细胞膜及其表面3
3细胞膜的结构和功能
一、 细胞膜的结构和功能
受体介导的内吞作用
（三）细胞膜的功能 细胞膜的功能 1、物质运输 （1）穿膜运输 ） （2）膜泡运输 ） 胞吞作用 胞吐作用
一、 细胞膜的结构和功能
吞噬作用 胞饮作用 受体介导的内吞作用
（三）细胞膜的功能 细胞膜的功能
1、物质运输
一、 细胞膜的结构和功能
2、信号转导 细胞接受外界信号刺激，通过一整套特定 细胞接受外界信号刺激， 的机制，将胞外信号转导为胞内信号， 的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最 终调节特定基因的表达，引起细胞应答， 终调节特定基因的表达，引起细胞应答， 信号转导。 这一过程称为细胞的信号转导 这一过程称为细胞的信号转导。 信号分子/配体(ligand) 信号分子/配体(ligand) 水溶性 脂溶性 受体(receptor) 受体(receptor) 膜受体 细胞内受体
脂类
磷脂 胆固醇 糖脂
磷脂
磷脂分子的极性头部为各种磷脂酰碱基， 磷脂分子的极性头部为各种磷脂酰碱基，一般通 过甘油基团与非极性尾部相连。 过甘油基团与非极性尾部相连。 根据碱基不同分为磷脂酰胆碱、 根据碱基不同分为磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等
脂类
磷脂 胆固醇 糖脂
胆固醇是中性脂类，它 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，甾环固 定在碳氢链上，对膜稳 定性起重要作用。
一、 细胞膜的结构和功能
穿膜 运输
被动运输 协助扩散(facilitat ed diffusion ) (passive transport) 协助扩散 主动运输(active transport) 主动运输 吞噬(phagocytosis) 吞噬 胞吞(endocytosis) 胞饮 胞吞 胞饮(pinocytosis) 受体介导的内吞作用 胞吐(exocytosis) 胞吐
人教版教学课件细胞膜──系统的边界 课件 3
各种膜之间的转化关系：
内质网膜 核膜
高尔基体膜
细胞膜
问题：绿色与黄色箭头有何不同？
内质网与细 胞膜相连 内质网与核 膜外层相连
细胞内的各种膜在结构上存在着直接 或间接的联系。
生物膜系统
化学组成的表达最全面的是（ C ） A、蛋白质、糖类、磷脂 B、糖蛋白、磷脂 C、蛋白质、糖类、脂质 D、糖蛋白、脂质 概念：细胞膜、核膜以及细胞器 膜等结构共同构成细胞的生物膜 系统。
在一定的时间内使用某种动物细胞吸收放射性同位素 标记的氨基酸,经检查发现放射性同位素,依次先后出现 在图中的1、2、3、4、5、6、7、8部位。请回答。
分泌蛋白 (1)图中的[7]是 __________, [1]的功能是 合成蛋白质 内质网 ________________。 [3]是来自______。 高尔基体 (2) 在图中[4]________中形成成熟蛋白. (3) [7]的合成、加工和运输过程所需的大量 线粒体 能量由[ 8 ]_______供给。 合成和分泌 (4)此动物细胞对[7]具有__________功能。
资料：蚕丝是由蚕的丝腺细胞分泌的丝心 蛋白组成的。蚕的丝腺细胞在5龄的初期 主要是细胞本身增大，这时细胞质中的核 糖体多为游离型的，而内质网很贫乏。但 到5龄的后半期，腺细胞大量合成和分泌 丝心蛋白时，核糖体都与内质网结合，形 成发达的粗面内质网。 讨论：根据以上资料分析，你能得出什么 结论？
分泌蛋白合成后是如何运输到细胞外的呢? 科学家的实验：
7 6 5 4 3 1 8
2
下列有关生物膜的叙述，不正确的是（ A ） A．各种生物膜的化学组成和结构完全相同 B．不同细胞器或细胞结构的生物膜之间是 可相互转变的 C．生物膜的研究已经进入到分子水平 D．细胞内的生物膜既各司其职，又相互协 作共同完成细胞的生理功能
细胞膜的三个主要功能高中生物
细胞膜的三个主要功能高中生物一、细胞膜功能概述1、分隔作用细胞膜将细胞内部与外部环境分隔开来，形成一个相对稳定的细胞内环境。
使细胞内的生化反应能够有序进行，不受外界环境的直接干扰。
2、物质交换细胞膜具有选择性透过性，能够控制物质进出细胞。
小分子物质如氧气、二氧化碳、水等可以自由通过细胞膜。
对于大分子物质和离子，细胞膜通过特定的运输蛋白进行主动运输或被动运输。
主动运输需要消耗能量，以实现物质逆浓度梯度运输。
被动运输包括自由扩散和协助扩散，不消耗能量，物质顺浓度梯度运输。
3、信息传递细胞膜上存在多种受体蛋白，能够接收外界信号分子，并将信号传递到细胞内部。
细胞通过细胞膜表面的糖蛋白等分子与其他细胞进行识别和通讯。
信号传递可以调节细胞的生理活动和代谢过程。
二、分隔作用的详细阐述11 维持细胞内环境的稳定细胞膜阻挡了外界有害物质和病原体的侵入，保护细胞内部结构和功能的完整性。
细胞内的各种细胞器和生化反应体系在相对稳定的环境中高效运作。
12 为细胞提供独立性每个细胞作为一个独立的功能单位，能够自主地进行生长、分裂和代谢等生命活动。
分隔作用使得不同细胞可以具有不同的特性和功能，从而构成复杂的多细胞生物体。
三、物质交换的详细阐述111 小分子物质的自由扩散氧气和二氧化碳通过简单的扩散作用进出细胞，以满足细胞呼吸和气体交换的需求。
水分子也能自由通过细胞膜，参与细胞的渗透压调节和水分平衡。
112 协助扩散一些离子和小分子物质，如葡萄糖、氨基酸等，在细胞膜上的载体蛋白协助下进行扩散。
