细胞表面
细胞质膜与细胞表面教案
细胞质膜与细胞表面教案一、教学目标1. 理解细胞质膜的概念、结构和功能。
2. 掌握细胞质膜的主要成分及其作用。
3. 了解细胞表面的特点和功能。
4. 能够分析细胞质膜与细胞表面在生命活动中的重要性。
二、教学内容1. 细胞质膜的定义和结构细胞质膜的组成成分细胞质膜的结构模型（如流动镶嵌模型）2. 细胞质膜的功能物质交换与运输细胞识别与信号传递细胞黏附与细胞骨架3. 细胞表面的特点细胞表面的组成细胞表面的分子标志细胞表面的功能4. 细胞质膜与细胞表面的关系细胞质膜在细胞表面功能中的作用细胞表面分子在细胞质膜功能中的作用5. 细胞质膜与细胞表面的实例分析细胞黏附与细胞迁移细胞识别与免疫应答细胞信号传递与细胞代谢三、教学方法1. 讲授法：讲解细胞质膜与细胞表面的基本概念、结构和功能。
2. 案例分析法：分析具体实例，阐述细胞质膜与细胞表面在生命活动中的重要性。
3. 讨论法：引导学生探讨细胞质膜与细胞表面的关系及其在疾病和治疗中的作用。
4. 问题解决法：提出问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。
四、教学评估1. 课堂参与度：评估学生在讨论、提问等方面的积极性。
2. 作业与小测：评估学生对细胞质膜与细胞表面知识的理解和应用能力。
3. 期终考试：设置有关细胞质膜与细胞表面的题目，全面评估学生的学习效果。
五、教学资源1. 教材：细胞生物学、生物化学等相关教材。
2. 课件：细胞质膜与细胞表面的结构、功能和实例图片。
3. 视频资料：细胞质膜与细胞表面的相关实验和现象。
4. 网络资源：细胞质膜与细胞表面的研究进展和应用案例。
六、教学活动设计1. 导入新课：通过展示细胞质膜与细胞表面的相关图片，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
2. 知识讲解：详细讲解细胞质膜与细胞表面的结构、功能和特点，结合实例进行分析。
3. 小组讨论：将学生分成小组，讨论细胞质膜与细胞表面在生命活动中的重要性，分享各自的观点。
4. 案例分析：分析细胞质膜与细胞表面在疾病和治疗中的作用，如细胞黏附与肿瘤转移、细胞识别与免疫治疗等。
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。
细胞表面及其特化结构
细菌表面的鞭毛 人气管上皮细胞表面的纤毛
细胞表面的一种特化结构---细胞连接 细胞表面的一种特化结构---细胞连接 ---
细胞表面专业知识讲座
生物膜中蛋白(载体蛋白、通道蛋白、酶、 受体蛋白等）、表面糖萼、胞浆膜骨架复合物 都会对生物膜所特有表面特征与活性产生影响。
细胞表面专业知识讲座
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在考虑膜表面特征同时还要考虑
膜其它特征以及细胞生理和代谢调整 作用。
表面电荷、脂双层厚度、糖萼厚度、压缩系数
细胞表面专业知识讲座
这是细胞粘附中最复杂一步。 由第一个健形成, 将会触发膜下 细胞骨架, 从而引发膜分子侧向 移动。其结果将造成特异相互作 用粘附分子向接触区移动, 使接 触区扩大。与此同时, 那些相互 排斥分子将会被挤出接触区。
细胞表面专业知识讲座
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这两个过程都会使细胞粘附深 入加强。上述步骤与细胞骨架运 动亲密相关, 因而依赖于细胞代 谢。
细胞表面专业知识讲座
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• 病理学
•（1）细胞表面电荷与其生物学
•
性质关系
• 多数试验证实, 癌细胞表 面较正
•常细胞带有更多负电荷, 而且其 负
细胞表面专业知识讲座
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（2）细胞、血小板表面电荷与
血栓形成关系
血栓形成中红细胞和血小板凝集起 主要作用, 因而与红细胞、血小板和 血管内皮细胞表面电荷改变有亲密关 系。试验表明, 这类病人红细胞和血 小板电泳迁移率都比健康人要慢。这 种变慢是细胞表面电荷降低结果。凡 能使表面电荷降低, 比如饱和脂肪酸, 均可减慢其电泳迁移率并促进红细胞 凝集。
