场所。
4.膜性结构（membranous structure）：膜性结构包括真核细胞结构中的细胞膜和膜性细胞器（内质网、高尔基复合体、线粒体、细胞核、溶酶体和过氧物酶体等）5.非膜性结构（non-membranous structure）：包括真核细胞中的核糖体、中心体、微管、微丝、核仁和染色质等。
6.单位膜（unit membrane）：生物膜在电镜下观察所呈现的较为一致的3层结构，即电子致密度高的内、外两层之间夹着厚约3.5nm的电子致密度较低的中间层。
7.生物膜（biological membrane）：细胞膜和细胞内各种膜性结构统称为生物膜。
8.双亲媒性分子(amphipathic molecule):既亲水又疏水的分子被称为双亲媒性分子。
9.分子团(micelle)/双分子层(bilayer):由于细胞膜的三种主要脂质都有双亲媒性分子的特点，因此在水相中都能够自发地以特殊方式排列起来——分子与分子相互聚拢，亲水头部暴露于水，疏水尾部则藏在内部。
这样的排列可以形成2中构造:球形的分子团和双分子层。
在细胞膜的双分子层中，2层分子的疏水尾部被亲水头部夹在中间。
10.镶嵌蛋白(mosaic proteins)/整合蛋白(integral protein):是细胞膜功能的主要承担者，占膜蛋白的70％~80％，可能是双亲媒性分子，可不同程度地嵌入脂双层分子中，其与膜的结合非常紧密。
(完整版)细胞生物学课后练习题及答案(最新整理)
细胞生物学第一章绪论1.细胞生物学的任务是什么？它的范围都包括哪些？（一）任务：细胞生物学的任务是以细胞为着眼点，与其他学科的重要概念兼容并蓄，来阐明生物各级结构层次生命现象的本质。
（二）范围：（1）细胞的细微结构；（2）细胞分子水平上的结构；（3）大分子结构变化与细胞生理活动的关系及分子解剖。
2.细胞生物学在生命科学中所处的地位，以及它与其他学科的关系。
（1）地位：以细胞作为生命活动的基本单位，探索生命活动规律，核心问题是将遗传与发育在细胞水平上的结合。
（2）关系：应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法，研究生命现象及其规律。
3.如何理解E.B.Wilson所说的“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。
（1）细胞是一切生物体的最基本的结构和功能单位。
（2）所谓生命实质上即是细胞属性的体现。
生物体的一切生命现象，如生长、发育、繁殖、遗传、分化、代谢和激应等都是细胞这个基本单位的活动体现。
（3）生物科学，如生理学、解剖学、遗传学、免疫学、胚胎学、组织学、发育生物学、分子生物学等，其研究的最终目的都是要从细胞水平上来阐明各自研究领域中生命现象的机理。
（4）现代生物学各个分支学科的交叉汇合是21世纪生命科学的发展趋势，也要求各个学科都要到细胞中去探索生命现象的奥秘。
（5）鉴于细胞在生命界中所具有的独特属性，生物科学各分支学科若要研究各种生命现象的机理，都必须以细胞这个生物体的基本结构和功能单位为研究目标，从细胞中研究各自研究领域中生命现象的机理。
4.细胞生物学主要研究内容是什么？（1）细胞核、染色体以及基因表达；（2）生物膜与细胞器；（3）细胞骨架体系；（4）细胞增殖及其调控；（5）细胞分化及其调控；（6）细胞的衰老与凋亡；（7）细胞起源与进化；（8）细胞工程。
5.当前细胞生物学研究中的基本问题以及细胞基本生命活动研究的重大课题是什么？研究的三个根本性问题：（1）细胞内的基因是如何在时间与空间上有序表达的问题。
细胞膜与细胞表面
