第四章细胞膜与物质的跨膜运输一
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的膜性结构。
遗传信息表达结构体系
细胞核 核糖体
细胞骨架结构体系
细胞质骨架 和细胞核 骨架
微管 微丝 中等纤维
第四章 细胞膜与物质的跨膜
运输
横
暗线
切
明线
面
暗线
2nm 3.5nm 2nm
最大分辨率0.2um
单位膜：生物膜的结构单 位,电镜下为“两暗一明” 的三层结构
电镜
一、细胞膜的化学组成
膜蛋白的功能
1.运输蛋白 transportors 2.黏附分子 adhesive molecules 3.受体 receptors 4.抗原递呈分子 antigen-presenting molecules
5.连接蛋白 junction proteins：加固质膜
6.酶enzymes 膜蛋白的存在方式与功能有关
厕所卫生要注意,干净清洁常保持。09:36:4709:36:4709:36Fr iLeabharlann Baiduay, November 13, 2020
人人讲安全，安全为人人。20.11.1320.11.1309:36:4709:36:47November 13, 2020
今日的质量，明日的市场。2020年11月13日 上午9时 36分20.11.1320.11.13
二、细胞膜的特性
1. 膜的不对称性： 脂质双层的不对称性 膜蛋白分布的不对称性 膜糖的不对称
2. 膜的流动性：
膜脂的运动性；
膜蛋白的运动性
1. 膜的不对称性： （1）膜脂的不对称性
•脂双层的磷脂的种类不对称性 •糖脂（质膜外表面）
（2）膜蛋白分布的不对称性
（3）膜糖类的不对称性
2. 膜的流动性 （1）膜脂的流动性
例1. 结合蛋白和受体都是跨膜糖蛋白 精子膜表面的结合蛋白（凝集素）识别了卵 子膜表面受体上的特殊糖基
精－卵识别
1.保证了受精的种属特异性 2. 是受精的启动步骤
例2. 红细胞膜骨架
（三）.膜糖类
细胞被：
细胞膜表面的糖
蛋白和糖脂的糖
链相互交织形成 的一层绒毛状的
电镜
多糖物质。
一个膜蛋白可结合多 个糖链；一个膜脂分 子只结合一个糖链
光学显微镜下结构：
细胞膜
细胞质 细胞质基质 线粒体
细胞
细胞器 高尔基复合体
细胞核 核膜 染色质
中心体
核仁
电子显微镜下结构
细胞膜
内质网
高尔基复合体
非膜性结构
核膜
线粒体
膜性结构
溶酶体
过氧化氢体
小泡等
核糖体 中心体 微管 微丝 中间纤维 染色质 核仁 基质
真核细胞结构模式
•生物膜结构体系 •遗传信息表达结构体系 •细胞骨架结构体系
（四）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
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
树立自我信心，把握各工段流程；消 灭疵点 起因， 管理操 作是关 键。2020年11月13日 星期五 上午9时 36分47秒09:36:4720.11.13
安全是增产的细胞，隐患是事故的胚 胎。2020年11月上午9时36分 20.11.1309:36November 13, 2020
内膜系统/胞内膜 ／细胞被
严禁隐瞒、虚报生产安全事故。20.11.1320.11.13Fri day, November 13, 2020
推行ISO9000不走样，企业生存发展 有希望 。09:36:4709:36:4709:3611/13/2020 9:36:47 AM
质量出效益，点滴成江河。20.11.1309:36:4709:36Nov-2013-Nov-20
生物膜结构体系
细胞内具有膜包被结构 的总称, 包括细胞质膜、 核膜、内质网、高尔基 体、溶酶体、线粒体、 囊泡等
为细胞提供保护
为细胞提供较多的质膜 表面，使细胞内部结构 区室化
细胞内物质运输的通道