载体蛋白与被运输物质结合后发生构象变化，促进物质的跨膜运输。
113 主动运输细胞通过消耗能量，将离子和大分子物质如蛋白质、核酸等从低浓度一侧运输到高浓度一侧。
主动运输对于维持细胞内物质的浓度梯度和正常的生理功能至关重要。
四、信息传递的详细阐述121 细胞间通讯细胞膜表面的糖蛋白和糖脂等分子参与细胞与细胞之间的识别和粘附。
例如，免疫细胞能够识别并攻击外来病原体或异常细胞，依赖于细胞膜上的特异性受体。
第三章 第一节 细胞膜的结构和功能(共22张PPT)
它体现了细胞膜的哪种功能？
控制物质进出细胞的功能
细胞膜行使该功能时有何特点？
具有选择性
下图表示三种细胞间信息交流方式。
①图(1)所示的信息交流方式中，A细胞主要是_内__分_泌__细__胞，产生 的信息分子主要是___激__素______，需要通过____血__液__的运输才能 运至B细胞，信息分子要与B细胞膜上的______受__体结合才能完 成信息的传递。
• 磷脂分子以疏水的尾部相对，亲水的头部朝向两 侧，构成 磷脂双分子层，以此作为细胞膜的基本 支架。细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂 和 胆固醇 等。
• 细胞膜中的蛋白质以不同深度 覆盖 、 镶嵌 或 贯穿 于磷脂双分子层中，有的蛋白质分子与
糖结合成 糖蛋白 。它们是细胞膜功能的主要执 行者。 • 构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大多不是静止， 而是可以运动的，即细胞膜具有 一定的流动性 。
不知道自己缺点的人，一辈子都不会想要改善。成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。成功的条件在于勇气和 信乃是由健全的思想和健康的体魄而来。成功了自己笑一辈子，不成功被人笑一辈子。成功只有一个理由，失败却有一千种理由。从胜利学得少，从失败学得多。你生而有 前进，形如蝼蚁。你一天的爱心可能带来别人一生的感谢。逆风的方向，更适合飞翔。只有承担起旅途风雨，才能最终守得住彩虹满天只有创造，才是真正的享受，只有拚 活。知识玩转财富。志不立，天下无可成之事。竹笋虽然柔嫩，但它不怕重压，敢于奋斗、敢于冒尖。阻止你前行的，不是人生道路上的一百块石头，而是你鞋子里的那一 爱，不必呼天抢地，只是相顾无言。最值得欣赏的风景，是自己奋斗的足迹。爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。生活不可能像你想 不会像你想的那么糟。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。实现梦想往往是一个艰苦的坚持的 到位，立竿见影。那些成就卓越的人，几乎都在追求梦想的过程中表现出一种顽强的毅力。世界上唯一不变的字就是“变”字。事实胜于雄辩，百闻不如一见。思路决定出 细节决定成败，性格决定命运虽然你的思维相对于宇宙智慧来说只不过是汪洋中的一滴水，但这滴水却凝聚着海洋的全部财富；是质量上的一而非数量上的一；你的思维拥 所有过不去的都会过去，要对时间有耐心。人总会遇到挫折，总会有低潮，会有不被人理解的时候。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希 个人不知道他要驶向哪个码头，那么任何风都不会是顺风。沙漠里的脚印很快就消逝了。一支支奋进歌却在跋涉者的心中长久激荡。上天完全是为了坚强你的意志，才在道 碍。拥有资源不能成功，善用资源才能成功。小成功靠自己，大成功靠团队。炫耀什么，缺少什么；掩饰什么，自卑什么。所谓正常人，只是自我防御比较好的人。真正的 防而又不受害。学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来态度决定高度。外在压力增加时，就应增强内在的动力。我不是富二代，不能拼爹，但为了成功，我可 站在万人中央成为别人的光。人一辈子不长不短，走着走着，就进了坟墓，你是要轰轰烈烈地风光下葬，还是一把骨灰撒向河流山川。严于自律：不能成为自己本身之主人 他周围任何事物的主人。自律是完全拥有自己的内心并将其导向他所希望的目标的惟一正确的途径。生活对于智者永远是一首昂扬的歌，它的主旋律永远是奋斗。眼泪的存 伤不是一场幻觉。要不断提高自身的能力，才能益己及他。有能力办实事才不会毕竟空谈何益。故事的结束总是满载而归，就是
3-1 细胞膜的结构和功能
转化知识点
流动镶嵌模型、细胞膜的成分
排除障碍点
磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物组成
【解析】选B。①是糖蛋白,具有细胞识别、保护、润滑等功能,A正确;②(蛋白 质)在磷脂双分子层中的分布是不对称和不均匀的,B错误;③是磷脂分子,由甘油、 脂肪酸、磷酸及其他衍生物等组成,C正确;③(磷脂分子)具有流动性,大多数② (蛋白质)也可以运动,D正确。
2.细胞膜结构特点与功能特点的区别与联系: (1)区别:
项目 结构特点——流动性
功能特点——选择透过性
磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运 磷脂分子既亲水,又疏水;膜
基础
动的
上具有糖蛋白
对于细胞完成物质运输、生长、分裂、 意义
运动等功能都是非常重要的
控制物质进出