细胞膜与细胞表⾯第四章细胞膜与细胞表⾯第⼀节细胞膜与细胞表⾯特化结构细胞膜(cell membrane)⼜称质膜(plasma membrane)：是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋⽩质组成的⽣物膜。
细胞膜不仅是细胞结构上的边界，使细胞有⼀个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进⾏物质、能量的交换及信息传递过程中也起着决定性的作⽤。
⽣物膜(biomembrane)：真核细胞内部存在着由膜围绕构建的各种细胞器。
细胞内的膜系统与细胞膜统称为⽣物膜。
它们具有共同的结构特征。
⼀、细胞膜的结构模型⼈们⽤光学显微镜发现了细胞，但到20世纪50年代初，在电镜下显⽰出了质膜的超微结构。
但⼈们并未感到惊奇，因为此前细胞⽣理学家在研究细胞内渗透压时已证明了质膜的存在。
1925年E. Gorter和F. Grendel研究红细胞发现膜脂单层分⼦为红细胞表⾯积的⼆倍，提⽰了质膜是由双层脂分⼦构成的。
随后，⼈们发现质膜的表⾯张⼒⽐油—⽔界⾯的表⾯张⼒低得多，若脂滴表⾯吸附有蛋⽩成分则表⾯张⼒降低，因此Davson和Danielli提出“蛋⽩质—脂质—蛋⽩质”的三明治式的质膜结构模型。
这⼀模型影响达20年之久。
1959年，J. D. Robertson发展了三明治模型，提出了单位膜模型(unit membrane model)，并推断所有的⽣物膜都由蛋⽩质—脂质—蛋⽩质的单位膜构成。
随后的⼀些实验，如免疫荧光标记技术等证明，质膜中的蛋⽩质是可流动的；冷冻蚀刻技术显⽰了双层膜脂中存在膜蛋⽩颗粒。
1972年，S. J. Singer和G. Nicolson在此基础上⼜提出了⽣物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 。
这⼀模型随即得到各种实验结果的⽀持。
流动镶嵌模型主要强调：①膜的流动性，膜蛋⽩和膜脂均可侧向运动；②膜蛋⽩分布的不对称性，有的镶在膜表⾯，有的嵌⼊或横跨脂双分⼦层。
近年来有⼈提出脂筏模型(lipid rafts model)，即在⽣物膜上富含胆固醇, 形成有序的脂相，如同“脂筏”⼀样, 并载有各种蛋⽩。
[细胞生物学]细胞膜与细胞表面
![[细胞生物学]细胞膜与细胞表面](https://img.taocdn.com/s3/m/fefa4983866fb84ae55c8d21.png)
可调节膜的流动性，加强膜的 稳定性。
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3. 糖脂
分子结构： ➢极性头部：
由1~数个糖基构成 ➢非极性尾部：
两条脂肪酸链
17
糖 脂
胆固醇
磷脂
18
： (2)分布 所有糖脂都分布在膜的非胞质面脂双分子层单层。
19
(二) 膜蛋白(membrane protein)
生物膜所含的蛋白称膜蛋白。 是膜特定功能的主要承担者和执行者。
CH3
CH3
N CH3
CH2 CH2
NH2 CH2 CH2
O
O
O PO
O PO
O
O
CH— CH—CH2
CH— CH—CH2
OO
OO
C OC O 磷
脂
酰
胆
脂脂 碱
肪肪 （
ห้องสมุดไป่ตู้
酸酸
卵
磷
脂
）
C
OC
O
磷 脂
酰
乙
脂脂 肪肪 酸酸
醇 胺 （
脑
磷
脂
）
NH2 H—C—COOH
CH2
O
O PO
O
CH— CH—CH2 OO
基本概念
1. 细胞膜cell membrane: 2.生物膜biomembrane:
是指围绕在细胞最外层， 细胞膜与细胞内膜具有共同
由脂质、蛋白质和糖类 所组成的界膜。
的结构和相近的功能，统称 生物膜。
基本概念
3. 单位膜unit membrane：
