细胞膜与细胞表面(3)
细胞膜及其表面结构ppt课件
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。
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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
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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
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（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）。
[细胞生物学]细胞膜与细胞表面
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(2) 内在膜蛋白：单次或多次穿过脂双分子层，与膜结合紧密。
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膜蛋白的分离
内在膜蛋白:它与膜结合非常紧密，只有用去垢剂才能从
膜上洗涤下来，常用SDS和Triton-X100。
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。
缺点：
忽视了蛋白质分子对脂类分子流动性的控制作用。 忽视了膜的各部分流动性的不均匀性。
50
3．流动镶嵌模型的补充模型 晶格镶嵌模型 1975年提出。
晶格 界面脂质
生物膜中的脂类是处在无序 (液态) 和有序( 晶态) 之间的 动态转变； 膜蛋白对脂类分子的运动具限制作用。
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单位膜模型的进步之处：
第一次描述了膜的厚度 描述蛋白质是β折叠
以上两种学说的不足：
把所有的膜都视为千篇一律，
无法解释不同膜的不同功能。
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（三）流动镶嵌模型
S. J. Singer & G. Nicolson 1972年根据免疫荧光技术、冰 冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出
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鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子之间的作用力较强 胆固醇与鞘磷脂的亲和力高（像胶水)
脂筏是蛋白质停泊聚集的平台，便于蛋白质相互作用； 也提供蛋白质变构环境，形成有效变构。
54
脂筏的功能与信号转导、蛋白质分选、物质内吞、胆固 醇代谢等有关； 脂筏功能的紊乱已涉及HIV、肿瘤、动脉粥样硬化、老年 痴呆、疯牛病等
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。 种类： 外在膜蛋白；内在膜蛋白
细胞膜与细胞表面
图3-2 外周蛋白
第一节 细胞膜பைடு நூலகம்
二、细胞膜的结构
1.细胞膜结构的研究历史 2.流动镶嵌模型
图3-3 流动镶嵌模 型
单元9.1 西南三省旅游资源赏析与线 路设计
知识点
技能点
实训项目
西南地区旅游环境特 征；岩溶旅游资源的 概念；岩溶旅游资源 的价值；民俗旅游资 源的概念；民俗旅游 资源的价值；
岩溶旅游资源审美 针对岩溶/民俗 与解说；民俗旅游 旅游资源的游览 资源的审美与解说；与景观欣赏作
• 民俗文化旅游资源特征与审美体验
– 围绕一个或几个文化习俗主题，体现审美意识； – 动静结合，民俗文化背景下的共同性审美、个性审美、
主观性审美相结合； – 民俗文化文化中寓教于乐，教育性强。 – 资源差异化明显，却十分容易受到外来文化冲击。
四、民俗文化旅游资源
• 民俗文化旅游资源的开发利用条件
– 资源条件地域性较强； – 旅游需求市场较大； – 旅游资源分布不平均； – 地区发展基础较弱； – 文化保护与利用并重；
细胞生物学基础
第三章 细胞膜与细胞表面
第一节 细胞膜
一、细胞膜的组成成分
1.膜脂类 生物膜中的脂类约有100种，其中膜脂以磷脂和胆固醇 为主，有的膜还有糖脂。 磷脂构成了膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50%以上， 几乎所有细胞膜都含有磷脂。磷脂分子的主要特征：具有一 个极性头和两个非极性的尾，包括甘油磷脂和鞘磷脂。 胆固醇是中性脂类，在各种动物细胞膜中含量均较高。生物 膜中的胆固醇与磷脂的碳氢链相互作用，可阻止磷脂凝集成 晶体结构，对膜脂的物理状态具有调节作用。 糖脂是由脂类和寡糖构成，普遍存在于原核和真核细胞的质 膜上，其含量约占膜脂总量的5％以下，在神经细胞膜上糖 脂含量较高。
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。
细胞膜与细胞表面
Integral membrane proteins: 1, 2, 3, and 4
Peripheral membrane proteins: 5 and 6
34
膜周边蛋白(外在蛋白) 常通过内在蛋白间接与膜 连接，或直接与脂类分子极性头部结合，如血影蛋白、 锚定蛋白和细胞骨架蛋白结合于红细胞膜的内表面， 而糖被的一些蛋白结合于外表面。 大多数膜周边蛋白溶解于水，通过离子键或弱键 与特定的膜内在蛋白相结合。 用一些温和的方法(高浓度盐溶液或某些化学物质) 可以将许多周边蛋白从膜上除去。 膜周边蛋白占膜蛋 白的20％～30％，而红细胞膜中占50％左右。 内在蛋白与膜结合非常紧密,只有用去垢剂处理, 使膜崩溃后,才能将它们分离出来。占膜蛋白70％－80 ％。
细胞膜与细胞表面
Cell Membrane and Cell Surface
1
第一节 细胞膜与细胞表面特化结构
cell membrane and special structure of cell surface