表现 变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬
有些物质可进入细胞,有些 物质不能进入
【解析】选C。细胞膜的脂质成分可以阻挡大部分极性分子,类似于围墙的阻挡 作用,比喻为围墙有道理,A正确;细胞膜上有专门供某种物质通过的通道蛋白,允 许一些小分子和离子通过,就像围墙上开了小门,B正确;细胞膜的选择透过性是 相对的,一些对细胞有害的物质也可进入,C错误;细胞代谢所需原料和代谢产生 的废物都要经过细胞膜,所以细胞膜是细胞的大门,D正确。
3.进行细胞间的信息交流: 通过化学物质交流、通过_细__胞__膜__相互接触交流、通过_通__道__交流。
[思考] 莲花“出淤泥而不染”体现了细胞膜的什么功能?细胞膜成分的探索 1.探索历程:
时间(人物)
实验依据
结论或假说
1895年, 欧文顿
对植物细胞进行通透性实验,发现可 以溶于脂质的物质更容易通过细胞 细胞膜是由_脂__质__组成的 膜
新教材高中生物第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能课件新人教版必修1
表面积的2倍
都是液体(水)环境
丹尼利 细胞的表面张力明显低于 和戴维森 油—水界面的表面张力 —
细胞膜除含脂质分子外, 可能还附有蛋白质
2.对细胞膜结构的探索历程
磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,如图所示,磷 脂分子具有亲水的头和疏水的尾。请思考下列问题。
(1)将磷脂放入盛有水的容器中,下列能正确反映其分布的
2.对细胞膜结构的探索
时间
科学家或实验
1959 年 罗伯特森
1970 年 1972 年
荧光标记的小鼠细胞 和人细胞融合实验 辛格和尼科尔森
结论 所有的细胞膜都由蛋白质—脂 质—蛋白质三层结构构成 结合相关的其他实验证据表明, 细胞膜具有流动性 提出了流动镶嵌模型
3.证明细胞膜具有流动性的实验 (1)方法:
学以致用 “在原始海洋中,膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶 段。”这一提法的重要依据是( ) A.细胞膜是细胞的结构组成部分 B.细胞膜上有许多功能蛋白 C.细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,使其成为相对独立 的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定 D.细胞膜能控制物质的进出 答案:C
解析:原始海洋中的有机物逐渐聚集,并且相互作用,进化出 原始的生命。由于膜将生命物质与外界环境分隔开,产生了 原始的细胞,并成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的 相对稳定,这是生命起源过程中至关重要的阶段。
二 对细胞膜成分及结构的探索
重难归纳
1.对细胞膜成分的探索历程
科学家 现象
原理
结论
溶于脂质的物质容易穿过
欧文顿 细胞膜
相似相溶原理
细胞膜是由脂质组成的
戈特和格 从红细胞中提取的脂质,单 磷脂分子具有亲水的头 细胞膜中的磷脂分子必
高一生物第三章第一节细胞膜系统的边界的知识点
高一生物第三章第一节细胞膜——系统的边界的知识点细胞膜又称细胞质膜，是细胞表面的一层薄膜。
以下是小编总结的关于高一生物第三章第一节细胞膜——系统的边界的知识点，希望大家掌握。
第1节细胞膜——系统的边界一、制备细胞膜的方法(实验)原理：渗透作用(将细胞放在清水中，水会进入细胞，细胞涨破，血红蛋白和无机盐等内容物流出，得到细胞膜)选材：人或其它哺乳动物成熟红细胞(鸟类，两栖类的不能做为实验材料)原因：因为材料中没有细胞核和众多细胞器提纯方法：差速离心法细节：取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水) 本实验只是通过观察红细胞形态变化来理解制备细胞膜的方法和原理，不能直接观察和获得细胞膜。
若想获得较纯净的细胞膜得在试管中离心和过滤二、细胞膜主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类①脂质(50%)：以磷脂为主，是细胞膜的骨架，含两层;②蛋白质(40%)：细胞膜功能的体现者，蛋白质种类和数量越多，细胞膜功能越复杂;③糖类：和蛋白质结合形成糖蛋白，也叫糖被，和细胞识别、免疫反应、信息传递、血型决定等有直接联系;细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白(AFP)，癌胚抗原(CEA)。
细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间粘滞性下降，使得癌细胞易分散和转移。
三、细胞膜的结构基本骨架——磷脂双分子层基本结构镶、嵌、贯穿——蛋白质分子外侧——糖蛋白(与细胞识别有关)结构特点：一定的流动性举例：(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌)3、细胞膜功能：①将细胞与外界环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定②控制物质进出细胞(控制具有相对性)(方式：自由扩散、协助扩散和主动运输)功能特点：选择透过性(取决于载体蛋白的种类和数量)举例：(腌制糖醋蒜，红墨水测定种子发芽率，判断种子胚、胚乳是否成活)③进行细胞间的信息交流(方式：三种P42)(和细胞膜上的糖蛋白紧密相关)四、细胞壁植物：纤维素和果胶(用纤维素酶和果胶酶可以在不损伤细胞内部结构的前提下除去细胞壁)原核生物：肽聚糖结构特点：不具有选择透过性。