生物膜在电镜下呈现出的较为一致的三层结构，即电子 致密度高的内外两层之间夹着电子密度较低的中间层。
外在膜蛋白: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。
细胞生物学第三章细胞膜与细胞表面
Simplified diagram of the cell coat (glycocalyx)
二、细胞膜的特性
细胞膜具有两个明显的特性：膜的 不对称性和膜的流动性。
〔一〕细胞膜的不对称性
细胞膜内外两层的构造和功能有很 大的差异，我们称这种差异为细胞膜的 不对称性(asymmetry) 。
1、膜脂分布的不对称性
Three conformation of the acetylcholine receptor
闸门通道的开放和关闭常常是连续相继进展的过程。 例如：在神经-肌肉接头，沿神经传来的冲动刺激肌肉收 缩，整个反响至少包括4种不同闸门通道的顺次开放与关 闭：①电压闸门Ca2+通道 ②配体闸门Na+通道
第一节 细胞膜的化学组成和分子构造
一、细胞膜的化学组成
脂类
主体
蛋白质
糖类：多以复合糖形式存在
水：结合态
无机盐
金属离子：与膜蛋白的功能
相关 Ca离子
膜糖脂 膜糖蛋白
〔一〕膜脂〔membrane lipid 〕
定义：生物膜上的脂类称为膜脂。
类型：
磷脂：最为丰富
胆固醇
糖脂
构造：膜脂均为水、脂兼性分子 (amphipathic molecule)，即它们都 是由一个亲水的极性头部和一个疏水的 非极性尾部组成。
选择性通透的作用：对于物质进出细胞 起着调节和控制作用, 维持了膜内外离子
单纯扩散
被动运输 通道扩散
〔小分子和离子〕
跨膜运输
载体扩散
主动运输 离子泵
动运输 细胞膜的物质运输方式
离子梯度驱动的主
内吞作用 吞噬作用
膜泡运输 〔大分子和颗粒物质〕 体介导的内吞作用
[医学]组织胚胎学自测题
![[医学]组织胚胎学自测题](https://img.taocdn.com/s3/m/25a53c15844769eae009ed8a.png)
第一章细胞一、名词解释1、生物膜：将细胞外表面的膜称为细胞外膜或细胞质膜，细胞内各种膜相结构的膜称为内膜或内膜系统，细胞外膜和细胞内膜统称为生物膜。
2、单位膜：把在高倍透射电镜下观察到的具有呈两暗夹一明的三层结构图像的生物膜，称为单位膜。
3、嵌入蛋白质：是指嵌入类脂双分子层中的蛋白质，是膜蛋白的主要存在形式，约占膜蛋白总量的70％—80％。
4、细胞器：细胞器是指悬浮于细胞基质内具有特定形态结构执行一定生理功能的结构。
5、染色质：染色质是指细胞间期核内分布不均匀，易被碱性染料着色的物质，有常染色质与异染色质两种。
6、细胞周期：从上一次细胞分裂结束，到下一次细胞分裂结束时的一个周期过程称为细胞增殖周期，简称细胞周期。
二、填空题1、细胞是人体、和的基本单位。
2、用光学显微镜观察，细胞由、和三部组成；用电镜观察，根据细胞结构有无，将细胞分成和结构两部分。
3、细胞膜是由双分子层和镶嵌其中的构成的。
4、悬浮于细胞基质中，具有特定形态结构并执行一定生理功能的结构，称。
5、属于膜相结构的细胞器有、、、和种。
6、内质网分成和两种。
前者的主要功能是合成。
后者的主要功能是、和钙离子的功能。
7、线粒体由双层围成，能为细胞活动提供。
8、高尔基复合体包括、和三部分，它们都是由层单位膜围成。
9、溶酶体是由一层围成的小体。
溶酶体可分成、和三种。
溶酶体具有物质的能力。
10、细胞核由、、和四部分组成。
遗传物质的载体是和。
11、染色质的主要化学成分是和两种，这两种成分组成颗粒状的结构称。
12、人体细胞有和两种分裂方式。
13、细胞增殖周期分和两期。
S期主要复制。