ζ电位大小与细胞表面电荷性质和 数量相关, 并随溶液中离子浓度改变而 改变。
细胞表面专业知识讲座
ζ电位仅在外加电场作用下细胞运
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2.细胞电泳
给细胞悬液外加直流电场时,细胞 向某一电极
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-细胞膜和细胞表面
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
细胞生物学——第六章 细胞表面及其特化结构
二、胞质溶胶
是存在于质膜内侧的液体溶胶层。 是存在于质膜内侧的液体溶胶层。含高浓 度的蛋白质，具有一定的粘性， 度的蛋白质，具有一定的粘性，分布有较 多的微丝 微管。 微丝、 多的微丝、微管。 功能： 功能： 对维持细胞的极性 形态有密切的关系， 细胞的极性、 对维持细胞的极性、形态有密切的关系， 并可调节膜蛋白的分布和运动。 并可调节膜蛋白的分布和运动。
13
一、闭锁连接（ 紧密连接） 闭锁连接（ 紧密连接）
似拉链结构，相邻细胞膜紧密相贴，无间隙。多存 拉链结构，相邻细胞膜紧密相贴，无间隙。 在于体内管腔及腺体上皮细胞靠腔面一侧。 在于体内管腔及腺体上皮细胞靠腔面一侧。 细 胞 膜 细胞间隙 蛋白质索 嵴线） （嵴线）
紧密连接可封闭上皮细胞间隙， 紧密连接可封闭上皮细胞间隙，防止可溶性物 质从上皮细胞一侧扩散到另一侧起封闭功能。 质从上皮细胞一侧扩散到另一侧起封闭功能。
3
第一节
细胞外被与胞溶胶质
一、细胞外被(cell coat) 细胞外被(cell 又称糖萼(glycocalyx) (glycocalyx)： 又称糖萼(glycocalyx)： 指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质 指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实 粘多糖物质， 际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共 际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共 价结合的寡糖链 的寡糖链。 价结合的寡糖链。其实质上是质膜结构的组 成部分。 成部分。 功能： 功能： 不仅对膜蛋白起保护作用, 不仅对膜蛋白起保护作用,而且参与细胞 的物质运输, 细胞识别中起重要作用 中起重要作用。 的物质运输,在细胞识别中起重要作用。
细胞膜 中间纤维 桥粒蛋白
盘状致密斑
细胞间隙 （30nm)
15
第二节 细胞表面特化结构
▪ 细胞表面（cell surface）：包围在细胞质外层的 一个复合结构体系和多功能体系，是细胞与外界环 境物质相互作用，并产生各种复杂功能的部位。
▪ 细胞表面的结构以质膜为主体，包括质膜外的细胞 外被和质膜内侧的胞质溶胶。
▪ 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
▪ 与质膜相连接的糖类物质的结构，称为细胞外被或糖萼。 用重金属染料，如钌红染色后，在电镜下可显示厚约 10~20nm的结构，边界不甚明确。
▪ 作用：保护，细胞通信，并与细胞表面的抗原性有关。
• 红细胞质膜上的鞘糖脂是ABO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。
活动。
分类
1.封闭连接
2.锚定连接
3.通讯连接
类型
第一类 第二类
第三类
细胞连接类型
连接名称
紧密连接
锚定连接
黏合连接 黏合带 黏合斑
桥粒连接 桥粒
半桥粒
通讯连接
间隙连接
化学突触
主要特征
相邻细胞膜形成封闭链 细胞骨架纤维参与锚定 由微丝介导的细胞连接 细胞或细胞外基质粘着 由中间纤维介导的细胞连接 细胞与基膜之间的连接 连接结构介导细胞通讯 由连接子介导细胞通讯
蛋白聚糖
胶原纤维
➢ 桥粒（spot desmosome） 部位：存在于上皮细胞黏合带下方。 形态特征：相邻细胞经由一纽扣状结构铆接在一起。
细胞膜 桥粒斑 钙黏蛋白 中间纤维 细胞间隙 （25~30nm)