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能细胞膜是细胞的重要组成部分，具有多种重要的结构和功能。
本文将详细介绍细胞膜的结构与功能，以便更好地理解这一关键的细胞组成部分。
细胞膜是位于细胞外部的一个薄膜，主要由磷脂双分子层构成。
磷脂分子是由一个疏水性的疏水磷脂头部和两个亲水性的脂肪酸尾部组成，疏水性头部朝向膜内部，亲水性尾部朝向膜表面。
这种结构使得细胞膜具有半透性，可以选择性地允许物质的通过，起到了保护细胞内部结构的作用。
除了磷脂双分子层外，细胞膜还包含许多不同的蛋白质。
这些蛋白质在细胞膜上扮演着各种重要的角色，如传递信号、运输物质、细胞识别等。
另外，一些糖脂和胆固醇也分布在细胞膜上，参与调节膜的流动性和稳定性。
细胞膜的功能非常多样化。
首先，细胞膜起到了隔离细胞内外环境的作用，维持了细胞内稳定的内部环境。
其次，细胞膜参与了物质的运输，通过细胞膜上的蛋白质通道，物质可以在细胞内外之间进行传递。
此外，细胞膜还参与了细胞的识别和信号传导，通过细胞膜上的受体蛋白，细胞可以感知外部环境的信号并做出相应的反应。
除了以上功能，细胞膜还参与了细胞的吞噬作用和细胞间的黏附。
在细胞吞噬过程中，细胞膜会形成囊泡，将外界物质吞入细胞内部。
而在细胞间的黏附中，细胞膜上的一些蛋白质可以与其他细胞表面的蛋白质结合，使细胞之间紧密连接。
总的来说，细胞膜在细胞内外环境的交互作用中发挥着至关重要的作用。
其结构的复杂性和多样性决定了其功能的多样性，使得细胞能够适应不同的生存环境并保持生命活动的正常进行。
通过深入了解细胞膜的结构与功能，我们可以更好地理解细胞内部的生物学过程，为细胞生物学和生物医学研究提供重要参考。
希望本文能够帮助读者更好地理解细胞膜这一重要的细胞组成部分。
第三章细胞膜
膜蛋白的运动 1970年Frye和 Edidin用细胞融合 的方法得到证明。
膜流动性的生理意义
保证其正常功能的必要条件。 跨膜物质运输、细胞信息传递、细
胞识别、细胞免疫、细胞分化以及 激素的作用等都与膜的流动性密切 相关。
例如：小肠上皮细胞 顶部细胞膜 酶和运输蛋白不同
基底、侧面细胞膜 顶部细胞膜：吸收功能 功能不同
——细胞膜只允许特定分子以特定 方式通过。
运输方式
小分子物质穿膜运输 大分子物质膜泡运输
简单扩散 被动运输
易化扩散 主动运输
胞饮 内吞
吞噬 胞吐 受体介导的内吞作用
小分子和离子的穿膜运输
一、被动运输（passive transport）
——物质顺浓度梯度，即由浓度高的一 侧通过膜运输到浓度低的一侧的穿膜扩 散，不需要消耗代谢能量。 1、 简单扩散（simple diffusion） ——不需能量，不需专一的膜蛋白分子， 顺浓度梯度的穿膜扩散，也称单纯扩散 或自由扩散。
载体介导扩散与简单扩散的动力学比较
（二）主动运输 （active transport）
——通过消耗能量，将物质逆浓度 梯度（低→高）运输。如葡萄糖、 金属离子等。 例：Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶） —镶嵌于细胞膜脂双分子层中 的逆浓度梯度运输钠钾离子的一种 运输蛋白质。
概念。 ② 膜脂兼具有序性和流动性。 ③ 蛋白质分布具有不对称性。
液态镶嵌模型的缺点：
① 忽视了蛋白质分子对脂质分子 的控制作用。
② 不能说明具有流动性的细胞膜 在变化中如何维持其相对完整和 稳定性。
晶格镶嵌模型
1975年Wallach提出 晶格镶嵌模型。其 论点是膜的流动性 是 由于脂质可逆地 进行无序（液态） 和有序（晶态）的 相变过程。
高中生物第一册 第3章 第1节 细胞膜的结构和功能 讲义
第1节细胞膜的结构和功能课标内容要求核心素养对接概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。
1.生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观。
2．科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。
3．科学思维——流动镶嵌模型及其解读。
一、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
2．控制物质进出细胞(1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。
(2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。
(3)环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。
3．进行细胞间的信息交流方式过程通过体液的运输信号分子通过血液的运输到达靶细胞，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，如胰岛素细胞间直信号分子和细胞膜结合在一起，只能和相邻细胞的细胞膜上的受体1．探索过程(1)脂质(约占细胞膜总质量的50%)⎩⎨⎧磷脂(主要)胆固醇(动物细胞膜) (2)蛋白质(约占40%)：与细胞膜的功能密度相关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。