三、是非题：1.细胞膜是单位膜。
2.游离核糖体合成"外销性"的蛋白质。
3.线粒体是细胞的供能站。
4.含有大量水解酶的是微体。
5.在合成输出蛋白质旺盛的细胞中，常含有丰富的高尔基复合体和粗面内质网。
6.染色体是人类的遗传物质的载体。
四、单项选择题1、关于生物膜的正确描述是A、由类脂双分子层构成B、由类脂单分子层构成C、由类脂双分子层与膜蛋白质构成D、由类脂三分子层构成2、关于单位膜的描述，错误的是A、生物膜用透射电镜观察都是单位膜B、单位膜均呈三层结构C、单位膜内、外层为电子透明层D、单位膜全层厚约7-8nm3、下列哪种结构不属于细胞器A、溶酶体B、分泌颗粒C、高尔基复合体D、线粒体4、合成分泌性蛋白质旺盛的细胞中常含有A、发达的高尔基复合体和线粒体B、发达的高尔基复合体和溶酶体C、丰富的滑面内质网和核糖体D、发达的高尔基复合体和丰富的粗面内质网5、关于核糖体的描述，错误的是A、核糖体是合成蛋白质的基地B、游离核糖体合成“内销性”蛋白质C、附着核糖体合成“外销性”蛋白质D、核糖体是单位膜围成的圆形小体6、关于内质网的描述，错误的是A、内质网用电镜观属膜相结构B、粗面内质网上附着有核糖体C、内质网是细胞内的消化器D、内质网参与细胞中内膜相系统形成7、关于线粒体的描述，错误的是A、线粒体由一层单位膜围成B、线粒体是细胞的供能站C、代谢旺盛耗能多的细胞线粒体多D、线粒体有自我复制功能8、关于高尔基复合体的描述，错误的是A、高尔基复合体由一层单位膜围成B、高尔基复合体电镜下可分三部分C、高尔基复合体能形成分泌泡与溶酶体D、高尔基复合体能形成线粒体与溶酶体9、关于溶酶体的描述，错误的是A、溶酶体是细胞内的消化器B、残余体不是溶酶体C、溶酶体是一层单位膜围成的小体D、溶酶体内含丰富的酸性水解酶10、酶原颗粒形成于何结构？A、中心体B、溶酶体C、线粒体D、高尔基复合体11、下列哪种结构含大量酸性水解酶？A、高尔基复合体B、线粒体C、溶酶体D、微体12、细胞内滑面内质网丰富表明A、细胞合成蛋白质功能旺盛B、细胞合成DNA功能旺盛C、细胞合成类固醇功能旺盛D、细胞合成粘多糖功能旺盛13、细胞核的结构不包括A、中心体B、核仁C、核膜D、染色质与染色体14、脱氧核糖核酸复制在A、G1期B、G0期C、S期D、M期15、与维持细胞形态无关的结构是A、微丝B、微体C、中间丝D、微管16、男性体细胞正常染色体的数目为A、88，XYB、44，XYC、44，YYD、46，XY五、问答题1、试述生物膜的电镜结构、生物膜在细胞内的分布。
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3.3.1 跨膜运输的概述
特性 特异性运输蛋白 溶质逆浓度梯度 转运 与 ATP 水解偶联 被动扩散 不需要 否 协助扩散 需要 否 主动运输 需要 是 协同运输* 需要 是
依靠离子浓度梯 度降低产生驱动 力 举例 O2, CO2, 类 葡萄糖和氨 离子, 小亲水性 基酸(单一载 分子, 脂质 固醇荷尔蒙， 有些药物 体); 离子和 (ATP- 驱动泵) 水 (通道)
3.2 质膜(细胞膜)
• 所有细胞都被质膜所包围
a
b
c
3.2.1. 质膜概述 • 细胞膜的内侧和外侧
外胞浆面
胞液面
• 细胞膜的蛋白质和糖蛋白
植物细胞壁和质膜
细菌细胞壁和质膜
• 质膜是半透性的
磷脂双层
3.2.2 质膜的一般功能
作为一种渗透屏障 密切参与细胞壁的组装 形成细胞间特异性的结合 胞外基质的锚定成分 与信号分子特异结合的受体蛋白 参与细胞的区域化作用 能量转换
膜囊堆叠，包含特异性酶修饰、贮存产物和将产物从内质网运输到细胞膜或真核细胞的其它 部位。 由 单层膜 包裹，包含真核细胞中消化食物和废物的酶。
高尔基体 溶酶体