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。
细胞表面及其特化结构
第三节细胞表面及其特化结构一、细胞表面的概念细胞膜在结构与功能上并不是孤立存在的,各类细胞在质膜外还附有一些物质和结构,它们参与了细胞膜功能的实现。
当前,人们把细胞膜,细胞膜外面的糖萼(亦称细胞外被)、细胞间连接结构以及膜的其他一些特化结构等总称为细胞表面(Cell Surface),有的把细胞膜内表面0.1-0.2um的溶胶层(胞质溶胶)也包括在内。
细胞表面是一个复合的结构体系,其中细胞膜是细胞表面中结构与功能的核心,它和细胞表面中的其他结构一起,使细胞有了一个稳定的微环境,实现其物质交换、信息传递、细胞识别和免疫反应等功能活动。
下面分三个方面,重点介绍细胞外被,细胞连接和其他特化结构。
(一)细胞外被(Cell Coat)广义地说,所有细胞膜外面含有糖类的覆盖物都看成是细胞的外被,或称糖萼(glycocalyx),实际上,细胞外表的覆盖物可根据其来源、性质及与质膜的关系分为细胞外被,表面粘着物和外在结构,后二种是由细胞分泌出来的含糖大分子。
而细胞外被是质膜中糖蛋白和糖脂向外伸出的分支或不分支的寡糖链,实际上是细胞膜结构的一部份。
但它又有一定的独立性,如果去掉细胞外被,不会损伤细胞膜,它好似“皮”与“毛”的关系。
现已知糖蛋白的寡糖链未端的单糖常为唾液酸,带负电荷,它们彼此相斥,使糖链充分展开而占很大空间。
糖链又彼此交织成网状结构,细胞被网络在其中,另方面由于它有大量的负电荷,吸引了大量的水分子于其周围,还能捕捉Na+、Ca2＋等阳离子,从而促使细胞与其周围环境建立起水盐平衡环境。
细胞外被在生命活动中起着重要的作用,主要有以下三个方面的功能:1.保护作用:消化道、呼吸道、生殖道等上皮细胞的细胞外被有润滑作用,不仅可减少、机械或摩擦,同时可保护上皮不受消化酶的消化,阻止细菌的侵袭。
2.细胞识别与通讯作用:细胞外被中特定的单糖顺序好似细胞的“化学天线”,它是细胞相互识别和通讯的基础。
3.物质运输作用:细胞外被参与物质运输的主要方式是细胞膜受体介导的胞吞作用。
《细胞表面及特化》课件
脂质的异常代谢或组成可以导致多种疾病，如肥胖 、心血管疾病、神经系统疾病等。
03
细胞表面特化的功能
细胞识别与黏附
细胞识别
细胞表面特化结构可以识别其他细胞 或分子，如受体和配体，通过这种识 别，细胞能够感知外部环境并作出反 应。
黏附作用
细胞表面的糖蛋白等特化结构可以与 其他细胞或基质进行黏附，维持细胞 的形态和位置。
细胞生长与分化
生长调控
细胞表面的生长因子受体等特化结构 可以感知生长因子的信号，调控细胞 的生长和分裂。
细胞分化
在发育过程中，细胞表面的特化结构 可以诱导细胞向特定方向分化，形成 不同类型的组织和器官。
细胞信息传递
信号转导
细胞表面的受体可以接收来自激素、神经递质等物质的信号，通过信号转导途径将信号传递到细胞内 部，影响细胞的生理功能。
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细胞表面组分的分离与鉴定
细胞表面组分的分
离
利用细胞表面标记、亲和吸附等 技术，将细胞表面的蛋白质、糖 类等组分分离出来。
蛋白质组学技术
利用质谱、色谱等技术对分离的 蛋白质进行鉴定，确定其氨基酸 序列和修饰情况。
糖类组学技术
利用糖链分离、糖谱分析等技术 对细胞表面的糖类进行鉴定，确 定其糖型和连接方式。
细胞表面分子相互作用的研究
免疫共沉淀技术
01
利用特异性抗体与细胞表面分子结合，通过洗脱和分离，研究
分子间的相互作用。
荧光共振能量转移技术
02
通过标记细胞表面分子，利用荧光信号的变化，实时监测分子
间的相互作用。
蛋白质芯片技术
03
将细胞表面分子固定在芯片上，与性。
细胞表面特化与疾病关联的研究
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。
细胞表面受体的结构和功能
细胞表面受体的结构和功能细胞表面受体是一种重要的分子，在细胞信号转导中起着至关重要的作用。
它们通过结合外界的信号分子，诱导进一步的细胞反应，从而调节细胞的功能和行为。
本文将从细胞表面受体的结构和功能两个方面进行阐述。
一、细胞表面受体的结构细胞表面受体主要由膜蛋白和一些辅助分子组成，其结构可以被大致分为两类：单个膜通道型和跨膜受体型。