(3)糖类(2%～10%)：与蛋白质分子或脂质结合。
三、对细胞膜结构的探索1．提出暗—亮—暗的三层结构(1)科学家：罗伯特森。
(2)模型假说：①所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
②把细胞膜描述为静态的统一结构。
2．对静态结构提出质疑：20世纪60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。
3．1970年荧光标记细胞膜实验 4．科学方法——提出假说科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
细胞生物学 第三章
图3-6
膜各个断面的名称
第一节
细胞膜
（1）膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中 呈不均匀分布。组成膜两个单层的膜脂种类不同。糖脂的 分布表现出完全不对称性，其糖侧链部都在质膜的ES面上， 所以糖脂仅存在质膜的细胞外小页中，糖脂的不对称分布 是完成其生理功能的结构基础。膜脂的不对称性有重要的 生理意义，有一些疾病，如镰刀状贫血病、未分化肿瘤细 胞等疾病都是质膜脂双层的不对称性发生紊乱造成的。 （2）膜蛋白的不对称性 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都 有明确的方向性和分布的区域性。各种生物膜的特征及功 能主要由膜蛋白决定的，膜蛋白的不对称性是生物膜完成 复杂有序的各种生理功能在时间上与空间上的保证。
第三节 细胞连接
2.胞间连丝 胞间连丝是植物细胞特有的通讯连接。是由穿过细胞壁的质膜围 成的细胞质通道，直径约20～40nm。因此植物体细胞可看作是一个巨 大的合胞体。通道中有一由膜围成的筒状结构，称为连丝小管。连丝 小管由光面内质网特化而成，管的两端与内质网相连。连丝小管与胞 间连丝的质膜内衬之间，填充有一圈细胞质溶质。一些小分子可通过 细胞质溶质环在相邻细胞间传递（图3-13）。
第三节 细胞连接
1.桥粒和半桥粒
在锚定连接中，如果细胞是通过中间纤维锚定到骨架上，这种连接方式 称为桥粒(desmosome)。通常在易受牵拉的组织结构中，桥粒最为丰富，如 皮肤、口腔、食管等处复层鳞状上皮细胞易受撕拉和摩擦，其细胞间桥粒最 丰富。
图3-10 桥粒结构模式图
第三节 细胞连接
2.粘着带和粘着斑
第三节 细胞连接
一、封闭连接
封闭连接（occluding junction）是指在相邻细胞的质膜之间，只 有2nm或更小，甚至没有间隔。
03-3-细胞膜的特性
3.3 细胞膜的特性同学们好！前两讲我们讨论了细胞膜的化学组成和结构模型，今天我们进一步来谈细胞膜所具有的重要结构特性，以及执行的主要生命功能。
一、细胞膜的结构特点细胞膜具有不对称性和流动性两大突出特点。
（一）膜的不对称性所谓膜的不对称性(asymmetry)，是指膜的内外两层在结构和功能上有很大的差异。
细胞膜结构上的不对称性保证了膜功能的方向性。
1.膜脂的不对称性分析各种细胞膜内层和外层膜脂的化学组成，发现不同膜脂分子在脂双层中的含量和分布是不对称的。
以人红细胞膜为例，脂双层的外层几乎全部由磷脂酰胆碱PC和鞘磷脂SM组成，而内层则主要由含有氨基的磷脂如磷脂酰比氨酸PS 和磷脂酰乙醇胺PE组成。
脂双层的膜脂不对称性对胞外信号转换为胞内信号十分重要。
许多细胞内参与细胞信号跨膜转换的蛋白质会可逆地结合在质膜内层特定的脂质分子头部，例如蛋白激酶C当被多种信号激活时，主要结合在含有高浓度磷脂酰丝氨酸的质膜内层；另一方面，不同类型的脂质分子可发生相应的修饰，从而结合特定的功能蛋白质，如磷脂酰肌醇的磷酸化修饰将产生结合胞内特定蛋白质的位点(附图或动画)。
膜脂不对称性对脂代谢信息分子的生成也至关重要。
如磷脂酶C在质膜内层将肌醇磷脂降解生成两个脂质信号分子：一个是二脂酰甘油留在膜上协助激活蛋白激酶C；另一个是三磷酸肌醇释放到细胞内调控钙离子流动(附图或动画)。
动物细胞还可以利用质膜磷脂的不对称性区分活的和凋亡的细胞。
例如，凋亡细胞质膜内层的磷脂酰丝氨酸会快速转移到外层，暴露在细胞表面的PS将提醒周围的巨噬细胞来吞噬和降解它(附图或动画)。
2.膜蛋白的不对称性膜蛋白结构及其分布的不对称性是绝对的(附图或动画)。
对跨膜蛋白而言，几个因素决定了其结构的非对称性：蛋白质序列结构决定其穿膜的方向和内外侧功能区；细胞膜蛋白糖基化的糖链总是位于质膜的外侧；胞内还原性环境造成二硫键主要形成于质膜外侧。
膜蛋白根据功能需要将分布在不同区域。
03-细胞膜的功能(3)
3、信号分子类型 ◆根据溶解度 ①亲脂性：甾醇类激素、甲状腺素
②亲水性：神经递质、生长因子、 局部化学递质、大多数 肽类激素 。
◆根据产生的时间顺序：
第一信使（primary messenger）：细胞外信号分
子，与细胞受体结合并传递信息。
第二信使（Second messenger）：第一信使与受
Байду номын сангаас
衣被形成的关键蛋白：
◎三腿蛋白复合体：牵引细胞膜向内凹陷。 ◎衔接蛋白（结合素蛋白）：决定特异性（识别受体胞质侧
结构域，连接膜与网格蛋白）
轻链
重链
三腿蛋白复合体
衣被的结构单位
篮网状小泡衣被
（36个三腿复合蛋白 形成五边形或六边形）
衣被的电镜照片
受体介导的胞吞作用作用特点：
