关于细胞膜与细胞表面 (4)课件
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细胞膜及其表面结构ppt课件
3. 带三蛋白：是阴离子载体，通过交换Cl－，使HCO 3 －进入红细 胞。为二聚体，每个单体含929个氨基酸，跨膜12次。
4. 血型糖蛋白：单次跨膜糖蛋白，约有131个氨基酸， N端在膜外 侧，结合16条寡糖链；C-端在胞质面，链较短，与带4.1蛋白相 连。血型糖蛋白与MN血型有关，其功能尚不明确。
11
红细胞膜骨架的网状支架的形成及与膜的 结合过程大致分为三步：
● 首先是血影蛋白与4.1蛋白、肌动蛋白的相互作用 ● 4.1蛋白同血型糖蛋白相互作用 ● 第三是锚定蛋白与血影蛋白、带3蛋白的相互作用
12
13
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， 多数只能在电镜下观察到。
18
（三）、内褶 内褶（infolding）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。
Infolding
19
（四）、 纤毛和鞭毛 纤毛（cilia）和鞭毛（flagella） 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。其 详细结构和功能可参见细胞骨架 一章。
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。
3
4
Simplified diagram of the cell coat (glycocalyx)
5
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，留下一个保源自持原形的空壳，称为血影（ghost）。
4. 血型糖蛋白：单次跨膜糖蛋白，约有131个氨基酸， N端在膜外 侧，结合16条寡糖链；C-端在胞质面，链较短，与带4.1蛋白相 连。血型糖蛋白与MN血型有关，其功能尚不明确。
11
红细胞膜骨架的网状支架的形成及与膜的 结合过程大致分为三步：
● 首先是血影蛋白与4.1蛋白、肌动蛋白的相互作用 ● 4.1蛋白同血型糖蛋白相互作用 ● 第三是锚定蛋白与血影蛋白、带3蛋白的相互作用
12
13
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， 多数只能在电镜下观察到。
18
（三）、内褶 内褶（infolding）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。
Infolding
19
（四）、 纤毛和鞭毛 纤毛（cilia）和鞭毛（flagella） 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。其 详细结构和功能可参见细胞骨架 一章。
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。
3
4
Simplified diagram of the cell coat (glycocalyx)
5
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，留下一个保源自持原形的空壳，称为血影（ghost）。
3.1细胞膜的结构和功能课件(共37张PPT)
1. 基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。
（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。 ( ×)
（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有
害的物质则不能进入。( × ) （3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。( × ) 2. 细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（ B ）
废物
①②③表明细胞膜的控制作用具有 普遍性；④有些病毒、病菌也能侵 入细胞使生物体患病，表明细胞膜 的控制作用具有相对性
功能特点：选择透过性
② 抗体、激素等物质
分泌物
④ 控制的相对性
病毒、病菌
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它 染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。 讨论
1．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
别
功能特点： 选择透过性
联系： 细胞膜的流动性是选择透过性的基础
既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？
（1）因为水分子极 小， 可以通过由于磷脂分 子运动而产生的间隙; （2）是因为膜上存在水通 道蛋白，水分子可以通过 通道蛋白通过膜。
水分子 水通道蛋白
课堂总结
练习与应用 一、概念检测
细胞分裂
变形虫的变形运动
白细胞吞噬细菌
【资料6】1970年，人鼠细胞融合实验：
方法： 荧光标记技术 标记物质：__蛋__白__质__
结论：_细__胞__膜__具__有__一__定__的__流__动__性__
