细胞生物学-各章小结和重点难点.

第四章细胞质膜

本章小结

•细胞膜与其他生物膜一样都是由膜脂与膜蛋白构成的。

•膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和胆固醇。甘油磷脂是构成膜的主要成分，主要包括磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等；鞘脂是鞘氨醇的衍生物，主要包括神经鞘磷脂、脑苷脂和神经节苷脂等。

•膜蛋白可分为内在蛋白、外在蛋白和脂锚定蛋白3大类。

•内在蛋白可以α单次或多次螺旋、β折叠片或形成大复合物的方式与膜脂结合；外在蛋白靠离子键或其他弱键与膜内在蛋白或膜脂结合；脂锚定蛋白通过与之共价相连的脂肪酸（质膜内侧）或糖基磷脂酰肌醇（质膜外侧）锚定在质膜上。

•膜的流动性与膜的不对称性是生物膜的最基本特性。

•膜的流动性表现：膜脂分子具有侧向扩散、旋转运动、弯曲运动与翻转运动；膜蛋白具有侧向扩散和旋转运动，但不具备翻转运动。

•膜的不对称性表现：膜脂分布的不对称性（质膜外小页SM、PC多，质膜内小页PS、PE多）；膜蛋白的不对称性（糖蛋白全部分布于质膜外小页面）。

•膜骨架是细胞质膜与膜内的细胞骨架纤维形成的复合结构，它参与维持细胞的形态、并协助细胞质膜完成多种的生理功能。

•各种不同的膜蛋白与膜脂分子的协同作用不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，而且还行驶着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂的功能。

•胞膜窖是近年来发现的新的细胞质膜结构，可能是窖蛋白与脂筏结合形成的一种特殊结构。在细胞的胞饮、蛋白质分选、胆固醇的发生、信号转导、肿瘤的发生中具有重要作用。

本章重点与难点

•膜脂与膜蛋白的主要类型

•不同膜蛋白与膜脂的结合方式

•膜脂与膜蛋白的运动方式

•膜的流动性与不对称性特征

•细胞质膜的基本功能

第五章物质的跨膜运输

本章小结

•细胞质膜具有选择通透性，是细胞与细胞外环境之间物质运输的屏障。广义的细胞物质运输包括跨膜运输、胞内运输与转细胞运输。

•几乎所有小的有机分子和带电荷的无机离子的跨膜运输都需要膜运输蛋白。膜转运蛋白包括：载体蛋白、通道蛋白以及微生物分泌的离子载体。

•载体蛋白是多次跨膜的整合蛋白，每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过构象改变介导溶质分子的被动或主动跨膜运转。

•通道蛋白形成跨膜的亲水性通道，介导溶质的被动跨膜运输。可分为离子通道与水通道。

•根据应答信号的不同，离子通道可分为：电压门通道、配体门通道和压力激活通道。离子通道具有3个显著特征：①具有离子选择性；②不与转运离子结合，转运速率高且无饱和性；③非连续性开放而是门控的。

•水通道是细胞膜上四个相同水通道蛋白亚基构成的四聚体，每个亚基为6次跨膜蛋白，特异性被动转运水。

•P-型离子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在转运离子过程中，P-型离子泵发生磷酸化与去磷酸化引起构象改变，实现离子跨膜转运。

•Na+/K+-泵每个循环消耗1个ATP泵出3个Na+泵入2个K+。动物细胞借助Na+/K+-泵维持细胞

渗透平衡；同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，通过协同运输从胞外摄取营养。植物细胞、真菌和细菌质膜上没有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，将H+泵出细胞，建立跨膜H+的电化学势，驱动细胞的协同运输。Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2个Ca2+。Ca2+-泵将Ca2+-泵出细胞或泵入细胞内钙库(内质网、线粒体等)，维持细胞内低浓度的Ca2+。

•离子载体大多是微生物合成的小的疏水分子，溶于膜的脂双层中，能保护带电离子被动通过脂双层。可分为通道形成离子载体（短杆菌肽）和可动离子载体（缬氨霉素）。

•物质的跨膜运输分为简单扩散、被动运输与主动运输。简单扩散是小分子物质以热自由运动方式顺电化学梯度或浓度梯度通过脂双层进出细胞。

•被动运输（协助扩散）指溶质在膜蛋白协助下，顺电化学梯度或浓度梯度通过细胞膜进出细胞。

需载体蛋白参与，具有运输物质的选择性和转运饱和性，比简单扩散高几个数量级。

•主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。主动运输需要与某种释放能量的过程相耦联，主动运输可分为ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、ATP间接提供能量(协同运输)和光能驱动3种类型。

•ATP直接提供能量的主动运输可分为4类：P-型离子泵、V-型离子泵、F-型离子泵和ABC超家族。前3种只转运离子，后一种主要转运小分子。

•P-型离子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。在转运离子过程中，P-型离子泵发生磷酸化与去磷酸化引起构象改变，实现离子跨膜转运。

•Na+/K+-泵每个循环消耗1个ATP泵出3个Na+泵入2个K+。动物细胞借助Na+/K+-泵维持细胞渗透平衡；同时利用胞外高浓度的Na+所储存的能量，通过协同运输从胞外摄取营养。植物细胞、真菌和细菌质膜上没有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，将H+泵出细胞，建立跨膜H+的电化学势，驱动细胞的协同运输。Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2个Ca2+。Ca2+-泵将Ca2+-泵出细胞或泵入细胞内钙库(内质网、线粒体等)，维持细胞内低浓度的Ca2+。

•V-型离子泵、F-型离子泵结构相似但功能不同。V-型离子泵分布于动物细胞胞内体、溶酶体和植物细胞液泡膜上等，是利用ATP水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器，以维持基质pH中性和细胞器内pH酸性；F-型离子泵又称为H+-ATP合酶，分布于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上，利用H+顺浓度梯度运动所释放的能量合成ATP。

•ABC超家族由2个跨膜结构域(T)和2个胞质侧ATP结合域(A)构成，T结构域形成运输分子的跨膜通道。正常生理条件下，ABC蛋白是细菌质膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的转运蛋白；是哺乳类细胞亲脂性药物、胆固醇和其他小分子的转运蛋白。

•协同转运是一类由Na+/K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。可分为同向转运和反向转运。

•真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，又称为批量运输。

•胞吞作用又可分为吞噬作用和胞饮作用。吞噬作用是某些特化的细胞具有的信号触发过程，摄入大的颗粒性物质，需要微丝及其结合蛋白的帮助。胞饮作用是所有真核细胞都具有的一个连续发生的过程，摄入溶液和分子；主要有网格蛋白依赖的胞吞、胞膜窖依赖的胞吞、大型胞饮作用及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用等类型。

胞吐作用是将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程，可分为组成型胞吐途径和调节型胞吐途径。组成型胞吐是所有真核细胞都有的胞吐，其缺省途径是：粗面内质网→高尔基体→分泌泡→细胞表面。调节型胞吐是特化的分泌细胞受到信号刺激是，储存于细胞内的分泌泡与质膜融合释放内含物的途径。

•胞吞作用与胞吐作用均涉及膜的融合，需要细胞提供为此提供能量，因此属于主动运输。

•胞吞作用与胞吐作用的动态过程对质膜更新（膜流）和维持细胞的生存与生长是必要的。

难点与重点

•膜转运蛋白的类型和功能

•被动运输的主要类型和各自特点

•主动运输的3种主要类型