[特点]（1）有受体参与，特异性很强 （2）选择浓缩机制，速度快 （3）过程：配体受体识别→质膜凹陷 →“有被小窝”→有被小泡→进入 细 胞内→无被小泡→与膜内体结合→ 多种形式完成生理过程。 [举例] 铁的吸收，胆固醇的吸收等
被激活的催化亚基
肌肉细胞中糖原的降解
无活性的蛋白激酶A
被激活的蛋白激酶A
无活性的磷酸 化酶激酶
被激活的磷酸 化酶激酶
无活性糖 原磷酸化 酶
被激活的糖 原磷酸化酶
糖原
1-磷酸葡萄糖 糖酵解
蛋白激酶调节糖原的降解
对基因表达的调节作用
受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共
同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件
（4）途径4——受体与配体保持结合，一起
转移到细胞的另一侧
又称为穿胞吞吐作用。 如：新生小鼠可通过此方式从母乳中获得抗体。
高中生物教案必修一 第三章 细胞膜和细胞壁
4．根据细胞结构对生物分类
总结：①病毒（如噬菌体）没有细胞结构，它是由蛋白质和核酸（每种病毒只含一种核酸，DNA或RNA）等物质组成的简单生命体。
切不要把它们当成原核生物。
②原核生物种类较少，仅有蓝藻、细菌、放线菌等。
③单细胞的原生动物，如常见的草履虫、变形虫、疟原虫（引起人体疟疾的病原体）等是真核生物，凡动物都是真核生物，单细胞绿藻（如衣藻）、单细胞的真菌（如酵母菌）等都是真核生物。
不要把它们误认为原核生物。
④如何判断细菌。
凡是“菌”字前面有“杆”字、“球”字、“螺旋”及“弧”字的都是细菌，如大肠杆菌、肺炎球菌、霍乱弧菌等。
乳酸菌是个特例，它本属杆菌，但往往把“杆”字省略。
【例1】没有成形细胞核的生物和没有细胞结构的生物分别
依据上表数据，请分析构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是____________________________________；
化学物质组成的主要区别是__________________________。
解析：人体成熟红细胞无细胞核，容易获得材料，而且方便操作，加入蒸馏水可让其破裂。
通过分析表格中数据可以看出：生物膜的主要成分是蛋白质和脂质；细胞器膜蛋白质含量较高，脂质含量较低；细胞膜都含糖类，而细胞器膜不含糖类。
答案：（1）成熟红细胞无细胞核，无内膜系统，方便操作（2）蒸馏水大量吸水
（3）都有脂质和蛋白质细胞膜都含糖类，而细胞器膜不含糖类。
第三章 细胞膜
第三章细胞膜总述：细胞膜又称质膜，是包围在细胞质外面的一层生物膜细胞膜功能：1. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；2. 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. 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；4. 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；5. 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。
细胞表面功能：①细胞的支持保护，②细胞各种生命活动密切相关，细胞识别/运动迁移/转运/信息转导/细胞分裂/细胞分化/癌变第一节脂类：30%~80%；蛋白质：20%~70%；糖类：2%~10%；无机盐+金属离子：少量膜脂：生物膜的基本结构膜糖类①约占膜总重量的2%～10%，②由各种己糖聚合成低聚糖或寡糖糖链与膜蛋白或膜脂结合，③丰富多样的结合方式和排列顺序是细胞之间相互识别的分子基础。
细胞膜的特性：（一）膜分子的运动一、膜脂的流动性①侧向扩散：同分子层内的脂类分子交换位置。
②旋转运动：膜脂分子绕着膜平面垂直纵轴快速旋转运动③弯曲运动：膜脂分子的烃链可作弯曲运动。
④翻转运动：在脂双层之间转移(需由专一的酶帮助)极少发生这种运动影响膜流动的因素：①固醇：含量增加会降低膜的流动性。
②肪酸链的饱和度：双键越多(不饱和)，膜流动性增加。
③肪酸链链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。
④磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加(鞘磷脂粘度高于卵磷脂)。
⑤他因素：温度、酸碱度、离子强度等。
膜蛋白在膜内的运动：①侧向扩散②旋转扩散;可用光脱色恢复技术和细胞融合技术检测侧向扩散;膜流动的生理意义：①是保证其正常功能的必要条件。
例如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。
②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，反之流动性过高，又会造成膜的溶解。
二、膜的不对称性第二节第三节细胞膜的物质运输活动分为两大类：小分子和离子的穿膜运输；大分子和颗粒的膜泡运输细胞膜对于物质进出细胞由选择性调节作用，保证渗透压平衡，维持膜内外离子浓度差和膜电位，维持内环境稳定性。
医学细胞生物学之细胞膜
细胞膜1，细胞膜的定义：细胞膜是包围在细胞质表面的一层薄膜；它是一种具有多种功能的半通透性过滤膜，不仅为细胞的生命活动提供稳定的内环境，而且还行使物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能。