细胞膜的流动性主要受温度影响，在适宜的温度范围内，随外界 温度升高，细胞膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致 细胞膜被破坏。
科学方法—— 提出假说
（1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。 ( ×)
（2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有
害的物质则不能进入。( × ) （3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。( × ) 2. 细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（ B ）
废物
①②③表明细胞膜的控制作用具有 普遍性；④有些病毒、病菌也能侵 入细胞使生物体患病，表明细胞膜 的控制作用具有相对性
功能特点：选择透过性
② 抗体、激素等物质
分泌物
④ 控制的相对性
病毒、病菌
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它 染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。 讨论
1．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
别
功能特点： 选择透过性
联系： 细胞膜的流动性是选择透过性的基础
既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？
（1）因为水分子极 小， 可以通过由于磷脂分 子运动而产生的间隙; （2）是因为膜上存在水通 道蛋白，水分子可以通过 通道蛋白通过膜。
水分子 水通道蛋白
课堂总结
练习与应用 一、概念检测
细胞分裂
变形虫的变形运动
白细胞吞噬细菌
【资料6】1970年，人鼠细胞融合实验：
方法： 荧光标记技术 标记物质：__蛋__白__质__
结论：_细__胞__膜__具__有__一__定__的__流__动__性__
细胞膜的流动性主要受温度影响，在适宜的温度范围内，随外界 温度升高，细胞膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致 细胞膜被破坏。
科学方法—— 提出假说
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
细胞生物学课件第三章 细胞质膜与细胞表面
第三章细胞质膜与细胞表面(Plasma membrane and Sirface)第一节细胞质膜与细胞表面特化结构细胞质膜(plasma membrane),又称细胞膜(cell membrane)、生物膜(biomembrane) 。
一、胞质膜的结构模型1、研究简史（见）(1) 1890 脂层（2）E.Gorter和F．Grendel（1925）: “蛋白质-脂类-蛋白质”三夹板质膜结构模型（3）J.D.Robertson（1959年）：单位膜模型(unit membrane model)(4)S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 2、生物膜结构的特征（1）磷脂双分子层是基本结构成分,起主要功能作用，蛋白周边整合；（2）膜的流动性决定因素：脂肪链长短、不饱和程度、固醇含量、温度、细胞骨架荧光标记实验(3)膜的不对称性a、细胞质膜各部分的名称(见书图4-7 p83)b、膜脂与糖脂的不对称性（见书图4-8 p84）糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础c、膜蛋白与糖蛋白的不对称性⏹方向性；⏹糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；⏹不对称性是生理功能的保证。
(5) 分相现象二、膜脂——生物膜的基本组成成分1、成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类。
（1）磷脂：膜脂的基本成分（50％以上）a、分为二类: 甘油磷脂和鞘磷脂b、主要特征：①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链)（心磷脂除外）；②脂肪酸碳链碳原子为偶数；③有饱和及不饱和脂肪酸两种；（2）膜脂的四种热运动方式：侧向自旋摆动flip-flop2、脂质体（liposome）及应用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。
（1）脂质体的类型（见书图4-3 p77）。
（2）脂质体的应用a、研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质；b、基因转移；c、在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体三、膜蛋白1、基本类型（1）外在(外周)膜蛋白(extrinsic/peripheral membrane proteins )；"水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子结合，易分离。
细胞膜课件PPT课件
信号转导的实例
胰岛素信号转导
