细胞膜的化学组成
医学细胞生物学解答题重点
1 细胞膜主要由哪些物质构成？它们在膜结构中各起什么作用？答：细胞膜的化学组成：脂类（磷脂、胆固醇、糖脂）、蛋白质、糖类磷脂--细胞膜的基本成分。
胆固醇的功能：调节细胞膜的流动性、稳固性。
糖脂的作用：位于质膜的非胞质面作为某些分子的受体，与细胞识别、信号传导有关。
膜蛋白功能：①转运分子进出细胞②接受周围环境中激素或其他化学物质信号，递到细胞内③支撑连接细胞骨架成分与细胞间质成分④与细胞分化和细胞间连接有关⑤结合于膜上的各种酶能催化细胞各种化学反应。
2 细胞膜中摸蛋白有何重要功能？膜蛋白以什么方式与脂双层结合？膜蛋白功能：①转运分子进出细胞②接受周围环境中激素或其他化学物质信号，递到细胞内③支撑连接细胞骨架成分与细胞间质成分④与细胞分化和细胞间连接有关⑤结合于膜上的各种酶能催化细胞各种化学反应。
膜蛋白分成三类：膜内在蛋白、膜外在蛋白、脂锚定蛋白结合方式：膜内在蛋白全部或部分插入细胞膜内，直接与脂双分子层的疏水区域相互作用。
膜外在蛋白：不直接与脂双层疏水部分相互连接，一般以非共价键附着在脂类分子头部极性区或跨膜蛋白亲水区的一侧，间接与膜结合。
脂锚定蛋白：一般通过共价键与脂双层内的脂类分子结合。
3、细胞膜有何特性？该特性对膜的功能有何作用？细胞膜的特性：不对称性（膜脂的不对称性、膜蛋白的不对称性、膜糖的不对称性）、流动性细胞膜的不对称性保证了膜功能的方向性和生命活动的高度有序性。
细胞膜的流动性是功能活动的保证。
4、举例说明细胞膜的不对称性与其功能（吸收、信号传导）得方向性相适应。
5、哪些因素影响膜的流动性?①脂肪酸链的饱和程度②脂肪酸链的长短③胆固醇的双重调节作用，当温度在相变温度以上时，限定膜的流动性，当温度在相变温度以下时，防止脂肪酸链相互凝集④卵磷脂与鞘磷脂的比值，比值越大，流动性越大⑤膜蛋白的影响，嵌入得蛋白越多，膜流动性越小⑥膜脂的极性基团、环境温度、PH、离子强度及金属离子等6 、以Na+-K+泵为例，说明细胞的主动运输。
细胞膜
第四章细胞膜细胞膜(cell membrane)概念：是包围在细胞质表面的一层界膜，使得细胞质与外界环境相隔开，由脂双层构成基本结构，又称质膜（plasma membrane）。
生物内膜：真核细胞内的膜相结构。
如：核膜，内质网，高尔基复合体，溶酶体等。
（注意：线粒体不属于生物内膜）生物膜（biological membrane）概念：细胞质膜和细胞内的膜结构在化学组成，结构和功能等方面具有相似性，总称为生物膜。
特征：生物膜有共同结构特征，在透射电镜下表现为“两暗夹一明”的三层结构，又称为单位膜（unit membrane）一.细胞膜的化学组成1.膜脂（membrane lipid）：细胞膜上的脂类物质总称为膜脂。
磷脂酰胆碱：含量最多二磷脂酰甘油（心磷脂）：只存在线粒体和某些细菌质膜上甘油磷脂磷脂（phospholipid）磷脂酰肌醇：含量最少，主要位于膜的内层，但在细胞信号传导中其重要作用鞘磷脂：以鞘胺醇为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部为磷脂化胆碱。
结构特征：双亲水性分子在膜中含量较少，而在脑和神经细胞膜中特别丰富，因此也称神经鞘磷脂，而在原核细胞和植物细胞中没有。
两类磷脂的特性：具有亲水头部和疏水的尾部，在水中会自发排列。
胆固醇（cholesterol）：分布于磷脂分子之间，其极性头部紧靠磷脂极性头部。
作用：调节脂双层流动性和加强膜的稳定性，降低水溶性物质的通透性糖脂（glycolipid）：是含糖而不含磷脂的脂类。
由脂类和寡糖组成，含一个或者几个糖基的类脂。
结构与鞘磷脂相似，属于鞘胺醇的衍生物。
作用：存在于膜的非胞质面单层，糖基暴露于细胞表面，可作为受体参与细胞识别及信号转导的过程。
2.膜蛋白（membrane proteins ）:是膜功能的主要体现者膜内在蛋白：嵌入脂双层的内部，与膜结合非常紧密。
膜外周蛋白：水溶性，通过静电、离子键、氢键等与膜作用分布在细胞膜的表面脂锚定蛋白：通过与之共价相连的脂分子（脂肪酸或糖脂）插入膜的脂双分子层中，从而锚定在膜上。
细胞膜的分子生物学
质膜外表面的蛋白 寡糖链结合
共价键与磷脂酰肌醇相连的
3 膜糖类