细胞膜(cell memberane)是细胞质和外界相 隔的一层薄膜，又称质膜(plasma m.) 。 在生命进化历程中细胞膜的形成是关键的 一步，没有细胞膜，细胞形式生命就不能存在。 细胞膜使细胞内外环境之间保持必要的差 别。与物质运输、信号转导、细胞识别、细胞 分裂分化、细胞癌变等密切相关。
7
(三)流动(液态)镶嵌模型 (fluid mosaic model)
S.J.Singer, G.Nicolson(1972)提出,得到广泛支持。 1.生物膜是由流动 极性头部 的脂质双分子层构成 脂质双分子层 膜的连续主体。 2.球形的膜蛋白以 疏水尾部 各种形式镶嵌在脂质 镶嵌蛋白 外周蛋白 双分子层中。 总之： 生物膜是嵌有球形蛋白质的脂类二维排列的 液态体。
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。
细胞膜及其表面
A血型的人红细胞膜脂寡糖链的末端是N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)，B血型的人 红细胞膜脂寡糖链的末端是半乳糖(Gal)，O型则没有这两种糖基，而AB型的人 则在末端同时具有这两种糖
（二）、 细胞表面的特化结构
质膜常带有许多特化的附属结构。
1.微绒毛
2.皱褶
在细胞表面还有一种扁 形突起，称为皱褶ruffle） 或片足（lamllipodia）。 皱褶在形态上不同于微 绒毛，它宽而扁，宽度 不等，厚度与微绒毛直 径相等，约0.1μm，高达 几微米。在巨噬细胞的 表面上，普遍存在着皱 褶结构，与吞噬颗粒物 质有关。
桥粒模式结构图中间纤维细胞间隙细胞内桥粒斑细胞内桥粒斑细胞内桥粒斑细胞内桥粒斑细胞膜中间纤维跨膜连接糖蛋白钙黏素跨膜连接糖蛋白钙黏素30nm细胞间隙细胞间隙?跨膜连接糖蛋白跨膜连接糖蛋白钙黏素钙黏素?相邻细胞的胞质侧有相邻细胞的胞质侧有桥粒斑?中间丝附着其上构成网状系统附着其上构成网状系统结构半桥粒电镜照片半桥粒结构模式图半桥粒电镜照片半桥粒结构模式图中间纤维胞质斑基底膜基底膜细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜基底膜基底膜3通讯连接?1
抗人膜蛋白抗体+荧光素A
标记人膜蛋白抗体+ 人膜蛋白（抗原） 孵育（370C,40分钟）
膜流动性的意义
物质转运 能量转换 细胞识别 免疫、药物对细胞的作用 当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，反之如果 流动性过高，又会造成膜的溶解。
四、 细胞表面及其特化
细胞表面是指包围在细胞质外层一个复 合结构体系，其结构以质膜为主体，包 括细胞外被、胞质溶胶。广义的细胞表 面还包括细胞连接和一些特化结构。
液态镶嵌模型不足之处：
忽略了蛋白质对脂质分子流动性的控制 作用
《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-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。
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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)，是区分细胞内部与周 围环境的动态屏障，也是细胞物质交换和信息 传递的通道。
细胞质膜及其两侧,主要是外侧的附属物合起 来称为细胞表面，它是一种具有许多生命功能 的界面,与细胞的许多生命活动有关
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脂质体
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（二）膜蛋白
依与脂分子的结合方式，可分为： 1、整合蛋白(integral protein) 2、外周蛋白(peripheral protein) 3、脂锚定蛋白(lipid-anchored protein)。
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①、②整合蛋白；③、④脂锚定蛋白；⑤、⑥外周蛋白
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2、外周蛋白
靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质或 脂的亲水部分结合，改变溶液离子强度或提高温 度可从膜上分离。
整合蛋白和外周蛋白有时难区分，部分蛋白质 由多亚基构成，有的亚基为跨膜蛋白，有的则是 外周蛋白。
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3、脂锚定蛋白 （lipid-anchored protein）
（1）是糖磷脂酰肌醇(GPI)连接的蛋白，GPI 位于细胞膜的外小页。
特点：具1个极性头和2个非极性的尾。
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线粒体内膜和某些细菌质膜上的心 磷脂具3个非极性区。
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磷脂的脂肪酸碳链
多为偶数，由16，18或20个碳原子组成。 常含不饱和脂肪酸，并多为顺式，顺式 不饱和脂肪酸在烃链中产生30度的弯曲。
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2、鞘磷脂
以鞘胺醇为骨架，与1条脂肪酸链组成尾 部，头部也与磷酸结合。
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阴离子去垢剂十二烷 基磺酸钠 (SDS)和非离 子型去垢剂Triton X100 的结构
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Solubilizing membrane proteins with a mild detergent.
