第三章-细胞质膜和跨膜运输

第三章细胞质膜与跨膜运输

名词：

1.细胞膜、质膜、生物膜、细胞表面、细胞被

细胞膜是细胞膜结构的总称，包括细胞外层的魔盒存在于细胞质中的膜

质膜是指包在细胞表面的一层极薄的膜，主要是脂膜和膜蛋白所组成

生物膜是细胞所有膜结构的统称

细胞表面是细胞与细胞外环境的边界，是一个具有复杂结构的多功能体系。在结构上包括细胞被和细胞质膜和表层胞质溶胶

细胞被,质膜表面一层富含糖类的结构

2.膜骨架

膜骨架细胞质膜的一种特别结构，是由膜蛋白和纤维蛋白组成的网架，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。

3.整合蛋白、外周蛋白、脂锚定蛋白

整合蛋白部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。

外周蛋白完全外露在脂双层的内外两侧（胞质侧或胞外侧）,主要是通过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。

脂锚定蛋白又称脂连接蛋白,通过共价健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，一种是蛋白质直接结合于脂双子层，另一种方式是蛋白并不直接同脂结合，而是通过一个糖分子间接同脂结合。

4.流动镶嵌模型

流动镶嵌模型，细胞膜由流动的脂双层和镶嵌在其中的蛋白质组成，磷脂分子一疏水性尾部相对，极性头部朝上向水组成生物膜骨架。

5.脂筏

脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。大小约70nm左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。

6.被动运输、主动运输、膜泡运输、协同运输

被动运输分为简单扩散和协助扩散

简单扩散也叫自由扩散，特点是：①沿浓度梯度（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。

协助扩散是指非脂溶性物质或亲水性物质，如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度，不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。协助扩散同样不需要消耗能量，并且也是从高浓度向低浓度进行。

主动运输是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。Na+、K+和Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。

膜泡运输：大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运的过程，故称为膜泡运输。

协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。动物细胞中常常利用膜两侧Na+浓度梯度来驱动，植物细胞和细菌常利用H+浓度梯度来驱动。

7.配体门通道、电位门通道、机械门通道

配体门通道实际上是离子通道型受体，这类通道在其细胞内或外的特定配体（l与膜受体结合时发生反应, 引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化, 结果使“门”打开。

电位门通道，其构型变化依据细胞内外带电离子的状态，主要是通过膜电位的变化使其构型发生改变, 从而将“门”打开。

机械门通道这种通道的打开受一种力的作用，将力信号转换为电化学信号，最终引起细胞响应的过程

8.内吞、外排、穿胞运输

内吞是指通过细胞质膜内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程，是细胞质膜运送物质的一种方式。按输入物的大小、物质状态以及特异性程度等，一般将内吞分为吞噬、胞饮以及受体中介内吞等3种。

外排是包含内容物的囊泡移至细胞表面，于质膜融合，将物质排出细胞之外

穿胞运输是指动物组织中，有的细胞通过内吞和外排相偶联，在细胞的一侧形成胞饮小泡穿越细胞质，另一侧使小泡中的物质释放出去

思考题：

1.生物膜的基本结构特征是什么? 这些特征与它的生理功能有什么

联系?

基本结构特征：磷脂双分子层，上面有蛋白质，外侧部分糖蛋白

磷脂双分子层：细胞的主体架构，将细胞内外分开，维持个体独立性

蛋白质：一部分作为运输通道用于运送离子（K,Na等），另一部分作为支撑用（与磷脂一起构成骨架结构）

糖蛋白：用于细胞识别，常用于免疫过程中吞噬细胞识别异己物质

2.细胞表面有哪几种常见的特化结构?

微绒毛: 微绒毛亦称细绒毛、绒毛状突起。是上皮细胞游离面的细胞膜和细胞质伸出的微细指状突起，被细胞膜所包围，直径约0.1微米长度由0.2微米到数微米

皱褶: 在细胞表面有一种扁形突起，称为皱褶或片足。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。

内褶: 内褶是质膜由细胞表面内陷形成的结构，同样具有扩大了细胞表面积的作用。这种结构常见于液体和离子交换活动比较旺盛的细胞。

膜骨架: 细胞质膜的一种特别结构，是由膜蛋白和纤维蛋白组成的网架，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能,这种结构称为膜骨架。

3.如何证明膜蛋白具有流动性？

人鼠细胞融合实验：红色荧光标记的人细胞和绿色荧光标记的鼠细胞通过融合得到杂种细胞，培养一段时间后，融合细胞的膜蛋白分布发生变化，证明膜蛋白的流动性。

4.比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。

主动运输特点：需要载体蛋白，需要能量，逆浓度梯度。

生物学意义：①保证细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必须营养物质②将细胞内各种物质，如代谢物，分泌物及离子排到细胞外。

被动运输的特点：不需载体蛋白，不需能量，顺浓度梯度。

生物学意义：运输氧气和二氧化碳，葡萄糖等小分子