细胞外被（cell coat)：膜糖类以糖蛋白或糖脂的形 式均匀分布在生物膜的非胞质面。
功能：有助于蛋白质在膜上的定位与固定，参与细 胞识别及与周围环境的相互作用。
细 胞 被 脂 双 层
细胞内
二、细胞膜的特性
（一）细胞膜的不对称性(asymmetry) 1. 膜脂分布的不对称
钠钾泵机制
（2）钙泵（Ca2+-ATP酶）ATP直接供能
通常细胞内钙离子浓度（10-7M）显著低于 细胞外钙离子浓度（10-3M），这种浓度差 由钙泵维持。
位置：质膜和内质网膜上
每分解一个ATP分子，泵出2个Ca2+。
例：肌质网（sarcoplasmic reticulum）上的 钙离子泵 ，肌细胞膜去极化后引起肌质网 上的钙离子通道打开，大量钙离子进入细 胞质，引起肌肉收缩之后由钙离子泵将钙 离子泵回肌质网。
磷脂酰肌醇(PI) 鞘磷脂(SM)
磷脂的分子结构
甘油磷脂：以甘油为骨架，甘油分子的1、2位 羟基分别与脂肪酸形成酯键， 3位羟基与磷酸 形成酯键。磷酸基团分别与胆碱、乙醇胺、丝 氨酸或肌醇结合，即形成甘油磷脂分子的头部。
鞘磷脂（SM）：以鞘氨醇代替甘油。鞘磷脂及其 代谢产物神经酰胺等参与各种细胞活动，如细胞 分化、凋亡和增殖。
㈠ 简单扩散（simple diffusion）
影响因素：
分子量越小 脂溶性越强 非极性比极性分子
过脂双层膜速率越快
特点：
①沿浓度梯度扩散 高-低 ②不需要提供能量 ③不需要膜蛋白协助
二、易化扩散
也称促进扩散（facilitated diffusion）。 特点： ①转运速率高； ②运输速率同物质浓度成
003-细胞膜(1)(细胞-2012五)
Acetylcholine
Ca2+ result in contraction
(三).膜糖类：
动物细胞膜中的糖类有7种:D-葡萄糖、D-半乳糖、D甘露糖、L-岩藻糖、N-乙酰半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺和 唾液酸。 (1). 糖蛋白(glycoprotein):糖与肽链的氨基端共价结合。 (2). 糖脂(glycolipid):糖与脂类分子亲水端共价结合。 依寡糖链的单糖的数量种类结合方式排列顺序及有无 分支，可构模型(The Lamella Structure Model) Danielli 于1935年提出: 细胞膜为“蛋白质-磷脂-蛋白 质” 的三夹层结构。
2.单位膜模型(The Unit Membrane Model) Robertson — 单位膜(1960)
3.液态镶嵌模型(The Fluid Mosaic Model) 细胞膜是镶嵌着蛋白质的磷脂双分子层，具有流动性 和不对称性。 该模型解释了膜的流动性是膜某些功能(受体的移动) 得以完成的前提，而膜表面物质(蛋白质)分布的不对称性 决定了膜表面功能的不对称性。
O型:细胞膜(蛋白)-葡萄糖-半乳糖-乙酰葡萄糖胺半乳糖-岩藻糖(构成H抗原) A型:细胞膜-H抗原(半乳糖)-乙酰氨基半乳糖 B型:细胞膜-H抗原(半乳糖)-D型半乳糖
三. 细胞膜的结构:
Overton — 质壁分离、膜的通透性 — 细胞膜由脂类 组成（1895）
Gorter — 膜为脂质双分子层（1925）
去垢剂(detergent):一端亲水另一端疏水的双极性小分子。
有离子去垢剂(十二烷基磺酸钠SDS使膜崩解，膜 蛋白变性)和非离子去垢剂(Triton X-100使膜崩解，但 不使蛋白质变性，常用于显示细胞骨架)两种。
高中生物-细胞膜课件
②化学突触是存在于可兴奋细胞之间的连接方式，它通 过释放神经递质来传导神经冲动。化学突触是相对于电 突触而言的，它们共同完成可兴奋细胞之间的通讯。
第十八页，编辑于星期五：十点 二十三分。
③间隙连接 两个细胞的质膜之间有2—3 nm的间隙又 称缝隙连接。 构成间隙连接的根本单位称连接小体或连接子。连接 子是一种颗粒结构，由6个跨膜蛋白分子构成中央为 1.5—2 nm的孔道，一些小分子可通过。 相邻细胞膜连接子两两相对，形成一个间隙连接，为 细胞间物质交换、信息传递提供直接通道。 间隙连接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等组织细胞 间。
⑶通讯连接 通讯连接包括间隙连接、植物细胞中的胞间 连丝、神经细胞间的化学突触。