胰岛素是调节血糖的重要激素，通过与细胞表面的胰岛素 受体结合，启动一系列信号转导反应，最终导致葡萄糖摄 取和利用增加。
EGF信号转导
EGF是一种重要的生长因子，通过与受体酪氨酸激酶的相 互作用，激活多种信号转导通路，调控细胞增殖和分化。
糖皮质激素信号转导
糖皮质激素是肾上腺分泌的一类激素，通过与核受体相互 作用，调控基因表达，参与应激反应和免疫调节等过程。
易化扩散
经载体介导或通道介导的物质 跨膜转运，顺浓度梯度进行，
需要能量。
主动运输
物质逆浓度梯度跨膜转运，需 要载体和能量。
胞吞胞吐
大分子物质或团块通过细胞膜 的膜泡运输，顺浓度梯度进行
，需要能量。
主动运输和被动运
主动运输
物质逆浓度梯度跨膜转运，需要载体 和能量。例如，钠离子进入细胞。
被动运输
物质顺浓度梯度跨膜转运，分为简单 扩散和易化扩散。例如，二氧化碳从 细胞内到细胞外。
02
受体酪氨酸激酶介导的信号转导
受体酪氨酸激酶是一类重要的生长因子受体，它们通过磷酸化下游分子，
激活多种信号转导通路，调控细胞生长、增殖和分化。
03
核受体介导的信号转导
核受体是一类配体依赖性的转录因子，它们能够识别特定的DNA序列，
调控基因表达。核受体介导的信号转导在代谢、生殖和神经系统等方面
具有重要作用。
用于研究细胞膜上的离子通道和跨膜蛋白 的电生理特性。
细胞膜研究的新发现和成果
细胞膜上存在跨膜蛋白复合物，参与 信号转导、物质转运和能量转换等生 命活动。
细胞膜上的蛋白质可以形成分子伴侣， 帮助其他蛋白质进行正确折叠和运输。
细胞膜具有流动性，膜蛋白和膜脂可 以相互运动，这种流动性对细胞的生 长、分裂和迁移等过程具有重要影响。
细胞膜的结构和功能ppt课件
【思考】为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
活细胞
死细胞
SzLwh
2 控制物质进出细胞
①细胞膜有_选__择_透__过__性， 控制作用是_相__对__的
需要的 营养物质
可以进
为什么活细胞不能被台盼蓝染色，
而死细胞能被染色？
代谢废物可以出
活细胞的细胞膜具有选择透过性， 抗体、
染料台盼蓝是细胞不需要的物质， 激素等
不易通过细胞膜，因此活细胞
分泌物
不被染色。死细胞的细胞膜失去
不容易进
不易出 有用的 成分
控制物质进出细胞的功能，台盼蓝
能通过细胞膜进入细胞，死细胞能
不需要的物质、
被染成蓝色。
病毒、病菌及有害物
SzLwh
②验证细胞膜具有控制物质进出的功能
利用有颜色的植物组织，将其放入无色 溶液中，然后再用高温、强酸或强碱等 处理，观察处理前后溶液颜色是否变化 用凉水洗苋菜水不变色，而炒或者煮汤汁都会变红
巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细 胞的
过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于（ ）
A.血液运输，突触传递
B.淋巴运输，突触传递
√ C.淋巴运输，胞间连丝传递 D.血液运输，细胞间直接接触
2. (2017·全国卷Ⅰ，2改编)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是 A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
1.细胞之间通过信息交流,保证细胞间功能的协调。关于细 胞间信息交流的说法错误的是 ( )
A. B细胞与乙细胞上受体化学本质是糖蛋白 B. 图2可以表示精子与卵细胞的识别
√C. 细胞膜上的受体是细胞间信息交流必不可少的结构
D. 图2中的1为信号分子
第四章 细胞膜与细胞表面
第一节 细胞膜与细胞表面的 特化结构
细胞膜的化学组成
细胞膜的结构模型及特点
骨架与细胞表面的特化结构 骨架 细胞表面的特化结构
细胞膜的化学组成
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。
一、膜脂（membrane lipid） 膜脂（ ）
膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 磷脂 三种类型
膜蛋白（ 二、 膜蛋白（membrane protein） ）
膜蛋白是膜功能的主要体现者， 共有50余种膜蛋白 余种膜蛋白。 膜蛋白是膜功能的主要体现者 ， 共有 余种膜蛋白 。 根据 与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同， 膜蛋白分为内 与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同 ， 膜蛋白分为 内 在蛋白（ 在蛋白（intrinsic protein）、外周蛋白（peripheral protein） ） 外周蛋白（ ） 和脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）。 脂锚定蛋白（ ）
（一）膜的流动性
1. 膜脂的分子运动
1 侧向扩散运动 2 旋转运动 3 摆动运动 4 伸缩震荡运动 5 翻转运动 6 旋转异构化运动
2. 影响膜脂运动的因素： 影响膜脂运动的因素： 胆固醇含量 脂肪酸链的长度及饱和度 卵磷脂/ 卵磷脂/鞘磷脂 温度、酸碱度、 温度、酸碱度、离子强度等
3．膜蛋白的运动 ．