关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+胞内膜
胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上有一定联系
磷脂在水溶液中的三种存在方式
双分子层 (bilayer)
微团(micells) 脂质体
(liposome)
脂质体（liposome）
电镜下未固定、 未染色的磷脂 小泡；
球形脂质体的 切面观
功能：膜研究， 基因转染
1.类型
(二)膜蛋白质
外周蛋白:分布在膜的内外表面
内在蛋白:穿过脂双层
一个脂质分子在1s内扩散约2um
影响膜脂流动性的因素
脂肪酸的饱和程度 脂肪酸链的长度 胆固醇含量 卵磷脂/鞘磷脂的比值 其它因素，如温度、离子强度.PH值等
（2)膜蛋白的流动性
侧向扩散 旋转扩散
侧向扩散；（一）免疫荧光 标记
证实膜蛋白的侧向扩散（实验二）：萤光 漂白后恢复技术
二液、态细镶胞嵌膜模的型分。子结构
脂锚定蛋白：嵌入脂双层中
膜蛋白与脂双层结合的几种方式
存在形式：内在膜蛋白（跨膜蛋白）
外在膜蛋白（非共价键结合）
脂锚定蛋白（共价结合）
细胞膜上的各种蛋白
人类血型糖蛋白(Glycophorin)： 典型的单次跨膜蛋白
人类红细胞膜蛋白
人类红细胞：研究膜蛋白的理想材料
血影（ghost）的制备
SDS-PAGE电泳：人类红细胞膜蛋白
磷脂酰胆碱
磷脂的主要类型：四种不同磷脂
磷脂酰乙醇 胺（脑磷脂）
磷脂酰丝氨 酸
磷脂酰胆碱 （卵磷脂）
鞘磷脂：不 以甘油为骨 架
2、膜胆固醇（Membrane Cholesterol）
胆固醇的亲 水头部朝向膜 的外侧
疏水的尾部 埋在脂双层的 中央
胆固醇的结构特点决定了：
提高膜的稳定性， 调节流动性，降 低水溶性物质的 通透性。
（一）.脂 双层 （二).蛋 白质 (三).糖类
糖 脂双层
蛋白质
(一).脂双层
组成：磷脂、糖脂和胆固醇
极性头部
非极性尾部
A. 甘油磷脂
B. 鞘磷脂 C. 胆固醇 三种主要的膜脂类
1、磷脂（Phospholipids）的结构和特 性
组成：亲水头 部和疏水尾部
特性：双亲性 分子 (amphipathic molecule)
遗传信息表达结构体系
细胞核 核糖体
细胞骨架结构体系
细胞质骨架 和细胞核 骨架
微管 微丝 中等纤维
第四章 细胞膜与物质的跨膜
运输
横
暗线
切
明线
面
暗线
2nm 3.5nm 2nm
最大分辨率0.2um
单位膜：生物膜的结构单 位,电镜下为“两暗一明” 的三层结构
电镜
一、细胞膜的化学组成
膜蛋白的功能
1.运输蛋白 transportors 2.黏附分子 adhesive molecules 3.受体 receptors 4.抗原递呈分子 antigen-presenting molecules
5.连接蛋白 junction proteins：加固质膜
6.酶enzymes 膜蛋白的存在方式与功能有关
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二、细胞膜的特性
1. 膜的不对称性： 脂质双层的不对称性 膜蛋白分布的不对称性 膜糖的不对称
2. 膜的流动性：
膜脂的运动性；
膜蛋白的运动性
1. 膜的不对称性： （1）膜脂的不对称性
•脂双层的磷脂的种类不对称性 •糖脂（质膜外表面）
（2）膜蛋白分布的不对称性
（3）膜糖类的不对称性
2. 膜的流动性 （1）膜脂的流动性
例1. 结合蛋白和受体都是跨膜糖蛋白 精子膜表面的结合蛋白（凝集素）识别了卵 子膜表面受体上的特殊糖基
精－卵识别
1.保证了受精的种属特异性 2. 是受精的启动步骤
例2. 红细胞膜骨架
（三）.膜糖类
细胞被：
细胞膜表面的糖
蛋白和糖脂的糖
链相互交织形成 的一层绒毛状的
电镜
多糖物质。
一个膜蛋白可结合多 个糖链；一个膜脂分 子只结合一个糖链
光学显微镜下结构：
细胞膜