①胞间连丝是植物细胞间特有的连接方式。如图1— 1—20所示，在胞间连丝连接处的细胞壁不连续，相 邻细胞的细胞膜共同形成20 nm ～40nm的管状结构， 是物质从一个植物细胞进入到另一个植物细胞的通路， 它在植物细胞间的物质运输和信息传递中具有重要作 用。
由细胞膜上受体、G蛋白以及PIP2磷酸二酯酶〔PDE) 组成
第二十三页，编辑于星期五：十点 二十三分。
③具有酪氨酸蛋白激酶活性的受体信号通路 一些生长因子和靶细胞膜的相应受体结合后，受体 本身的酪氨酸蛋白激酶活性被激活，将细胞内靶蛋 白的酪氨酸残基磷酸化，从而引起细胞反响。
第二十四页，编辑于星期五：十点 二十三分。
第十五页，编辑于星期五：十点 二十三分。
⑵锚定连接 锚定连接在机体组织内分布很广泛。通过锚定
连接可将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连，形成 一个坚挺、有序的细胞群。
锚定连接具有两种不同形式：与中间纤维相连接的锚定连接 主要包括桥粒和半桥粒；与肌动蛋白纤维相连接的锚定连
细胞膜的化学成分主要是什么
细胞膜的化学成分主要是什么（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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细胞膜的化学组成及其分子排列形式
细胞膜的化学组成及其分子排列形式篇一：嘿，朋友！你知道吗？细胞膜这玩意儿可太神奇啦！它就像是我们细胞的“保护神”，把细胞里面的东西好好地守护着，又能有选择地让外面的东西进来。
那它到底是由啥组成，又是怎么排列的呢？今天咱就来好好唠唠！先说这细胞膜的化学组成吧。
细胞膜主要是由脂质、蛋白质和糖类这三大类物质组成的。
这脂质啊，就好比是建房子的砖头，给细胞膜搭起了基本的框架。
你想想看，要是没有这脂质，细胞膜不就跟没了骨架的帐篷一样，软塌塌的啦？其中磷脂是脂质里最重要的成分。
磷脂分子有个有趣的特点，它一头亲水，一头疏水。
这就像一个性格两面的人，一面热情似火喜欢跟水亲近，另一面却冷若冰霜对水不理不睬。
这特性可重要了，正因为这样，磷脂分子在水里会自动排成两层，亲水的那头朝外，疏水的那头朝里，形成了细胞膜的基本结构。
蛋白质在细胞膜里那也是相当重要的角色！有的蛋白质就像镶嵌在细胞膜上的宝石，深深嵌在里面，有的呢，就像趴在细胞膜表面的小装饰，松松地连着。
这些蛋白质可不是光好看的，它们有着各种各样重要的功能。
比如说，有的能运输物质，就像勤劳的快递小哥，把细胞需要的东西送进来，把不要的东西运出去；有的能接收和传递信息，像个机灵的小信使，把外面的消息传给细胞里面。
还有糖类，它们经常和蛋白质或者脂质结合在一起，形成糖蛋白或者糖脂。
这就好比给细胞膜穿上了一件有特色的衣服，让细胞能被别的细胞识别出来。
你说这细胞膜的组成是不是特别巧妙？就像一个精心设计的机器，每个零件都有它独特的作用！再来说说这分子的排列形式。
细胞膜的脂质双分子层就像是一条流淌的小河，磷脂分子在里面自由自在地游动，但又不会乱跑，保持着一定的秩序。
蛋白质呢，就像是在小河里游泳的鱼儿，有的游得深，有的就在水面附近。
你看，细胞每天都在进行着各种复杂的活动，而细胞膜就像是一个尽职尽责的管家，有条不紊地管理着进出的物质和信息。
如果细胞膜出了问题，那细胞不就乱套了吗？所以说啊，细胞膜的化学组成及其分子排列形式简直太重要啦！它就像是一道神奇的魔法屏障，既保护着细胞，又让细胞能和外界保持良好的沟通。
细胞生物学-细胞-4章
细胞膜的化学组成与分子结构
ABO血型抗原
细胞膜的化学组成与分子结构
• 细胞膜的特性
• 脂双层与蛋白质围成屏障，还执行 物质运输、信号转导、细胞识别、 能量转化 等功能
• 膜的不对称性决定膜功能的方向性 • 1.膜脂的不对称性
• 脂双层的膜脂分布不对称，在含量、
比例上有差异
SM：鞘磷脂；PC：磷脂酰胆碱； PS：磷脂酰丝氨酸；PE：磷脂酰乙醇胺； PI：磷脂酰肌醇；CL：二磷脂酰甘油
著低于 油-水 界面表面张力，
推测 质膜中有 蛋白质；提出 “片层结构模型”(蛋白-磷脂--
-蛋白 三层夹板式结构)
细胞膜的化学组成与分子结构
• 单位膜模型