1、膜脂的不对称性：同一脂分子在膜的脂双 膜脂的不对称性： 层中呈不均匀分布。 PC和SM主要分布 层中呈不均匀分布。如：PC和SM主要分布 分布在内小叶。 在外小叶，PE和PS分布在内小叶。 在外小叶，PE和PS分布在内小叶 2、复合糖的不对称性：糖脂和糖蛋白只分布 复合糖的不对称性： 在细胞膜的外表面。 在细胞膜的外表面。 3、膜蛋白的不对称性：每种膜蛋白分子在细 膜蛋白的不对称性： 胞膜上都具有特定的方向性和分布的区域性。 胞膜上都具有特定的方向性和分布的区域性。
必修1细胞膜与细胞壁(共29张PPT)
细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和 细胞质中的其他结构质量不一样，可以 采用不同转速离心的方法将细胞膜与其 他物质分开，得到较纯的细胞膜。
一、细胞膜的分子组成
资料卡片：E.Overton 及其实验相关图片
时间：1895年 人物：奥佛顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对细胞膜进行上万次的通
你能说出用糖和醋来腌制糖醋大蒜 的原理吗？ 特别提醒：蔗糖不能穿过细胞膜
三.细胞膜的功能
3、进行细胞的信息交流
①细胞分泌化学物质（如激素） 通过膜表面的受体传递信息
3、进行细胞的信息交流
②通过相邻细胞膜的接触传递信息
例如：精子和卵细胞的识别和结合
3、进行细胞的信息交流
③相邻细胞之间形成通道 (如高等植物通 过胞间连丝来传递信息)
细菌
实验：体验制备细胞膜的方法
吸水涨破
等渗状 态
正常形态的红细胞
吸水后胀破后，红细胞 内的物质流出
实验原理：
细胞内的物质有一定的浓度的，如果把细 胞放在清水里，水进入细胞，把细胞涨破， 细胞内的物质流出来，就可以得 猪（牛、羊、人）的新鲜红细胞稀释液（生理盐水）
2.制作装片： 用滴管吸取少量得红细胞稀释液，滴一小滴在载破片
上，盖上盖玻片，制成临时装片
3.观察： 现用低倍镜，后用高倍镜
4.滴清水： 在盖玻片的一侧滴一滴清水，同时在另一侧用吸水纸吸引
5.观察： 6.分析结果：
凹陷消失，体积增大，细胞破裂， 内容物流出 获得细胞膜。
思考： 如果实验在试管中进行，细胞破裂后， 如何获得比较纯的红细胞膜？
第三章 细胞结构
第一节 细胞膜与细胞壁
动植物细胞的比较
细
细胞壁 （植物、真菌、原核生物）
一、细胞膜的分子组成
资料卡片：E.Overton 及其实验相关图片
时间：1895年 人物：奥佛顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对细胞膜进行上万次的通
你能说出用糖和醋来腌制糖醋大蒜 的原理吗？ 特别提醒：蔗糖不能穿过细胞膜
三.细胞膜的功能
3、进行细胞的信息交流
①细胞分泌化学物质（如激素） 通过膜表面的受体传递信息
3、进行细胞的信息交流
②通过相邻细胞膜的接触传递信息
例如：精子和卵细胞的识别和结合
3、进行细胞的信息交流
③相邻细胞之间形成通道 (如高等植物通 过胞间连丝来传递信息)
细菌
实验：体验制备细胞膜的方法
吸水涨破
等渗状 态
正常形态的红细胞
吸水后胀破后，红细胞 内的物质流出
实验原理：
细胞内的物质有一定的浓度的，如果把细 胞放在清水里，水进入细胞，把细胞涨破， 细胞内的物质流出来，就可以得 猪（牛、羊、人）的新鲜红细胞稀释液（生理盐水）
2.制作装片： 用滴管吸取少量得红细胞稀释液，滴一小滴在载破片
上，盖上盖玻片，制成临时装片
3.观察： 现用低倍镜，后用高倍镜
4.滴清水： 在盖玻片的一侧滴一滴清水，同时在另一侧用吸水纸吸引
5.观察： 6.分析结果：
凹陷消失，体积增大，细胞破裂， 内容物流出 获得细胞膜。
思考： 如果实验在试管中进行，细胞破裂后， 如何获得比较纯的红细胞膜？
第三章 细胞结构
第一节 细胞膜与细胞壁
动植物细胞的比较
细
细胞壁 （植物、真菌、原核生物）
细胞生物学-细胞膜和细胞表面
磷脂分子聚集在一起，将亲水头部朝向 外面，将疏水尾部藏在里面
在水溶液中形成微团或脂双分子层
磷脂单分子层
liposome
磷脂双分子层
胆固醇是兼性分子吗?
糖脂是兼性分子吗?
细胞膜的化学组成是什么?
❖膜脂
磷脂、胆固醇、糖脂
❖膜蛋白 ❖膜糖类
1.2 膜蛋白
❖ 膜蛋白：外在蛋白 20-30% 内在蛋白 70-80%
❖膜脂
磷脂、胆固醇、糖脂
❖膜蛋白
外在蛋白 、内在蛋白
❖膜糖
1.3 膜糖类
❖ 膜糖类：糖脂、糖蛋白 糖脂和糖蛋白的糖链分布在膜的外表面 糖被除了具有保护和润滑作用外，与细胞 的抗原结构、受体、细胞免疫、细胞识别 以及细胞癌变都有密切关系
细胞被
糖脂和糖蛋白
跨膜糖蛋白 吸附的糖蛋白
磷脂双 分子层
糖脂
EXAMPLE :Human ABO bloodgroup antigens
胞间连丝（植物细胞）
3.1 紧密连接
❖ 将相邻细胞的细胞膜密 切地连接在一起阻止溶 液中的分子沿细胞间隙 渗入体内，起隔离和支 持作用
❖ 上皮细胞层对小分子的 封闭程度与嵴线的数量 有关，嵴线由成串排列 的特殊跨膜蛋白组成
Tight junctions
3.2 锚定连接
❖ 锚定连接通过细胞骨架系统将细胞与相 邻细胞或细胞与细胞外基质之间连接起 来。
漂白区
时间
膜蛋白侧向移动实验
影响膜流动性的因素有哪些?
❖ 胆固醇：保持膜的机械稳定性 ❖ 不饱和键含量和链的长度
不饱和脂肪酸的存在增加膜的流动性，短 链能降低脂肪酸链尾部的相互作用，使膜 流动性增强 ❖ 脂质和蛋白质的相互作用 内在蛋白越多，界面脂越多，膜的流动性 降低
在水溶液中形成微团或脂双分子层
磷脂单分子层
liposome
磷脂双分子层
胆固醇是兼性分子吗?
糖脂是兼性分子吗?
细胞膜的化学组成是什么?
