细胞膜与物质的转运

与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来。
外周蛋白比较亲水，能溶解于水。
内在蛋白（integral protein）
蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。
溶于水，且不容易从膜中分离出来。主要以
-螺旋形式存在。
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1、镶嵌蛋白
镶嵌蛋白是既亲水又疏水 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。
鞘 胺 醇
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鞘 胺 醇
半乳糖苷脂 糖脂分子
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固醇（sterol）：也称甾醇
天然固醇的通式
是环戊烷多氢菲的衍生物
CH3 R
12 11 13
CH 3 C 14
17
D16 15
1
9
2 A 10 B 8
3
5
7
4
6
HO
胆固醇 Cholesterol
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膜的基本结构——脂质双层（Lipid bilayer）
膜上含有一系列的特化蛋白质启动或催化一定的分子事件；
膜上的泵； 可以逆跨膜梯度移动（运送）特定的有机物和无机离子；
能量转化器；
可以把一种形式的能量转化为另一种形式的能量；
膜上受体能够感受胞外信号，并转化为细胞内的分子事件。
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2. 生物膜的性质与结构特点
胆固醇参与膜脂 流动性的调节。
2.1 生物膜的运动
b 蛋白质通过一个糖 分子间接同脂结合
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膜内（嵌入）蛋白
膜内蛋白的嵌入方式
富含疏水氨基酸区域
（可在肽链的中间段，
或氨基端（Ⅱ） 或羧基端（Ⅰ）
或多个疏水序列的
-螺旋(Ⅲ) ，横贯整个
膜脂双分子层。
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（三）膜糖类(Membrane Carbohydrates ）
——约占细胞膜总重量的2～10%
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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
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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。 结合方式：
a 蛋白质直接结合于 脂双分子层
细胞膜的基本结构和物质转运
膜结构—流体镶嵌模型
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1
生物膜概念 (Bio-membrane)
生物膜 :是指细胞的膜系统,(又称质膜)。 原核生物只有质膜，
而真核生物除了质膜，还有细胞器的膜， 如核膜、线粒体膜、内质网膜等。
几乎所有的生理活动都与生物膜相关，例如: 物质运输、能量转换、信息传递、细胞的分裂、 运动、相互识别和通讯，以至肿瘤的发生等。
结构不对称
膜蛋白分布的不对称
数量、种类不对称 ， 具有方向性
膜脂分布的不对称
磷脂、 胆固醇、 糖脂分布不对称
功能不对称
有些功能只发生在膜外层、有的在膜内层
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二、膜的物质转运功能
功能 维持细胞的容积、形态、渗透压、电解质
浓度，为细胞的生理活动提供适宜的环境.
从环境摄取营养物质，向环境排出代谢废物
方式 小分子:
被动转运
单纯扩散 促进扩散
主动转运
大分子、物质团块： 胞纳、胞吐
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（一）被动转运
1. 单纯扩散
——顺浓度梯度（或电化学梯度）扩散跨膜运 输方式。不需要能量也不需要膜蛋白参与。
主要形式 以糖脂和糖蛋白的形式 糖脂 伸向细胞膜的外表面
功能:
起保护作用；
细胞间的识别；
维持膜的不对称。 硫酸脑苷脂
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糖蛋白
结构连接方式
a 、N-糖苷键连接 （天冬酰胺连接） 糖链
b、O-糖苷键连接 （丝氨酸或苏氨酸 连接）糖链
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（四）水和无机盐
水: 电荷分布不对称，
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。
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生物膜的作用
膜连接紧密但有弹性；
允许膜在细胞生长和运动中改变形状
膜自我封闭，对极性分子有选择性通透；
暂时破裂、且可自封闭的能力，以保证两个细胞或两个膜状包裹物 的融合。
膜是被动的屏障；
磷脂
甘油磷脂 鞘磷脂
糖脂
胆固醇
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5
1、 磷脂
甘油： C2羟基一定在左边，称为立体专一编 号，用sn表示，写在化合物名称的前面。
OH
1
CH 2OH
HO C H O
HO
H
2
H2C O P O－
OH
3
O－
Sn-甘油-3-磷酸 (磷酸甘油)
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1）甘油磷脂 （glycerophospholipid）
water
water
微团
双分子层
脂质体
在水相中磷脂分子能自发组装成团粒或片状分子层。
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质膜结构
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（二） 膜蛋白——细胞膜功能的主要承担者，
约占细胞总蛋白量的25%
——是受体，酶，抗原， 通道和骨架蛋白等
外周蛋白（peripheral protein）
分布于双层脂膜的外表层。
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2
细胞的结构
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3
一、生物膜的化学组成和分子结构
所有生物膜几乎都是由脂类和蛋白质两大物质组成， 尚含有少量糖、金属离子和水。
脂质: 双分子层为基架,膜具流动性 镶嵌蛋白质：α-螺旋或球形结构、
构型不同、功能不同 糖类在表面：与脂质或蛋白结合成
糖脂、糖蛋白。
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（一）. 膜脂
O-
磷酸胆碱
神经编辑鞘pp磷t 脂
CH3 CH3 CH3
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胆碱鞘磷脂
神经酰胺 胆碱鞘磷脂 葡萄糖苷神经酰胺 乳糖苷神经酰胺 神经节苷脂
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亲水 头部
疏 水 尾 部
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头部 尾部
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2.糖 脂
与鞘磷脂相似，
鞘氨醇的衍生物。
3. 胆固醇
极 性 头 部构 平
面 甾 环 结
非 极 性 尾 部
膜脂分子：分子摆动、旋转运动、侧向运动等。
膜蛋白：扩散运动 、旋转运动。
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脂质双分子层特点：
① 液态（同层横向移动的流动性） ② 稳定性
意义：细胞可以承受相当大的张力和外形改 变而不破裂；
即使膜结构发生一些较小的断裂，也可 自动融合修复，仍保持膜的完整性。
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膜的内外两层在结构和功能上的差异：
• X基团是可变的。
甘油磷脂的结构通式
• 如果X=H，则为最 简单的甘油磷脂— —磷脂酸。
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2）.鞘磷脂——以神经鞘氨醇为基础形成
CH3(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2OH
OHONHHN2 H2
神经酰胺 O
鞘氨醇
HO HN-C-R O
CH3(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2-O-P-O-CH2CH2N+