• 1959年，J.D.Robertson 电镜观察细胞膜“两暗夹一明”———单位 膜 • 单位膜模型：膜蛋白是单层肽链以β折叠 通过静电作用 与磷脂极性端 结合
• 细胞膜的脂类——膜脂，细胞膜的脂类——膜脂，约占50%，主要分为
三个类型：磷脂(phospholipid)、胆固醇(cholesterol)、糖脂(glycolipid)
• 1.磷脂构成膜脂的基本成分
• 磷脂占整个膜脂50%以上，分为两类：甘油磷脂 和 鞘磷脂 • 甘油磷脂：磷脂酰胆碱(卵磷脂PC)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂PE)、磷脂酰 丝氨酸(PS) 、磷脂酰肌醇(PI) • 甘油磷脂的共同特征：甘油分子的1、2位羟基分别与脂肪酸形成酯键； 3位羟基与磷酸形成酯键，磷酸基团结合 胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇
细胞膜的化学组成与分子结构
细胞膜的化学组成与分子结构
• 膜蛋白执行细胞膜的多种重要功能
• 膜蛋白：转运蛋白、酶、连接蛋白、受体蛋白 • 膜蛋白含量：轴突髓鞘﹤25%、线粒体内膜≈75%、大多膜 50%(蛋白 质分子数：脂类分子数=1:50) • 根据膜蛋白与脂双层结合方式，分为三类：内在膜蛋白、外在膜蛋白、 脂锚定蛋白
细胞膜
运输方式
简单扩散 被动运输
小分子物质穿膜运输
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
大分子物质膜泡运输
第四节 细胞膜的功能 ⑷
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。 ⑴ 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。 如H2O、CO2、乙醇、尿素等。
主动运输
需要
需要
反
第四节 细胞膜的功能 ⑻
膜泡运输——以膜泡形式转移运输物质。 ⑴ 内吞（endocytosis） ——通过质膜运动将所要摄取的物质运输入胞的 过程。 质膜运动——质膜凹陷将所要摄取的液体或颗粒 物质包围于小的膜区内，逐渐成泡，然后脂双层融 合并箍断，形成胞内的独立小泡。
第四节 细胞膜的功能 ⑼
① 胞饮（ pinocytosis） ——小溶质分子或液体物质与质膜形成 பைடு நூலகம்小的内吞小泡，这种入胞作用叫胞饮，所形 成的囊泡叫胞饮体。 ② 吞噬（phagocytosis） ——细胞摄入较大的固体颗粒和分子 组合物的过程。这种内吞方式为各种变形的、 具有吞噬能力的细胞所特有。所形成的囊泡叫 吞噬体。
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
第三节 细胞膜的特性 ⑶
⒉ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 影响因素： 脂肪酸链的长度 脂肪酸链的饱和度 环境温度 胆固醇 卵磷脂和鞘磷脂的比值 其它（PH，金属离子）
第三节 细胞膜的特性 ⑷
细胞生物学第四章 细胞膜
电镜
二、细胞膜的分子结构
液态镶嵌模型。
脂筏(lipid raft)模型
1.富含胆固醇和鞘磷脂，
载有蛋白质
2.脂筏流动性较低 3.脂筏是很多信号蛋白 的汇聚地
脂筏中的胆固醇就像胶水一样，它对具 有较长饱和脂肪酸链的鞘磷脂亲和力很 高，而对不饱和脂肪酸链的亲和力低
膜性结构包括： 内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等 线粒体 细胞膜
胞内膜包括： 内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等 线粒体
(一)脂双层
1.组成：磷脂、糖脂和胆固醇 2.不对称性 3. 流动性
极性头部
非极性尾部
（14C-24C）
膜脂是兼性分子，能自动形成脂质双分子层
第一节细胞膜的化学组成与分子结构
糖 脂双层
一、化学组成
(一)脂双层
(二)蛋白质 (三)糖类
蛋白质
思考题
1、生物膜主要由哪些分子组成？
２、膜蛋白有哪些类型？
３、什么是细胞膜的液态镶嵌模型？
４、影响膜不对称性和流动性的因素。
5、解释并区别： 单位膜 ／ 生物膜
内膜系统/细胞内膜