❖膜脂
磷脂、胆固醇、糖脂
❖膜蛋白 ❖膜糖类
1.2 膜蛋白
❖ 膜蛋白：外在蛋白 20-30% 内在蛋白 70-80%
❖膜脂
磷脂、胆固醇、糖脂
❖膜蛋白
外在蛋白 、内在蛋白
❖膜糖
1.3 膜糖类
❖ 膜糖类：糖脂、糖蛋白 糖脂和糖蛋白的糖链分布在膜的外表面 糖被除了具有保护和润滑作用外，与细胞 的抗原结构、受体、细胞免疫、细胞识别 以及细胞癌变都有密切关系
细胞被
糖脂和糖蛋白
跨膜糖蛋白 吸附的糖蛋白
磷脂双 分子层
糖脂
EXAMPLE :Human ABO bloodgroup antigens
胞间连丝（植物细胞）
3.1 紧密连接
❖ 将相邻细胞的细胞膜密 切地连接在一起阻止溶 液中的分子沿细胞间隙 渗入体内，起隔离和支 持作用
❖ 上皮细胞层对小分子的 封闭程度与嵴线的数量 有关，嵴线由成串排列 的特殊跨膜蛋白组成
Tight junctions
3.2 锚定连接
❖ 锚定连接通过细胞骨架系统将细胞与相 邻细胞或细胞与细胞外基质之间连接起 来。
漂白区
时间
膜蛋白侧向移动实验
影响膜流动性的因素有哪些?
❖ 胆固醇：保持膜的机械稳定性 ❖ 不饱和键含量和链的长度
不饱和脂肪酸的存在增加膜的流动性，短 链能降低脂肪酸链尾部的相互作用，使膜 流动性增强 ❖ 脂质和蛋白质的相互作用 内在蛋白越多，界面脂越多，膜的流动性 降低
细胞膜(共162张PPT)
第二节 细胞膜及其表面
细胞膜（cell memberane):是包围在细胞外周的 一层薄膜，又称质膜（plasma membrane). 细胞膜是原始的非细胞生物演化为细胞生物的
一个转折点
单位膜(unit membrane)： “二暗一明”的膜 式结构叫三层夹板式结构。
生物膜
细胞膜
细胞膜
细胞质
细胞内膜(internal membrane)：除了细胞膜以外 的细胞内所有膜性结构。
1
2
3
胞质面 5
1.单 次 穿 膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双层。
2.多 次 穿 膜： 数条a-螺旋几次折返穿越脂质双层。
跨膜 蛋白
3.非穿越性共价结合：不穿越脂质双层的全部，而与胞质侧单层 脂质的烃链结合。
4.与磷脂酰肌醇结合： 镶嵌蛋白通过自己的一个寡糖链与磷脂酰肌 醇（在非胞质面的单层）共价结合。
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。
Unit membrane modle
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
的双层脂分子和内外表面
各厚约2nm的蛋白质构 成。单位膜模型的不足 之处在于把膜的动态结 构描写成静止的不变的。
而推测细胞膜由双层 家族性高胆固醇血症临床特点：
信号分子及其信号传导方式
脂分子组成。 2.
(二)降血脂药物：当小孩的LDL-C超过160mg/dl(正常<110 mg/dl)须要小心评估，防止心血管疾病危险性。 多附在膜的内表面，非共价地结合在镶嵌蛋白上。 NO对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用，早在100年前就使用硝化甘油处理心绞痛的病人(这种绞痛是由血液不适当地流向心肌 引起的)。 斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞类型而异，桥粒中间为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。
细胞膜（cell memberane):是包围在细胞外周的 一层薄膜，又称质膜（plasma membrane). 细胞膜是原始的非细胞生物演化为细胞生物的
一个转折点
单位膜(unit membrane)： “二暗一明”的膜 式结构叫三层夹板式结构。
生物膜
细胞膜
细胞膜
细胞质
细胞内膜(internal membrane)：除了细胞膜以外 的细胞内所有膜性结构。
1
2
3
胞质面 5
1.单 次 穿 膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双层。
2.多 次 穿 膜： 数条a-螺旋几次折返穿越脂质双层。
跨膜 蛋白
3.非穿越性共价结合：不穿越脂质双层的全部，而与胞质侧单层 脂质的烃链结合。
4.与磷脂酰肌醇结合： 镶嵌蛋白通过自己的一个寡糖链与磷脂酰肌 醇（在非胞质面的单层）共价结合。
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。
Unit membrane modle
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
的双层脂分子和内外表面
各厚约2nm的蛋白质构 成。单位膜模型的不足 之处在于把膜的动态结 构描写成静止的不变的。
而推测细胞膜由双层 家族性高胆固醇血症临床特点：
信号分子及其信号传导方式
脂分子组成。 2.