细胞质 细胞质基质 线粒体
细胞
细胞器 高尔基复合体
细胞核 核膜 染色质
中心体
核仁
电子显微镜下结构
细胞膜
内质网
高尔基复合体
非膜性结构
核膜
线粒体
膜性结构
溶酶体
过氧化氢体
小泡等
核糖体 中心体 微管 微丝 中间纤维 染色质 核仁 基质
真核细胞结构模式
•生物膜结构体系 •遗传信息表达结构体系 •细胞骨架结构体系
（四）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
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
树立自我信心，把握各工段流程；消 灭疵点 起因， 管理操 作是关 键。2020年11月13日 星期五 上午9时 36分47秒09:36:4720.11.13
安全是增产的细胞，隐患是事故的胚 胎。2020年11月上午9时36分 20.11.1309:36November 13, 2020
内膜系统/胞内膜 ／细胞被
严禁隐瞒、虚报生产安全事故。20.11.1320.11.13Fri day, November 13, 2020
推行ISO9000不走样，企业生存发展 有希望 。09:36:4709:36:4709:3611/13/2020 9:36:47 AM
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生物膜结构体系
细胞内具有膜包被结构 的总称, 包括细胞质膜、 核膜、内质网、高尔基 体、溶酶体、线粒体、 囊泡等
为细胞提供保护
为细胞提供较多的质膜 表面，使细胞内部结构 区室化
细胞内物质运输的通道
关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+胞内膜
胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上有一定联系
磷脂在水溶液中的三种存在方式
双分子层 (bilayer)
微团(micells) 脂质体
(liposome)
脂质体（liposome）
电镜下未固定、 未染色的磷脂 小泡；
球形脂质体的 切面观
功能：膜研究， 基因转染
1.类型
(二)膜蛋白质
外周蛋白:分布在膜的内外表面
内在蛋白:穿过脂双层
一个脂质分子在1s内扩散约2um
影响膜脂流动性的因素
脂肪酸的饱和程度 脂肪酸链的长度 胆固醇含量 卵磷脂/鞘磷脂的比值 其它因素，如温度、离子强度.PH值等
（2)膜蛋白的流动性
侧向扩散 旋转扩散
侧向扩散；（一）免疫荧光 标记
证实膜蛋白的侧向扩散（实验二）：萤光 漂白后恢复技术
二液、态细镶胞嵌膜模的型分。子结构
脂锚定蛋白：嵌入脂双层中
膜蛋白与脂双层结合的几种方式
存在形式：内在膜蛋白（跨膜蛋白）
外在膜蛋白（非共价键结合）
脂锚定蛋白（共价结合）
细胞膜上的各种蛋白
人类血型糖蛋白(Glycophorin)： 典型的单次跨膜蛋白
人类红细胞膜蛋白
人类红细胞：研究膜蛋白的理想材料
血影（ghost）的制备
SDS-PAGE电泳：人类红细胞膜蛋白
磷脂酰胆碱
磷脂的主要类型：四种不同磷脂
磷脂酰乙醇 胺（脑磷脂）
磷脂酰丝氨 酸
磷脂酰胆碱 （卵磷脂）
鞘磷脂：不 以甘油为骨 架
2、膜胆固醇（Membrane Cholesterol）
胆固醇的亲 水头部朝向膜 的外侧
疏水的尾部 埋在脂双层的 中央
胆固醇的结构特点决定了：
提高膜的稳定性， 调节流动性，降 低水溶性物质的 通透性。
（一）.脂 双层 （二).蛋 白质 (三).糖类
糖 脂双层
蛋白质
(一).脂双层
组成：磷脂、糖脂和胆固醇
极性头部
非极性尾部
A. 甘油磷脂
B. 鞘磷脂 C. 胆固醇 三种主要的膜脂类
1、磷脂（Phospholipids）的结构和特 性
组成：亲水头 部和疏水尾部
特性：双亲性 分子 (amphipathic molecule)