糖萼
关于“膜”的几个概念：
小分子物质的跨膜运输顺浓度梯度逆浓度梯度载体蛋白介导不需要介导蛋白需要介导蛋白载体蛋白介导通道蛋白介导物质的跨膜运输小结内吞作用外吐作用吞噬作用吞饮作用受体介导的内吞作用大分子和颗粒物质的跨膜运输思考题
什么是细胞膜？
横 切 面
暗线
2nm
3.5nm 2nm
明线 暗线
最大分辨率0.2um
电镜
第四章 细胞膜
细胞膜及其表面
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。
三、细胞的连接
细胞连接（cell junction）：是多细胞生物各 种组织的相邻细胞，通过细胞膜局部的特化 区域形成的细胞装配结构。
Tight Junction in Epithelia of Rabbit
Tight Junctions
Seal off body cavities Restrict diffusion of membrane components
Tight Junction
（二） 锚定连接anchoring junction
外周蛋白的不对称分布 内在蛋白的不对称分布 糖蛋白
EF
PF
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻
2.脂质双层的不对称性
糖脂全部分布在细胞膜的外侧单层 组成膜两个单层的膜脂种类不同
膜脂、膜蛋白以及膜表面的糖脂和糖蛋白在 细胞膜上的不对称分布，导致膜功能的不对 称以及物质运输和信号传递的方向性，从而 保证了细胞代谢功能的正常进行。
膜脂分子的排列特性
脂 质 体
（二）膜蛋白
是细胞膜的重要组成成分，同时也是细胞膜 功能的主要承担者 膜蛋白种类繁多，功能各异，有：运输蛋白、 酶蛋白、信号转导、免疫反应、受体、连接 蛋白参与细胞的运动 冰冻裂解法证明许多细胞膜中均存在蛋白颗 粒。
1.内在蛋白
又称镶嵌蛋白（mosaic protien）或整合蛋白 （integral protien） 是兼性分子，亲水区域暴露于膜两侧的水溶液中， 疏水区则位于脂质双层内部，并与脂质分子的疏 水尾相互作用 不易分离，只有用去垢剂溶解和纯化才能得到 生物学功能极为复杂,与细胞的支持、物质运输、 能量转化、信息传递、神经传导以及免疫反应等 功能有着密切关系。
细胞膜(共162张PPT)
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）。
细胞生物学 第四章细胞质膜
蛋白与膜的结合方式 ①、②整合蛋白；③、④脂锚定蛋白；⑤、⑥外周蛋白
（一）内在蛋白（integral proteins）
内在蛋白又称为整合蛋白，以不同程度嵌入脂双层的内部 ，有的为全跨膜蛋白（tansmembrane proteins）。膜蛋白为
两性分子。它与膜结合非常紧密，只有用去垢剂（detergent）
5.血型糖蛋白(glycophorin ) 血型糖蛋白又称涎糖蛋白(sialo glycoprotein),因 它富含唾液酸。血型糖蛋白是第一个被测定氨 基酸序列的蛋白质,有几种类型，包括A、B、C、 D。血型糖蛋白B、C、D在红细胞膜中浓度较 低。血型糖蛋白A是一种单次跨膜糖蛋白, 由 131个氨基酸组成, 其亲水的氨基端露在膜的外 侧, 结合16个低聚糖侧链。血型糖蛋白的基本 功能可能是在它的唾液酸中含有大量负电荷,防 止了红细胞在循环过程中经过狭小血管时相互 聚集沉积在血管中。
才能从膜上洗涤下来，常用SDS和Triton-X100。
内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道有两种形式，一是由多
个α螺旋组成亲水通道；二是由β折叠组成亲水通道。
内在蛋白与脂膜的结合方式：
膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。
跨膜结构域两端带正电荷的aa残基与磷脂分子带负电的
极 性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等 阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。 膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合脂肪 酸分子,插入脂双层之间, 还有少数蛋白与糖脂共价结合。