(二)降血脂药物：当小孩的LDL-C超过160mg/dl(正常<110 mg/dl)须要小心评估，防止心血管疾病危险性。 多附在膜的内表面，非共价地结合在镶嵌蛋白上。 NO对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用，早在100年前就使用硝化甘油处理心绞痛的病人(这种绞痛是由血液不适当地流向心肌 引起的)。 斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞类型而异，桥粒中间为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。
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。
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常含有不饱和脂肪酸（如油酸）
磷脂酰乙醇胺的分子结构
2、磷脂主要包括
甘油磷脂 ；鞘磷脂 甘油磷脂特征：
1 甘油为骨架 2 骨架上结合两个脂肪酸链和一个磷酸基团 3 胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子连接到磷酸基上
3、甘油磷脂分类
1 磷脂酰胆碱（phosphatidyl choline， PC，旧称卵磷脂） 2 磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine， PS） 3 磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine PE，旧称脑磷脂） 4 磷脂酰肌醇（phosphatidyl inositol， PI） 5 双磷脂酰甘油（DPG，旧称心磷脂）
神经节苷脂
儿童所患的家族性白痴病（Tay-sachs disease）：
因为在其细胞内缺乏氨基己糖脂酶，不能将神 经节苷脂GM2 加工成为GM3，结果大量的GM2累积 在神经细胞中，导致中枢神经系统退化
神经节苷脂本身就是一类膜上的受体，已知破伤 风毒素、霍乱毒素、干扰素、促甲状腺素、绒毛 膜促性腺激素和5-羟色胺等的受体就是不同的神 经节苷脂
1 以鞘胺醇（sphingoine）为骨架 2 一条脂肪酸链组成疏水尾部 3 亲水头部含胆碱与磷酸结合 4 原核细胞和植物中没有鞘磷脂
二）、糖脂
1、糖脂组成
含糖而不含磷酸的脂类
2、含量
原核和真核细胞的质膜上，其含量膜脂总量的5％以下 神经细胞膜上含量占5-10％
3、存在部位
位于细胞质膜的外表面 内膜系统中的糖脂则位于内表面
故总称为生物膜
（二）质膜结构的研究历史
1、脂肪栅栏模型 E. Overton 1895发现：
脂溶性物质容易透过质膜 水溶性物质难以通过质膜
2. 脂双层构成的膜
1925年荷兰人E.Gorter和F.Grendel发现： 有机溶剂提取了人红细胞膜的脂类， 将其铺展在水面 膜脂展开的面积为细胞表面积二倍
膜脂是膜的基本骨架 膜蛋白是膜功能的主要体现者 主要以糖脂和糖蛋白的形式存在
一）膜脂
磷脂、糖脂和胆固醇三种类型
（一）、磷脂 膜脂的基本成分，占整膜脂的50％
1、磷脂分子的主要特征：
1）有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链） 2）特例：线粒体内膜和某些细菌质膜上的
心磷脂具有4个非极性区域 3）脂肪酸碳链为偶数，多由16，18、20个碳，
5、糖脂的功能
1）提高膜的稳定性 2）帮助膜蛋白进行正确的折叠和维持正确的三维
构型 3）糖脂也参与细胞的信号识别、细胞的粘着（膜
蛋白中的糖基是细菌和病毒感染时的识别和结合 位点） ABO血型抗原，它是一种糖脂，其寡糖部分具有 决定抗原特异性的作用
6、ABO血型决定子
人的血型是由红细胞膜脂中的糖基决定的 A血型：人红细胞膜脂寡糖链的末端是N-乙酰半
磷脂酰乙醇胺 PE 磷脂酰丝氨酸 PS 磷脂酰胆碱 PC 磷脂酰肌醇 PI
心磷脂（双磷脂酰甘油）
1 黄色部分代表以甘油为骨架 2 R1、R2、R3、R4代表四条脂肪酸链即
（4个非极性的区域）
线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂具有4个非极性区域
鞘磷脂（sphingomyelin，SM）
分布： 在脑和神经细胞膜中丰富，亦称神经醇磷脂 特征 ：
质膜流动镶嵌模型内容
（1）构成：流动的脂双层和嵌在其中的蛋白质 （2）磷脂分子： 以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相（内外表面）组