液泡 叶绿体
线粒体
由膜囊包围，在真核细胞中具有多种功能，贮存物质等。 由 双层膜(一层内膜和一层外膜)包裹的细胞器; 叶绿体吸收太阳光，通过光合作用合成糖类 。 由 双层膜(一层内膜和一层外膜)包裹的细胞器; 在细胞呼吸中起到重要作用; 合成ATP作为 各种生命活动的能量原料。
3.1.4 膜流体性
• 膜功能的本质是膜流体性:
允许分子快速扩散； 细胞运动、生长、分配、和分泌等 • Larry Frye和Michael于1970年首次论证 • 限制性的膜蛋白移动 • SPT • 脂质提供整合蛋白与之结合的部位，因此脂质的物 理状态对于决定整合蛋白的机动性是非常重要的。
两种不同类型的细胞可以被融 合成具有普通胞质和单一、连 续质膜的一个细胞。这一事实 看来似乎表明膜整合蛋白能够 自由地移动。
与其它分子或离子结合 锚定细胞骨架蛋白 激发细胞内信号同路 形成通道和孔 蛋白质糖基化 定位在胞浆区域
脂质锚定膜蛋白
共价结合于磷酸脂质双层中的脂质分子 多肽链不进入磷酸脂质双层
外周膜蛋白
通过于整合蛋白互作间接结合在膜上或通过与脂质 亲水性头部组分互作直接结合在膜上 定位在基质或质膜外胞浆表面
乙酰胆碱受体 肌肉细胞的质膜(神经-肌 兴奋性突触信号传递(在靶细 (乙酰胆碱门Na+ and 肉接头处) 胞将化学信号转换为电信号) Ca2+ 通道) GABA受体 许多神经元的质膜(突触 抑制性突触信号传递 (GABA- 门 Cl- 通道) 处) 压力激活的阳离子通道 内耳听觉毛细胞 检测声音震动
否 否
否 是
是 否
否 是
葡萄糖和氨基酸( 协同运输); 各种离 子和蔗糖 (反向运 输)
3.3.2 被动扩散 (简单扩散)
O2, CO2
尿素和乙醇 类固醇荷尔蒙，药物
能够扩散通过人工膜
提示这类分子可以不需要转运蛋白而扩散 通过细胞膜
在整个过程中，不消耗能量，不需要特异性转运蛋 白，分子沿着浓度下降的方向扩散。
• 被动扩散依靠热力学运动驱动 • 决定扩散速率的因素:
–跨膜浓度梯度 –疏水性 –大小 –跨膜电位
3.3.3 协同扩散
• 协同扩散概述
–极性分子, 离子和水, 在协同作用下实现跨膜 运输 –与被动扩散的区别:
扩散速率比被动扩散快 与分配系数K不相关 通过有限个数的单一载体分子实现转运 特异性转运
卵磷脂
鞘磷脂(SM)
其它鞘脂类 葡糖脑苷脂
鞘脂类分类
胆固醇
一些生物膜的脂质成分
组分 (mol %) 来源/物种 质膜 (人红血球) 鞘脂膜(人神经元) 质膜 (大肠杆菌) 内质网膜 (小鼠) 高尔基体膜 (小鼠) 线粒体内膜 (小鼠) 线粒体外膜 (小鼠) PC 21 16 0 54 45 45 34 PE+PS 29 37 85 26 20 45 46 SM Cholestero l 21 26 13 0 5 13 2 2 34 0 7 13 7 11
产生和维持跨细胞膜的离子梯度
• 基质和胞外液体的离子成分 • 离子泵存在和其功能的早期证据 • 离子泵现在被认为主要负责建立和维持跨 膜和细胞内膜的正常离子梯度
典型的胞内和胞外离子浓度
离子 鱿鱼轴突 (无脊椎动物)* K＋ Na＋ Cl Ca2+ X-** 哺乳动物 (脊椎动物) K+ Na+ ClHCO3X Mg2+ Ca2+ 细胞(mM) 400 50 40–150 0.0003 300–400 139 12 4 12 138 0.8 0.0002 血液(mM) 20 440 560 10 5–10 4 145 116 29 9 1.5 1.8
V-型
F-型 ABC-型
(2) 协同运输
• • • • • 两种类型: 共运输和反向运输 与提供能量的反应偶联 利用电化学梯度形成的能量 维持这种电化学梯度 次级活化运输.