2，细胞膜的化学组成（1）膜脂：膜脂主要包括磷脂、胆固醇和糖脂三种类型。
这三种脂类都是双亲性分子。
在水溶液中，亲水的头部露在外面与水接触，疏水的尾部这包裹在内部，可能形成两种形式。
为了避免双分子层疏水部与水接触，两端自动闭合，形成一种自我封闭而稳定的中空结构，称为脂质体。
1）磷脂鞘磷脂鞘2)胆固醇：属于中性脂类，在真核细胞膜中含量较多，但在多数原核细胞中含量较少作用：对调节膜的流动性和加强膜的稳定性具有重要作用，降低水溶性物质的通透性。
动物细胞无细胞壁，胆固醇有加强质膜的作用。
3）糖脂1，定义：含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量的5％以下。
2，结构：糖脂由脂类和寡糖构成，也是双亲性分子。
其结构与SM很相似，但头部不同，由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。
3，典型代表：最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，在髓鞘的多层膜中含量丰富；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂，神经节苷脂在神经髓鞘和神经元质膜中含量较高。
鞘磷脂鞘甘油磷脂磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，PE）含量其次磷脂酰丝氨酸(PS)磷脂酰胆碱(卵磷脂，PC) 含量最多磷脂酰肌醇(PI)：含量最少，位于膜的内部在信号传导中起重要作用心磷脂酰甘油：仅存在与线粒体内膜中和某些细菌质膜上，具有四个疏水性脂肪酸链，又称双磷脂酰甘油鞘胺醇半乳糖脑苷（2)膜蛋白1）膜内在蛋白质：1，含量：占膜蛋白总量的70％到80％，是膜功能的重要承担者2，结构：部分镶嵌在膜中，通过非极性氨基酸部分直接与膜脂双层的疏水区相互作用而嵌入膜内。
3，跨膜蛋白：双亲性分子，他们的多肽链可以贯穿膜一次或多次，以疏水区跨越脂双层的疏水区，与脂肪酸链共价结合，而亲水的极性位于膜的内外表面，如图1，2所示。
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细胞表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内 信号称为第二信使 细胞内有六种最重要的第二信使：cAMP、cGMP、 NO、1, 2-二酰甘油 (diacylglycerol, DAG)、1, 4, 5-三磷 酸肌醇 (inosositol 1, 4, 5-trisphosphate, IP3)、Ca2+ 等
细胞内各种不同的转导通路都是由一系 列的蛋白和酶所组成
各通路中的上游蛋白对下游蛋白活性的 调节 (激活或抑制) 主要是通过添加或去 除磷酸基团，从而改变下游蛋白的构象 来完成的
信号转导通路的最关键成员是蛋白激酶 和磷酸酶，它们能够引起细胞活性的快 速变化而后又迅速恢复
膜受体与信号转导
腺苷酸环Байду номын сангаас酶
cAMP
膜受体与信号转导
信号转导机制的放大效应 一个信号 → 多个受体 (R)；一个活化 R → 多个 G 蛋白；一个 G 蛋白 → 多个效 应器 (酶) → 许多第二信使 → 磷酸化更 多靶蛋白 (酶) → 产生显著放大效应 信号体系好比信号扩大器，将细胞外微 小的信号逐级放大，产生明显效应
G 蛋白偶联型受体的信号转导途径
配体 受体
Ｇ蛋白 效 应 酶 第二信使 蛋白激酶 酶或其他功能蛋白
生物学效应
路线一
路线二
抑制型配体 抑制型受体Ri 抑制型调节蛋白Gi －
Gi调节模型 （ Ri-Gi-AC 途径）
激活型配体
激活型受体Rs
活化型调节蛋白Gs
＋
Gs调节模型 （ Rs-Gs-ACcAMP途径）
cAMP (3’, 5’-环化腺苷酸)
膜受体与信号转导
cAMP 能特异性地活化 cAMP 依赖性蛋 白激酶 A (PKA) 来调节细胞的代谢 PKA 可使 cAMP 反应元件结合蛋白 (CREB) 等基因表达调节因子磷酸化 激活后的 CREB 结合到基因的 CRE 区 启动基因的表达 表达的蛋白质对细胞产生生物学效应 例: 糖原分解的激素调节，胰高血糖素 或肾上腺素使血糖升高的调节机制
细胞膜受体
G 蛋白偶联型受体 (G protein-coupled receptor)
一条多肽链有 7 个跨膜疏水区域， N 端向 外，C 端向内 N 端有糖基化位点，胞内和 C 端各有一个 磷酸化位点
受体和配体结合后，激活偶联的 G 蛋白， 调节相关酶活性，产生第二信使
膜受体与信号转导
两种最重要的信号转导通路 一种是通过 G 蛋白偶联方式，即信号分 子同表面受体结合后激活 G 蛋白，再由 G 蛋白激活细胞内效应物，效应物产生 细胞内信号 第二种转导通路是结合的配体激活受体 的酶活性，然后由激活的酶再去激活产 生细胞内信号的效应物
膜受体与信号转导
细胞内受体主要与脂溶性的小信号分子 作用 在细胞与外界的联系中起重要作用
细胞与外界的通讯、细胞之间的识别、 细胞的免疫识别、细胞功能的调控
细胞膜受体
至少包括两个功能区域：配体结合区域和 产生效应的区域
受体所接受的外界信号统称为配体(ligand) 例如神经递质、激素、生长因子、化学物 质、光子、其他胞外信号等
膜受体与信号转导