成生物膜骨架 （3）蛋白质 嵌在脂双层表面；或嵌在其内部，或横跨整个脂双层，
具有分布的不对称性
（二）质膜的化学组成
主要组成 : 1、膜脂 2、膜蛋白 3、少量糖类
（一）细胞膜（cell membrane）概念 又称质膜（plasma membrane）
包在细胞外面，主要由脂类和蛋白质构成的一种生物膜 作用：屏障；更物质、信息交换通道
1、细胞内膜 ：围绕各种细胞器的膜
2、生物膜（biomembrane） ： 质膜和内膜在起源、结构和化学组成等方面具有相似性，
关于细胞膜与细胞表面 (4)
本章主要内容
第一节 细胞膜与细胞表面特化结构 第二节 细胞连接 第三节 细胞外被与细胞外基质
第一节 细胞膜与细胞表面特化结构
一、细胞膜概念、结构模型发现史 二、细胞膜化学组成 三、膜脂、膜蛋白的性质 四、细胞表面特化结构 微绒毛 皱褶 内褶 纤毛和鞭毛
一、细胞膜概念、结构模型发现史
乳糖胺(GalNAc) B血型：寡糖链的末端是半乳糖(Gal) O型： 没有这两种糖基 AB型：具有这两种糖
糖类成因
ABO血型糖类的成因
ABO血型决定子是短的、分支寡糖链 A血型的人具有一种酶，此酶能将N-乙酰半乳糖
胺添加到糖链的末端 B血型的人具有的酶，能将半乳糖加在糖链末端 AB血型的人同时具有上述两种酶 O血型的人缺少上述两种酶
7、糖的存在方式
■糖的存在方式 ： 1、通过共价键同膜脂或膜蛋白相连 以糖脂或糖蛋白的形式存在
总厚约7.5nm 中厚3.5nm双层脂 内外表面蛋白质各厚2nm构成 不足：把膜的动态结构描写成静止
红细胞膜的结构
5、流动镶嵌模型
S. J. Singer & G. Nicolson 1972年据免疫荧 光技术、冰冻蚀刻技术的研究，在”单位膜” 的基础上提出：”流动镶嵌模型”
强调：膜的流动性和膜蛋白分布不对称性
3、蛋白质-脂类-蛋白质的三明治模型
J. Danielli & H. Davson 1935 发现： 质膜的表面张力低于油－水界面，推测含蛋白质 认为： 双层脂分子在中 内外表面附着的蛋白质
1959年提出了修正模型: 膜上有贯穿脂双层的蛋白质通道
蛋白质
双层脂
4、“单位膜”模型
J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术观察细胞 膜照片，显示暗-明-暗三层结构：
4、几种重要的糖脂
1、半乳糖脑苷脂 有一个半乳糖(Gal)残基为极性头部，在髓鞘的多层膜中含量多 2、神经节苷脂 头部有一个或几个唾液酸和糖的残基。 神经节苷脂是神经元质膜中特征性的成分 儿童所患的家族性白痴病（Tay-sachs disease）
1. 半乳糖脑苷脂，2. GM1神经节苷脂，3. 唾液酸
磷脂酰乙醇胺的分子结构
2、磷脂主要包括
甘油磷脂 ；鞘磷脂 甘油磷脂特征：
1 甘油为骨架 2 骨架上结合两个脂肪酸链和一个磷酸基团 3 胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子连接到磷酸基上
3、甘油磷脂分类
1 磷脂酰胆碱（phosphatidyl choline， PC，旧称卵磷脂） 2 磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine， PS） 3 磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine PE，旧称脑磷脂） 4 磷脂酰肌醇（phosphatidyl inositol， PI） 5 双磷脂酰甘油（DPG，旧称心磷脂）
神经节苷脂
儿童所患的家族性白痴病（Tay-sachs disease）：
因为在其细胞内缺乏氨基己糖脂酶，不能将神 经节苷脂GM2 加工成为GM3，结果大量的GM2累积 在神经细胞中，导致中枢神经系统退化
神经节苷脂本身就是一类膜上的受体，已知破伤 风毒素、霍乱毒素、干扰素、促甲状腺素、绒毛 膜促性腺激素和5-羟色胺等的受体就是不同的神 经节苷脂
1 以鞘胺醇（sphingoine）为骨架 2 一条脂肪酸链组成疏水尾部 3 亲水头部含胆碱与磷酸结合 4 原核细胞和植物中没有鞘磷脂
二）、糖脂
1、糖脂组成
含糖而不含磷酸的脂类
2、含量
原核和真核细胞的质膜上，其含量膜脂总量的5％以下 神经细胞膜上含量占5-10％
3、存在部位
位于细胞质膜的外表面 内膜系统中的糖脂则位于内表面
故总称为生物膜
（二）质膜结构的研究历史
1、脂肪栅栏模型 E. Overton 1895发现：