两种类型的转运体使消化道上皮细胞将葡萄糖和 氨基酸转运通过消化道被覆
动物和植物细胞中共转运比较
3.3.5 离子泵
• 产生和维持跨细胞膜的离子梯度 • Ca2+ 离子从基质进入肌浆网 • 维持动物细胞中胞内Na+离子和K+离子浓 度 • 质子泵跨膜并酸化内腔 • 细菌透性酶是一种ABC型蛋白转运各种营 养物质 • 哺乳动物中ABC小分子泵 • 水的运输
类型 举例
P-型
植物、真菌和细菌的质膜(H+泵), 高等真核生物质膜(Na+/K+泵), 哺 乳动物胃部质膜顶部(H+/K+泵), 所有真核细胞质膜 (Ca2+泵), 肌肉细 胞中的肌浆网状膜(Ca2+泵)。
植物、酵母、其它真菌的液泡膜，动物细胞的胞内体和溶酶体膜, 破骨细胞质膜，和一些肾小管细胞。 细菌质膜, 线粒体内膜, 叶绿体类囊体膜。 细菌质膜(氨基酸, 糖, 和肽透性酶), 哺乳动物质膜 (磷酸脂质转运体, 小亲水性药物, 胆固醇, 其它小分子物质)。
转运蛋白 (载体)
• 分子或离子通过转运体得以运输，每种类型 的转运体转运特异性的溶质分子； • 改变自身构造
三种类型 : 单一转运体, 反向转运体和协同转运体
• 一个典型的例子---- GLUT1
葡萄糖通过GLUT1转运至红血 球的模型
伴随能量的转换 ，亲水 性溶质通过脂质双层膜
3.3.4 主动运输
外胞浆和基 质
Primary leaflet location
外胞浆
基质
外胞浆
磷脂组成生物膜的 基本框架结构
3.1.2 生物膜中的蛋白质
三种形式的膜蛋白
• 整合蛋白 (跨膜蛋白) • 脂质锚定膜蛋白 • 外周膜蛋白
结构蛋白
酶
脂质双层膜中的蛋白
整合蛋白
基质区 外胞浆区 跨膜区 镶嵌在膜上 与磷酸脂质双层疏水性尾部互作 亲水表层 与水溶液互作
• 然而，利用FRAP进一步的研究表明： 膜蛋白的移动是具有限制性的。
荧光恢复的速率
• SPT:
–个别的膜蛋白分子被标记 –这样被标记的膜蛋白分子的运动就能被检测
• 实验结果表明：
–大部分膜蛋白分子随机运动速率类似于自由扩散 (扩散系数大约为5×10-9 cm2/sec)； –运动距离在零点几微米以内； –进行长距离扩散时运动速度较慢； –在某些情况下, 特定的蛋白以高速(非随机性)直 接向细胞某一部分或另一部分运动； –有些膜蛋白几乎不运动被视为固定不动的蛋白。
耐受和沉积作用
* 真核细胞细胞膜上DNA复制和转录发生的地方
植物液泡
细胞表面结构
细胞壁 细胞壁和细胞外基质
3.1 生物膜成分和结构 基本成分
脂质 蛋白质 糖类
一些生物膜的基本成分
膜 质膜
蛋白质 (%) 脂质 (%) 糖类 (%)
红细胞 髓鞘膜 肝脏细胞
核膜 高尔基体 内质网 线粒体
49 18 54 66 64 62 55 78 70
膜中磷脂双 层可能的运 动形式
3.1.5 膜不对称性
• 脂质双层的两边经常包括不同类型的磷脂或 糖脂 • 脂质双层的内在蛋白具有特定的方向性
• 膜的不对称性是 利用脂质消化酶 发现的。因为脂 质消化酶不能渗 透质膜却可以消 化脂质双层中的 外层。
• 真核生物中，脂质 的不对称是由于不 断产生新脂质而造 成的。
细胞膜上的蛋白质可分为 :
• 通道蛋白: 小分子物质和离子通过孔道自由跨膜运输； • 转运蛋白: 促进小分子物质和离子的协助扩散和主动 运输； • 细胞识别蛋白: 识别特殊细胞; • 受体蛋白: 特异性结合荷尔蒙、细胞因子等； • 酶蛋白: 催化特异性化学反应。
3.1.3 膜上的糖
• 根据细胞类型不同膜上的含量约为2%～10% • 与膜蛋白共价结合形成糖蛋白 • 所有膜糖类都分布在质膜外侧面(E面)
膜糖的种类
• • • • • • D-葡萄糖 D-半乳糖 D-甘露糖 L-果糖 N-乙酰-D-半乳糖胺 N-乙酰-葡糖胺
• 矽酸
膜糖的功能
• • • • • • • 增强膜结构稳定性 增强蛋白酶的稳定性 帮助膜蛋白形成正确的三维膜构像 细胞信号识别, 细胞黏附和细胞接合 新生成蛋白转运的正确定位 凝集素, 保护细胞何种子 血型决定
• 由特异性膜蛋白介导 • 逆浓度梯度 • 需要能量供给
Light
electrochemical gradient
Light 泵
• 分4种类型: P-型, V-型, F-型 和 ABC-型 • 能量供给与ATP水解偶联 • Simply pumps
• 列举4种ATP泵