单个膜通道型受体主要由一条膜通道和一些外部结构域（extracellular domain，ECD）组成，利用膜通道内的离子（如钠、钾）或分子（如水、尿素）来传递信号分子。
比如说，人体内的钾离子通道型受体（KIR）就是一种单个膜通道型受体，它可以通过调节钙离子浓度或其他离子的浓度来调节细胞的行为。
跨膜受体型受体主要由一个跨越细胞膜的蛋白质通道和两个朝向不同的结构域组成。
最常见的是七段膜跨膜受体（GPCR），其中七段膜是指其具有七个靠近细胞膜的跨膜区域。
七段膜跨膜受体的结构中有两个结构域值得关注：其中一个是ECD（顶部结构域），另一个是胞内结构域（intracellular domain，ICD）。
ECD 与信号分子结合，ICD与细胞内的信号传导通路直接相连，媒介进一步的细胞反应。
七段膜跨膜受体包括许多重要的接受体，如视觉感光受体rodopsin、催产素受体和阿片受体等。
二、细胞表面受体的功能细胞表面受体主要起着两个功能：取代性激活和信号转导。
（一）取代性激活一些受体本身可以被激活，而这些自身激活的过程往往需要外界的反应，如光、热等刺激。
此时受体会发生构象变化，内部结构域与细胞内相关的蛋白质相互作用，从而转化成外部信号到细胞内部的信息信号，引发相应的细胞反应。
典型的例子是视觉感光受体rodopsin的光致激活过程，这个过程可以使普通的蛋白质发生极性变化，而最终导致深色适应、颜色视觉和调节生物钟等生理作用。
（二）信号转导受体可以传递，扩散和放大一些外部信号分子的信息，并充当细胞内信号传递的桥梁。
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第一节、细胞表面的概念和一般结构 细胞表面的特化结构： ➢1，细胞连接：非独立存在 ✓细胞—细胞之间； ✓细胞—细胞细胞外基质之间 ➢2，独立存在的特化结构： ✓以微丝为支架者； ✓以微管为支架者； ✓其它独立存在的特化结构
二、细胞外被或糖萼
❖细胞外被（cell coat）：质膜外表面的覆盖 物，因为富含糖类物质，故又称为糖萼。 ❖糖萼的糖链结构复杂多变，可编码大量信 息，参与细胞的识别与通讯。 ❖糖组学（glycomics）
四、细胞表面与质膜损伤防御和修复
1，质膜损伤防御和修复的普遍性 ➢动物细胞：内源性或外源性运动：细胞表面受力： 质膜破缺不可避免! ➢质膜破缺 细胞死亡！ 生理性的质膜破缺：细胞本身的运动所致：肌细 胞、成纤维细胞、神经细胞等。 外伤等：如肌纤维和神经纤维的断裂、组织器官 的细胞撕裂等。 病生理：流体力学：血管的内皮细胞和平滑肌细 胞等。 人工：注射、显微注射、基因或dsRNA转染等。
➢1.2, 狭义：糖萼 = 细胞壁外侧的附属结构层次
✓一种观点:(狭义)细菌糖萼 = 荚膜(capsule)或粘 质层（slime layer）：游离状态的细菌所分泌
荚膜：致密的荚膜多糖；粘质层：疏松的多糖
✓另一观点:(狭义)细菌糖萼 = 菌生膜(biofilm)多糖 = 细菌“细胞外基质”主要成分：社会性群居的细 菌所分泌：菌生膜包括多糖和其中的细菌
细胞皮质内一些网状蛋白质与跨膜糖蛋白的 胞内区紧密结合，构成质膜的支架。在动物 细胞，皮质细胞骨架的主要结构成分为肌动 蛋白纤维，即F-actin或微丝。
三、细胞皮质（Cell cortex）
细胞骨架主要成分与细胞皮质的关系：
1，微丝：构成与质膜平面相平行的网络。
2，微管：以正极末端抵达细胞皮质并与质
➢除了糖缀合物外，动物细胞的糖萼中尚含有 一种不与蛋白质共价结合的多糖：透明质酸 （hyaluronan, or hyaluronic acid, HA）。透 明质酸通过膜蛋白CD44（即HA受体）结合在 细胞表面；CD44是癌干细胞分子标志。
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二、细胞外被或糖萼
❖ 2，动物细胞的糖萼： ➢ 2.2, 特点： ✓含有大量带负电荷的糖基（唾液酸、硫酸化 糖基、糖醛酸等），使细胞表面呈现负电性。 ✓较疏松，常规方法不易显示。特殊方法： 糖萼的钌红染色电镜图像 颗粒排除法显示糖萼与细胞外基质的范围 ✓细胞底面的糖萼常与基底膜相融合
分隔蛋白纤维（septin fibers）是继微丝、
微管、中间纤维之后新发现的第4种细胞骨架 纤维，直径约5 nm.