脂溶性物质容易透过质膜 水溶性物质难以通过质膜
2. 脂双层构成的膜
1925年荷兰人E.Gorter和F.Grendel发现： 有机溶剂提取了人红细胞膜的脂类， 将其铺展在水面 膜脂展开的面积为细胞表面积二倍
膜脂是膜的基本骨架 膜蛋白是膜功能的主要体现者 主要以糖脂和糖蛋白的形式存在
一）膜脂
磷脂、糖脂和胆固醇三种类型
（一）、磷脂 膜脂的基本成分，占整膜脂的50％
1、磷脂分子的主要特征：
1）有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链） 2）特例：线粒体内膜和某些细菌质膜上的
心磷脂具有4个非极性区域 3）脂肪酸碳链为偶数，多由16，18、20个碳，
5、糖脂的功能
1）提高膜的稳定性 2）帮助膜蛋白进行正确的折叠和维持正确的三维
构型 3）糖脂也参与细胞的信号识别、细胞的粘着（膜
蛋白中的糖基是细菌和病毒感染时的识别和结合 位点） ABO血型抗原，它是一种糖脂，其寡糖部分具有 决定抗原特异性的作用
6、ABO血型决定子
人的血型是由红细胞膜脂中的糖基决定的 A血型：人红细胞膜脂寡糖链的末端是N-乙酰半
磷脂酰乙醇胺 PE 磷脂酰丝氨酸 PS 磷脂酰胆碱 PC 磷脂酰肌醇 PI
心磷脂（双磷脂酰甘油）
1 黄色部分代表以甘油为骨架 2 R1、R2、R3、R4代表四条脂肪酸链即
（4个非极性的区域）
线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂具有4个非极性区域
鞘磷脂（sphingomyelin，SM）
分布： 在脑和神经细胞膜中丰富，亦称神经醇磷脂 特征 ：
质膜流动镶嵌模型内容
（1）构成：流动的脂双层和嵌在其中的蛋白质 （2）磷脂分子： 以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相（内外表面）组
成生物膜骨架 （3）蛋白质 嵌在脂双层表面；或嵌在其内部，或横跨整个脂双层，
具有分布的不对称性
（二）质膜的化学组成
主要组成 : 1、膜脂 2、膜蛋白 3、少量糖类
（一）细胞膜（cell membrane）概念 又称质膜（plasma membrane）
包在细胞外面，主要由脂类和蛋白质构成的一种生物膜 作用：屏障；更物质、信息交换通道
1、细胞内膜 ：围绕各种细胞器的膜
2、生物膜（biomembrane） ： 质膜和内膜在起源、结构和化学组成等方面具有相似性，
关于细胞膜与细胞表面 (4)
本章主要内容
第一节 细胞膜与细胞表面特化结构 第二节 细胞连接 第三节 细胞外被与细胞外基质
第一节 细胞膜与细胞表面特化结构
一、细胞膜概念、结构模型发现史 二、细胞膜化学组成 三、膜脂、膜蛋白的性质 四、细胞表面特化结构 微绒毛 皱褶 内褶 纤毛和鞭毛
一、细胞膜概念、结构模型发现史
乳糖胺(GalNAc) B血型：寡糖链的末端是半乳糖(Gal) O型： 没有这两种糖基 AB型：具有这两种糖
糖类成因
ABO血型糖类的成因
ABO血型决定子是短的、分支寡糖链 A血型的人具有一种酶，此酶能将N-乙酰半乳糖
胺添加到糖链的末端 B血型的人具有的酶，能将半乳糖加在糖链末端 AB血型的人同时具有上述两种酶 O血型的人缺少上述两种酶
7、糖的存在方式
■糖的存在方式 ： 1、通过共价键同膜脂或膜蛋白相连 以糖脂或糖蛋白的形式存在
总厚约7.5nm 中厚3.5nm双层脂 内外表面蛋白质各厚2nm构成 不足：把膜的动态结构描写成静止
红细胞膜的结构
5、流动镶嵌模型
S. J. Singer & G. Nicolson 1972年据免疫荧 光技术、冰冻蚀刻技术的研究，在”单位膜” 的基础上提出：”流动镶嵌模型”
强调：膜的流动性和膜蛋白分布不对称性
3、蛋白质-脂类-蛋白质的三明治模型
J. Danielli & H. Davson 1935 发现： 质膜的表面张力低于油－水界面，推测含蛋白质 认为： 双层脂分子在中 内外表面附着的蛋白质
1959年提出了修正模型: 膜上有贯穿脂双层的蛋白质通道
蛋白质
双层脂
4、“单位膜”模型
J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术观察细胞 膜照片，显示暗-明-暗三层结构：
4、几种重要的糖脂
1、半乳糖脑苷脂 有一个半乳糖(Gal)残基为极性头部，在髓鞘的多层膜中含量多 2、神经节苷脂 头部有一个或几个唾液酸和糖的残基。 神经节苷脂是神经元质膜中特征性的成分 儿童所患的家族性白痴病（Tay-sachs disease）
1. 半乳糖脑苷脂，2. GM1神经节苷脂，3. 唾液酸