配体与受体结合的信号解除，α亚单位 分 解 GTP 生成 GDP， 释放磷酸根 α亚单位的构象复原，与GDP 结合而与 效应蛋白分离
形成αβγ异三聚体，恢复静息状态即非活 化状态 β亚单位的浓度与 G 蛋白的作用强度成反 比
膜受体与信号转导
与 G 蛋白结合的效应蛋白的种类取决于 细胞的类型和α亚单位的类型 有离子通道、腺苷酸环化酶、磷脂酶C、 磷脂酶A2、磷酸二酯酶等
细胞膜受体
神经递质受体 配体门控离子通道 (ligand-gated ion channel) 位于细胞膜上，本身是配体门控离子通 道，常由多个亚单位组成，每个亚单位 4 次跨膜， N 端和 C 端均朝细胞外 既为受体，又为离子通道，其跨膜信号 转导无需中间步骤
细胞膜受体
受体和配体结合之后，通道蛋白改变构 象，导致通道开放或关闭，直接引起细 胞反应 最早确认的是 N-乙酰胆碱受体
细胞的化学信号分子、受体及G蛋白
化学信号分子及其受体 细胞的信号转导 (signal transduction): 由 细胞外信号转换为细胞内信号的过程
第一信使: 细胞外信号分子，与靶细胞受 体相结合; 亲脂性小分子容易直接穿过细 胞膜与细胞质或细胞核内受体形成复合 体，再与 DNA 结合启动基因表达
膜受体与信号转导
G 蛋白家族 以α亚单位的结构与活性不同分为三类: Gs 家族、Gi 家族、Gq 家族 α亚单位对效应蛋白起激活 (Gs 家族) 或 抑制 (Gi 家族) 作用 β、γ亚单位能调节 G 蛋白的活性
膜受体与信号转导
G 蛋白的作用机制 静息状态下，G 蛋白以异三聚体的形式 存在并与 GDP 结合，与受体呈分离状态 与配体结合后受体蛋白构象改变，与 G 蛋白α亚单位接触，使其改与 GTP 结合 α亚单位本身构象改变，与β、γ亚单 位 分离呈游离状态，且具备 GTP 酶的活性， 为 G 蛋白的活化状态，能结合效应蛋白 并调节其活性
细胞膜受体
膜受体的特性
一般性质 识别外来信号，产生继发效应 受体作用的性质基本属于构象的变化 使无活性的效应部位变成有活性的过程 称为受体被激活
细胞膜受体
特异性及非决定性: 受体和配体分子间 的立体构象动态互补、特异性并非绝对 严格、配体可与不同受体结合产生不同 的效应 可饱和性: 结合能力有限，受体数目和 浓度恒定 高亲和度: 对配体结合能力强 可逆性: 受体和配体以非共价键结合 特定的组织定位: 只存在于靶细胞
细胞识别的基础
膜受体与细胞识别
物种特异性 受精过程；白细胞能识别入侵的细菌并 将其吞噬，但从不吞噬血液中自体的正 常细胞 组织特异性 将同一个体的心肌组织和肾组织用胰酶 消化混合制成单细胞悬液，静置若干时 间后，心肌细胞就能识别出心肌细胞， 并相互聚集，肾细胞也能识别出肾细胞
膜受体与信号转导
细胞内信号转导的基本原理
信号分子这把钥匙一旦打开了细胞表面 的受体锁，细胞就要对此作出应答 细胞自身就是一个小社会，有各种不同 的结构和功能体系 外来信号应由何种功能体系来应答 ?
依靠不同的信号转导通路或途径
膜受体与信号转导
信号转导通路有两个层次的含义 第一层是将外部信号转换成内部信号的 通路，即信号转导通路 第二层次的含义是外部信号转换成内部 信号后从哪个通路引起应答
膜受体与信号转导
第二信使 (细胞能感知的信号): 亲水性 信号分子不能直接穿膜，只能与质膜上 的受体结合，化学信号需要跨膜传递， 转换成细胞内的信号 不同细胞中信息跨膜传递结构大不相同 有多条主要信号转导通路 通路之间可有交互作用
膜受体与信号转导
G 蛋白 (G protein) 或鸟苷酸结合蛋白 (guanine nucleotide-banding protein) 由 M. Rodbell 和 A. G. Gilman 分离纯 化，获 1994 年诺贝尔生理医学奖 由α、β、γ3 个不同亚单位构成的异聚 体，是位于质膜胞质面的周边蛋白 能结合 GTP，并有 GTP 酶的活性 可改变构象激活效应蛋白使其活化
引起糖原分解所必需的肾上腺素浓度为 10-10 mol/L，可产生 10-6 mol /L cAMP
膜受体与细胞识别
细胞识别 (cell recognition)
细胞对同种、异种细胞，自己、异己物 质的认识和鉴别 分子基础与细胞膜中的糖蛋白有关
糖蛋白位于膜表面的寡糖链中的单糖种 类、数目、排列顺序和结合方式的差异 使糖链具有多样性和复杂性
细胞膜受体
识别部 (discriminator) 或调节亚单位， 糖蛋白带有糖链的部分，狭义的受体即 指识别部 效应部 (effector) 或催化亚单位，与配体 结合后被激活而具有酶的活性 转换部 (transducer) 或传导部 (inducer) 识别部和效应部的偶联部分，将识别部 所接受的信息经过转换传给效应部
细胞膜受体
完整的膜受体包括三个部分，可以是不 同蛋白质分子直接或间接结合成一个复 合体，也可以是同一个蛋白质的不同亚 单位 研究认为，识别部与效应部多是分开的 两种分子，但明显保持密切的功能联系 可分可合的功能复合体，在受体与配体 结合后通过膜内的侧向移动暂时结合
细胞膜受体
不同的配体作用于不同的受体可产生不同 的生物学效应 同一配体可与多种受体作用产生不同效应
细胞膜受体
膜受体的结构和分类
膜受体糖蛋白为跨膜蛋白质，有三个结构 域 (domain): 细胞外域 (亲水部分)，跨膜 域 (疏水部分)，细胞内域 (亲水部分) 单体型受体: 一条多肽链组成，生长因子 受体、细胞因子受体、 LDL 受体等，肽 链 N 端向外，C 端向内 复合型受体: 二条或多条肽链组成如 N-乙 酰胆碱受体，多个亚单位，每个多次穿膜