细胞生物学细胞膜

1、 主要内容主要内容 细胞膜（细胞膜（cell memberane) 细胞内膜细胞内膜 ( endomembrane ) 统称统称 生物膜的化学组成生物膜的化学组成生物膜的化学组成生物膜的化学组成甘油磷脂甘油磷脂胆胆 碱碱 磷磷 酸酸 甘甘 油油脂脂 肪肪 酸酸 链链极性头部（亲水基团）极性头部（亲水基团）非极性尾部（疏水基团）非极性尾部（疏水基团）肪肪 酸酸链链不不 饱饱 和和脂脂质膜中的主要磷脂分子质膜中的主要磷脂分子双亲性分子。双亲性分子。含量一般不超过膜脂的含量一般不超过膜脂的1/31/3。增加膜稳定性，增加膜稳定性，调节膜的流动性。调节膜的流动性。生物膜的化学组成生物膜的化学组成 胆固

2、醇主要存在胆固醇主要存在于于真核细胞膜的真核细胞膜的磷磷脂分子之间脂分子之间，头部头部紧靠磷脂极性头部，紧靠磷脂极性头部，其余部分游离。其余部分游离。生物膜的化学组成生物膜的化学组成约占脂总量的约占脂总量的5 5以下。以下。动物细胞膜的表面，动物细胞膜的表面，极性头部由糖基构成，极性头部由糖基构成， 疏水的非极性尾部为脂肪酸链。疏水的非极性尾部为脂肪酸链。作为分子作为分子，与，与及及有关。有关。生物膜的化学组成生物膜的化学组成glycolipids 生物膜的化学组成生物膜的化学组成生物膜的化学组成生物膜的化学组成（二）膜蛋白（二）膜蛋白 外在膜蛋白外在膜蛋白（周围蛋白）（周围蛋白） 内在膜蛋白

3、内在膜蛋白（整合蛋白）（整合蛋白）生物膜的化学组成生物膜的化学组成脂锚定蛋白脂锚定蛋白（lipid-linked prote n）（脂连接蛋白）（脂连接蛋白） 膜蛋白类型膜蛋白类型生物膜的化学组成生物膜的化学组成生物膜的化学组成生物膜的化学组成 位于膜两侧，通过位于膜两侧，通过与脂双层内的分子结合。与脂双层内的分子结合。 胞质侧蛋白胞质侧蛋白 与脂双层中的碳氢链结合与脂双层中的碳氢链结合 外表面蛋白外表面蛋白 与磷脂酰肌醇相连的寡糖链结合与磷脂酰肌醇相连的寡糖链结合3）脂锚定蛋白）脂锚定蛋白（脂双层蛋白）（脂双层蛋白） 共价键共价键共价键共价键糖脂（糖脂（glycolipid）糖蛋白（糖蛋白（

4、glycoprotein）生物膜的化学组成生物膜的化学组成糖糖类类生物膜的化学组成生物膜的化学组成细胞内细胞内细胞细胞被被脂质双脂质双层层生物膜的化学组成生物膜的化学组成细胞表面（细胞表面（cell surface） 指指富含微管、富含微管、微丝等成份的微丝等成份的胞质溶胶层胞质溶胶层及及鞭毛、纤毛、鞭毛、纤毛、微绒毛等所组成的结构。微绒毛等所组成的结构。 细胞表面的功能细胞表面的功能 保护、物质交换、环境稳定、信息传递、细胞保护、物质交换、环境稳定、信息传递、细胞识别、细胞连接、细胞代谢、细胞增殖、细胞分化、识别、细胞连接、细胞代谢、细胞增殖、细胞分化、细胞病变、细胞衰老、细胞癌变等。细胞病

5、变、细胞衰老、细胞癌变等。二、二、 生物膜的特性生物膜的特性 生物膜在生理常温下呈生物膜在生理常温下呈，温度下降至某一，温度下降至某一点时，液晶态转变为点时，液晶态转变为，温度上升，晶态又可溶解为液温度上升，晶态又可溶解为液晶态，晶态， 引起细胞膜液晶态和晶态转变的临界温度。引起细胞膜液晶态和晶态转变的临界温度。生物膜的特性生物膜的特性1. 生物膜的流动性（生物膜的流动性（ fluidity )（1）膜脂的分子运动）膜脂的分子运动 3）旋转运动）旋转运动 1）侧向移动）侧向移动 2）翻转运动）翻转运动 4）左右摆动）左右摆动 (弯曲运动）弯曲运动） 5）伸缩震荡运动）伸缩震荡运动生物膜的特性生

6、物膜的特性5432膜脂的分子运动膜脂的分子运动生物膜的特性生物膜的特性（2）影响膜脂流动性的因素）影响膜脂流动性的因素生物膜的特性生物膜的特性 （3）膜蛋白分子的运动）膜蛋白分子的运动 生物膜的特性生物膜的特性卵磷脂和鞘磷脂卵磷脂和鞘磷脂多分布在膜外层多分布在膜外层，磷脂酰乙醇胺、，磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇多分布在膜的内层多分布在膜的内层 2.生物膜的不对称性生物膜的不对称性(asymmetry) （1）膜质分布的不对称：）膜质分布的不对称：（2）膜蛋白分布的不对称）膜蛋白分布的不对称1）多在膜的内表面。多在膜的内表面。 2）内层多于外层。内层多于外层。3