细胞融合技术观察蛋白质运动
光脱色恢复技术（FRAP）
4．膜流动性的意义
质膜的流动性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等都与膜的流动性密切 相关。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
真核细胞的结构和功能
第2节真核细胞的结构和功能【知识概要】一、细胞膜1、细胞膜的化学组成细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，其中脂类以磷脂为主，既有亲水的极性部分(一般称头部)，又有疏水的非极性部分(一般称尾部).构成膜的蛋白质按其在膜中与磷脂相互作用方式及排列部位不同，可以分为外在性蛋白和内在性蛋白两大类，外在性蛋白与膜的内外表面相连，内在性蛋白嵌在脂质的内部，有的穿过膜的内外表面.2.细胞膜的结构细胞膜的结构有很多假说和模型，广泛被接受的是“液态镶嵌模型”.有两个主要特点：一是膜的结构不是静止的，而是具有一定的流动性；二是膜蛋白质分布的不对称性，即有的镶嵌在脂质中，有的附在脂质表面.3.细胞膜的功能细胞膜的基本功能是：物质运输、细胞膜受体作用、代谢的调节控制、细胞识别、信息传递、保护细胞等.物质运输方面.细胞膜对物质的通过有高度的选择性.物质此外，一些大分子物质或物质团块，还可以通过胞吞和胞吐的方式进出细胞.如白细胞吞噬侵入人体的病菌（胞吞）；腺细胞所分泌的酶的过程（胞吐）.胞吞和胞吐需消耗能量.二、细胞质1、基质细胞基质呈胶体状，除含有小分子和离子外，还含有脂类、糖、氨基酸、蛋白质、RNA等.在基质中存在着几千种酶，大多数中间代谢，如糖酵解、氨基酸合成等都在此进行.在基质内分散着具一定结构和功能的小叫细胞器，如线粒体、质体.中心体、内质网、核糖体、溶酶体以及微管和微丝等.2、线粒体(1)线粒体形状、大小和数目线粒体一般呈线状或颗粒状，直径约0.5～1um，长2～10um.线粒体数目因细胞类型和生理状况而不同，每个细胞中线粒体的数量可以从1到50万个，在生理活动旺盛的细胞中，线粒体数目多；在衰老或休眠的细胞中线粒体较少.(2)线粒体结构电镜下观察线粒体由内外两层膜所包围.外膜磷脂含量较高，透性较强，有利于线粒体内外物质交换.内膜透性较差，在不同部位向内折叠形成嵴.嵴之间的内部空隙叫嵴间腔，里面充满基质，基质中含有蛋白质和少量DNA．内外膜之间的间隙叫膜间腔.里面充满液体.线粒体的内外膜上都附有酶系颗粒，在外膜上牢固附着的是柠檬酸循环所必需的酶系颗粒.柠檬酸循环所产生的NADPH通过膜进入线粒体，使ADP转变成ATP.在内膜内侧附着有许多带柄小颗粒，此颗粒就是可溶性三磷酸腺苷.(3)线粒体功能线粒体是细胞呼吸中心.它通过有呼吸作用的多种酶系颗粒，能将细胞质中的糖酵解，产生丙酮酸，再进一步氧化产生能量，并将能量贮藏在ATP高能磷酸键中.ATP通过膜上的小孔向外扩散到细胞质中，供细胞其他生理活动时能量的需要.- 1 -3、质体质体是绿色植物细胞所特有的细胞器.据颜色和功能的不同，可分白色体、有色体和叶绿体三类.1)白色体(也叫无色体) 因所在的组织和功能的不同可分为造粉质体、造蛋白质体和造油体.2)有色体有色体内含有叶黄素和胡萝卜素，呈红色或橙黄色.它存在于花瓣和果实中，其主要功能是积累淀粉和脂类.3)叶绿体主要存在于叶肉细胞和幼茎皮层细胞内，是光合作用的场所.由内外两层膜包围，叶绿体膜能控制代谢物质进出叶绿体.膜内淡黄色、半流动状态的物质叫基质，主要是可溶性蛋白质(酶)和其他代谢物质.基质中悬浮着浓绿色圆柱状颗粒叫基粒.每个基粒由两个以上类囊体重叠而成基粒片层，类囊体由自身闭合的双层薄膜组成.有些类囊体和基粒中的基粒片层横向连接，使基粒跟基粒相连，这种类囊体叫做基质片层.叶绿体的光合色素主要集中在基粒中，类囊体的内膜和外膜上各附有几十种与光合作用有关的酶.光合作用的光反应在类囊体膜上进行，合成有机物的暗反应，在叶绿体基质中进行.4、内质网和高尔基体内质网是由单层膜组成，有两种类型：粗糙内质网和光滑内质网.粗糙内质网呈扁平囊状，内质网膜的外面附有核糖核蛋白体颗粒，是细胞内合成蛋白质的主要部位.