分隔蛋白 (septin): 人类有13个基因，编码
产 物 分 别 为 SEPT1~12 和 SEPT14 （ SEPT13 为 假基因），是分子量30~65kDa的小G蛋白（即 小GTP酶）。
第十二章.细胞表面、细胞连接和细胞极性
第一节、细胞表面的概念和一般结构 第二节、细胞连接 第三节、细胞表面的其它特化结构 第四节、细胞极性
Cell surface, cell junctions and cell polarity
第一节、细胞表面的概念和一般结构 一、细胞表面的概念 二、细胞外被或糖萼 三、细胞皮质 四、细胞表面与质膜损伤防御和修复
✓两种观点实质相同，分别代表细菌糖萼的两种表 现形式（对应于细菌的两种状态：游离和群居）。
二、细胞外被或糖萼
❖ 2，动物细胞的糖萼：
➢2.1, 主要成分：糖缀合物(glycoconjugates, 或糖复合物）：由糖类与非糖分子(即苷元, aglycone）通过糖苷键(glycosidic linkage)共 价结合而成，包括糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。
不同类型的分隔蛋白可形成异6聚体或异8聚
体，再进一步组装成分隔蛋白纤维束或分隔蛋 白纤维环；两条平行的分隔蛋白纤维还可互相 连接成铁轨状的等距成对纤维束。
分隔蛋白纤维：新发现的细胞骨架成分
分隔蛋白纤维在细胞皮质的结构和动态调控中具有
重要生物学作用：
➢分隔蛋白纤维既可为微丝和微管的组装和运动提供
导引的轨道，又可分隔区室、调控质膜和细胞器膜的 拓扑结构。
➢分隔蛋白N端具有多碱性（polybasic）结构域，可
以和质膜内表面的磷脂酰肌醇结合。在细胞皮质区， 与质膜直接接触的首先是分隔蛋白纤维，其次是与分 隔蛋白纤维结合并活化的肌球蛋白II，后者结合并牵 引微丝，调控其施力方向。
➢细胞皮质区的分隔蛋白纤维环出现在各种细胞表面
突起以及杯状吞噬结构的根部，调控细胞表面特化结 构的形态，并分隔其膜域。
膜平面相垂直。细胞皮质内的微管捕获蛋白可 结合微管正极末端上的端蛋白（tip proteins） 即正端巡轨蛋白（plus-end tracking proteins， 即+TIPs），将微管固定在细胞皮质区。
3，中间纤维：以袢环的形式抵达细胞皮质
4，分隔蛋白纤维
分隔蛋白纤维：新发现的细胞骨架成分
第一节、细胞表面的概念和一般结构
一、细胞表面的概念 细胞表面（cell surface）是存在于细胞内环境 和外环境中界面上的一个结构与功能的复合体系， 包括三个结构层次：
➢细胞外被 (cell coat) 或糖萼 (glycocalyx) ➢质膜（plasma membrane） ➢细胞皮质（cell cortex）
二、细胞外被或糖萼
❖1，细菌糖萼：
➢1.1, 广义：糖萼 = 细胞壁 + 细胞壁外侧的 附属结构层次
✓革兰氏染色阴性菌细胞壁：脂多糖 （lipopolysaccharides）为主，肽聚糖较少。
✓革兰氏染色阳性菌细胞壁：肽聚糖 （peptidoglycans）为主。
二、细胞外被或糖萼
❖1，细菌的糖萼：
三、细胞皮质（Cell cortex）
➢细 胞 皮 质 定 义 ： 是 与 质 膜 的 原 生 质 面
（protoplasmic surface, 即PS面）紧密结合的 一层凝胶状物质，厚约0.2m，其中富含高浓 度并互相结合成网状的蛋白质，在动物细胞 以肌动蛋白纤维为主，构成皮质细胞骨架。
➢皮质细胞骨架(cortical cytoskelFra bibliotekton)定义：