The detergent disrupts the lipid bilayer and brings the proteins into solution as protein-lipiddetergent complexes. The phospholipids in the membrane are also solubilized by the detergent.
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形成亲水通道的整合蛋白跨膜区域有两种组 成形式：
一、由多个两性α螺旋组成亲水通道：人红细 胞膜上的带3蛋白。
二、由两性β折叠组成亲水通道 ：线粒体内膜 上的孔蛋白。
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整合蛋白的分离
由于有疏水结构域，整合蛋白与膜的结 合非常紧密，只有用去垢剂(detergent)才 能从膜上洗涤下来，常用的有： （1）离子型去垢剂SDS； （2）非离子型去垢剂Triton-X100。
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人的ABO血型也是由糖脂所决定
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4、胆固醇
仅存在真核细胞膜上，动物胞膜上含量高， 植物细胞中含量少。
分子结构：分3部分，羟基作极性头部，非极 性的类固醇环和一个碳氢链尾。
特点：分子较其它膜脂小，双亲性低
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胆固醇
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功能：提高脂双层稳定性，调节脂双层流 动性，降低水溶性物质的通透性。
变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂， 头部包含一个或几个唾液酸和糖的残基。
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糖脂的结构 ：
1. 半乳糖脑苷脂，2. GM1神经节苷脂，3. 唾液酸
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神经节苷脂是神经元质膜中具特征性成 分。
家族性白痴病患者就是细胞内缺乏氨基 己糖脂酶，不能将神经节苷脂GM2 加工 成GM3，GM2累积在神经细胞中，使中 枢神经系统退化。
许多细胞表面的受体、酶、细胞粘着分子和 引起羊瘙痒病的PrPC属这类蛋白。
（2）与插入质膜内小页的长碳氢链结合，如 三聚体GTP结合调节蛋白的α 和γ亚基。
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二、膜的结构模型及特点
脑和神经细胞富含鞘磷脂，原核细胞和植 物无鞘磷脂。
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鞘磷脂
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3、糖脂
是含糖而不含磷酸的脂类，普遍存在于原 核和真核细胞的质膜上，约占总膜脂的5％， 神经细胞膜约占5-10％。
也是两性分子。结构与鞘磷脂相似，只是 由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱。
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最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，只有一个 半乳糖残基作极性头部；
第四章 细胞质膜与细胞表面
Chapter Four Cell Membrane and Cell
Surface
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学习的目的
1、掌握细胞膜的分子组成及结构模型； 2、了解细胞膜骨架及其它表面特化结构； 3、掌握细胞外基质的主要成分及其特点； 4、掌握细胞表面的主要粘着因子； 5、掌握细胞连接的主要类型及其特点；
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1、整合蛋白(integral protein)
多为跨膜蛋白（transmembrane proteins），两性分子，疏水部分位于脂双 层内部，亲水部分位于脂双层外部。
整合蛋白可以是单次跨膜、多次跨膜、多亚 基跨膜等，一般含25-50%的α螺旋。
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典型的单次跨膜蛋白： 跨膜区域是右手a螺旋， 二硫键和寡聚糖链都在 非细胞质面。而在细胞 质面，由于细胞内还原 性环境，不形成二硫键。
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一、质膜的化学组成
主要由膜脂和膜蛋白组成，另有少量 糖，以糖脂和糖蛋白形式存在。
膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功 能的主要体现者。
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（一）膜脂
主要有磷脂、鞘磷脂、糖脂和胆固醇。
1、磷脂：是构成膜脂的基本成分，占总 膜脂50％以上。
结构：以甘油为骨架，结合2个脂肪酸 链和1个磷酸基团，磷酸基团上再连接胆 碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等。
在无胆固醇培养基中，不能合成胆固醇 的突变细胞株很快发生自溶。
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5、脂质体（liposome）
一种人工膜。在水面，磷脂分子亲水头 部插入水中，疏水尾部伸向空气，搅动后形 成双层脂分子的球形脂质体。
可用于转基因，或制备的药物，利用脂 质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入 细胞内部。