粗糙内质网常与核膜的外膜相连.光滑内质网呈管状，膜上没有颗粒，常与有分泌功能的高尔基体相连.光滑内质网与脂类物质的合成、糖元等的代谢有关.高尔基体是由双层膜、表面光滑的大扁囊和小囊泡构成，多数扁囊和囊泡集合在一起，又叫高尔基复合体.在植物细胞内，有高尔基体合成的果胶、半纤维和木质素等物质，这些物质参与细胞壁的形成.在动物细胞内，高尔基体参与蛋白质的分泌.在细胞生物学中，把核被膜、内质网、高尔基体、小泡和液泡等看成是在功能上连续统一的细胞内膜，被称为内膜系统.5、液泡系液泡系是指由内膜包围的小泡和液泡，除线粒体和质体外，都属于液泡系.液泡类型可分为以下几种：①高尔基液泡，由高尔基体成熟面高尔基地边缘形成的小泡，其中含有水解酶等.②溶酶体，由内质网形成，其中含有水解酶。
大学医学细胞生物学细胞膜课件
呼吸窘迫综合征 又称新生儿肺透明膜病。指新生儿出生后不久即出现进行 性呼吸困难和呼吸衰竭等症状，主要是由于缺乏肺泡表面 活性物质所引起，导致肺泡进行性萎陷，患儿于生后4～ 12小时内出现进行性呼吸困难、呻吟、发绀、吸气三凹征 （吸气时胸骨上窝、锁骨上窝、肋间隙出现明显凹陷）， 严重者发生呼吸衰竭。发病率与胎龄有关，胎龄越小，发 病率越高，体重越轻病死率越高。
1.脂肪酸链的长度及不饱和程度 2.胆固醇与磷脂的比值 3.卵磷脂与鞘磷脂的比值 4.膜蛋白 5.温度,离子强度,PH
细胞膜的流动性异常与疾病 新生儿呼吸窘迫症是由于质膜中卵磷脂/鞘磷脂比值 过低,限制了膜流动性,影响了O2/CO2的交换. 衰老,动脉硬化是由于质膜中卵磷脂/鞘磷脂比值过 低,限制了膜流动性.
四.细胞膜的功能
(一)保护 (二)物质运输
重点
小分子和离子的穿膜运输 大分子和颗粒物质的膜泡运输
(三) 信息的跨膜传递
难点
1.小分子和离子的穿膜运输 根据是否需要ATP的参入，分为： 被动转运：不消耗细胞的代谢能（ATP）， 顺浓度梯度的运输。 主动转运：消耗细胞的代谢能（ATP）， 逆浓度梯度的运输。
3.1935年J.F.Danielli和H.Davson发现细胞的表面张力显著低于 油水界面的表面张力而提出片层结构模型 4.20世纪50年代末J.D.Robertson用电镜观察细胞膜发现都呈 “两暗一明”而提出单位膜模型
5.20世纪60年代，红外光谱等技术证明膜蛋白不是β折叠而是α螺旋 而提出液态镶嵌模型
将以下化合物按膜通透性递增次序排列： 核糖核酸、钙离子、葡萄糖、乙醇、氮分子、水 氮分子(小而非极性) ＞乙醇(小而略有极性)＞水(小 而极性)＞葡萄糖(大而极性)＞钙离子(小而带电荷) ＞核糖核酸(很大而带电荷)
第四章 细胞膜
(三)膜糖类
膜中含有的糖类称为膜糖类。
细 胞 衣 脂 双 层 细胞内
膜 蛋 白
糖类约占细胞膜总重量 的2％～10％。
膜 糖 类
糖类+膜脂
共价键
糖脂
糖类+膜蛋白
共价键
糖蛋白
分布：非胞质面。
糖蛋白功能：与细胞识别、信息传递、免疫、 癌变等有关。
二、 细胞膜的特征
(一)细胞膜具有流动性
(二)细胞膜具有不对称性
1、内在膜蛋白（integral proteins）
又称为跨膜蛋白（transmembrane protein），占膜蛋 白总量的70%~80%.以不同程度嵌入脂双层的内部。为 双亲性分子。它与膜结合非常紧密，只有用去垢剂 （detergent）才能从膜上洗涤下来。
内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道
脂质双分子层中，各层所含的磷脂种类有明显不同。
膜外层： 头部含有胆碱的磷脂分子（磷 细 脂酰胆碱、鞘磷脂） 胞 膜 膜内层： 末端含有氨基的带负电的磷脂 分子（磷脂酰乙醇胺和磷脂酰 丝氨酸）。
致使生物膜内侧的负电荷大于外侧
2、膜蛋白的不对称性
a. 镶嵌蛋白与脂质双层的的结合是绝对不对称的；
各种膜蛋白在质膜中都有一定的位置。如：外周蛋白 主要分布在膜内表面。 b. 跨膜蛋白分子在细胞膜上具有明确的方向性和分 布的区域性。
膜上载体蛋白将物质逆浓度梯度跨膜运输的 过程, 由ATP（直接、间接）提供能量。 哺乳动物细胞内外离子浓度比较
成份 细胞内浓度(m mol/L) 细胞外浓度(m mol/L)
Na+
10~20
150
K+
Mg2+ Ca2+
100
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。
细胞膜结构及功能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞膜的功能
细胞膜的功能
细胞膜的主要功能是进行物质的运输。 穿膜运输有三种基本形式：单纯扩散、易化扩散和主动
运输。 膜中的特殊蛋白质则与物质交换、信息识别、跨膜信息
传递和能量转换功能有关。 膜中的脂质双分子层主要起了骨架、屏障作用，为细胞
生命活动提供相对稳定的内环境。
1、单纯扩散
单纯扩散，又称简单扩散，是指一些脂溶性的小分子物质 （O2、CO2）能顺浓度梯度自由穿越脂质双层，既不消耗 能量又不需要膜蛋白帮助的运输方式。 其特点是： ①顺浓度梯度（或电化学梯度）扩散； ②不需要提供能量； ③没有膜蛋白的协助。
膜的流动性由膜脂和蛋白质的分子运动两个方面组成。 膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。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。当膜的流 动性低于一定的阈值时，细胞膜固化、黏度增大到一定 程度时，许多酶的活动和跨膜运输将停止，代谢终止， 最终导致细胞死亡。反之如果流动性过高，又会造成膜 的溶解。
量鞘脂类的脂质。 细胞膜蛋白质：
膜蛋白质主要以两种方式存在于膜脂质层中： 有些蛋白质附着在膜的表面，这称为表面蛋白质； 有些蛋白质分子的肽链则可以一次或反复多次贯穿整个脂 质双分子层，这称为结合蛋白质。 细胞膜糖类： 以共价键形成糖脂或糖蛋白，可作为抗原决定簇或膜受体 的可识别部位。
膜流动性的生理意义
（某1些）膜、转运以蛋载白体上具为有中特介殊的的结易合化位点扩，散能特异地与某
些物质进行暂时性的结合，然后通过其构象变化把该物 质顺浓度梯度带入细胞或运出细胞的，称为载体蛋白介 导的易化扩散。
特性： ① 由于载体蛋白较高的结
构特异性，而具有高度 选择性； ② 由于载体蛋白数目有限， 有“饱和现象”； ③ 竞争性抑制。
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2、外周蛋白
主要分布于细胞膜的内 表面，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。 外周蛋白具有肌动蛋白 与肌球蛋白的性质， 能产生收缩作用
3、脂锚定蛋白
又称脂连接蛋白，通过共价 键的方式同脂分子结合， 位于脂双层的外侧。 同脂的结合有两种方式： 蛋白质直接结合于脂双分 子层 蛋上蛋白质的结合方式
1、蛋白质穿越脂质双层 2、有的膜蛋白只部分肽链进入脂质 双层 3、某些膜蛋白通过与其他膜蛋白的非共价结合而保持 在脂质双层上 4、有一条或多条共价结合的脂肪酸链，把蛋 白固定在单层上
三、膜糖类
膜糖类约占细胞膜总重量的2%～10%。主要以糖 脂与糖蛋白的形式伸向细胞膜的外表面，构成细 胞外表面的微环境。
四、水和无机盐
水分子中的电荷分布是不对称 的，一侧显正电性，另一侧 显负电性，从而表现出电极 性，是一个典型的偶极子。 它既可以同蛋白质中的正电 荷结合，也可以同负电荷结 合。蛋白质中每一个氨基酸 平均可结合2.6个水分子。 由于水分子具有极性，产生静 电作用，因而它是一些离子 物质（如无机盐）的良好溶 剂。
磷脂分子的两条脂肪酸链是非极性分子，不 能和水分子结合，表现出明显的疏水性质。 既亲水又疏水的分子称为双亲媒性分子。
胆固醇分子结构示意图
脂质双层中胆固醇分子与磷脂分子的相互关系
二、膜蛋白
膜蛋白是细胞膜功能的主要承担者， 约占细胞总蛋白量的25% 外周蛋白 镶嵌蛋白
1、镶嵌蛋白
镶嵌蛋白也是既亲水又 疏水的双亲媒性分子。 镶嵌蛋白中有些蛋白质 横跨脂膜全层，两端 暴露于细胞膜的内外 环境，称为跨膜蛋白。
第三章
细 胞 膜
生 物 膜
细胞膜 胞内膜
第一节 细胞膜的化学组成
一、膜
脂
生物膜上的脂类统称为膜脂。一 般膜脂约占细胞膜化学组成的 50%。1μm2的细胞膜中有5×106 个脂类分子，一个动物细胞的细 胞膜上可达1×109个脂类分子。
磷脂分子头部由于 磷酸和碱基带有不 同的电荷，所以磷 脂是一个极性分子 ，是亲水性的。