7、）有方向性。有方向性。 亲水端长度不同亲水端长度不同 氨基酸种类顺序不同氨基酸种类顺序不同 。意义：意义： 膜结构的不对称性决定了膜膜结构的不对称性决定了膜功能的方向性功能的方向性.（3）膜糖类分布不对称）膜糖类分布不对称糖基糖基。三、三、 生物膜的分子结构模型生物膜的分子结构模型一、片层结构模型一、片层结构模型( 用超薄切片技术获得细胞膜照片，用超薄切片技术获得细胞膜照片， 显示暗显示暗-明明-暗三层结构，暗三层结构，总厚约总厚约7.5nm。二、单位膜模型（二、单位膜模型（1959年年 robertson 提出提出）生物膜的分子结构模型生物膜的分子结构模型1. 流动的脂双分子层构成膜的连续主

8、体。流动的脂双分子层构成膜的连续主体。即具有固体分即具有固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。子排列的有序性，又具有液体的流动性。2. 蛋白分子以蛋白分子以以各种形式以各种形式镶嵌于脂双分子层中。镶嵌于脂双分子层中。对液态镶嵌模型的评价对液态镶嵌模型的评价强调了强调了膜的流动性和不对称性、膜的流动性和不对称性、忽视了忽视了膜蛋白对脂质分子的控制作用和膜各部分流动的不均一性。膜蛋白对脂质分子的控制作用和膜各部分流动的不均一性。三、液态镶嵌模型（三、液态镶嵌模型（fluid mosaic model)（1972年年s. j. singer- g. l. nicolson 提出）提出）三、液态镶

9、嵌模型（三、液态镶嵌模型（fluid mosaic model)功能：功能：参与信号转导、受体介导的内吞作用及胆固醇参与信号转导、受体介导的内吞作用及胆固醇 代谢运输等。代谢运输等。 脂筏（脂筏（lipid rafts）模型）模型本章节重点本章节重点 1、掌握掌握细胞膜的化学组成。细胞膜的化学组成。 2、掌握、掌握细胞膜的特性。细胞膜的特性。 3、掌握、掌握细胞膜的分子结构模型。细胞膜的分子结构模型。疏水分子疏水分子-。 小的不带电的极性分子小的不带电的极性分子指物质顺浓度梯度从高浓度一侧通过细胞膜向指物质顺浓度梯度从高浓度一侧通过细胞膜向 低浓度一侧移动的方式，不需消耗能量，低浓度一侧移动的

10、方式，不需消耗能量， 小分子物质的自由扩散小分子物质的自由扩散细胞外细胞外细胞内细胞内小分子物质细胞细胞膜膜三、膜转运蛋白介导的跨膜运输三、膜转运蛋白介导的跨膜运输膜转运蛋白分类：膜转运蛋白分类： 电压电压闸门通道闸门通道(voltage-gated channels) 配体配体闸门通道闸门通道(ligand-gated channels） (3)(3)应力应力激活通道激活通道 2. 运输对象：运输对象： 易化扩散易化扩散细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜载体蛋白 4. 运输方式运输方式 常见于小肠上皮细胞常见于小肠上皮细胞 常见于常见于na+- ca+，na+- h+交换载体交换载体单向运

11、输单向运输1. 概念：概念： 的的或化学或化学梯度进行跨膜转运的方式，梯度进行跨膜转运的方式，。主动运输主动运输载体蛋白能量注意载体构象的变化注意载体构象的变化细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜na+atpadpna+ppk+na+k+pk+na+-k+泵：泵： 膜电位产生，维持膜电位产生，维持 渗透压平衡，保持细胞容积恒定。渗透压平衡，保持细胞容积恒定。细胞外间隙细胞外间隙细胞质细胞质水解水解1个个atp，排出排出3个个na+，摄入摄入2个个k+。构成构成：2个大亚基、个大亚基、2个小亚基组成个小亚基组成4聚体，分布于动物细胞质膜。聚体，分布于动物细胞质膜。维持细胞的渗透性维持细胞的渗透性

12、，保持细胞的体积保持细胞的体积.维持细胞的维持细胞的静息电位静息电位.h+ 小分子物质小分子物质 需要需要 需要膜上的需要膜上的小分子物质小分子物质跨膜运输跨膜运输被动运输被动运输简单扩散简单扩散主动运输主动运输易化扩散易化扩散通道蛋白介导的扩散通道蛋白介导的扩散na-k泵泵ca2+-pumpna-h+交换载体交换载体 大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，质膜内大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，质膜内陷包围物质形成小囊泡，小囊泡脱离细胞膜进入细胞。陷包围物质形成小囊泡，小囊泡脱离细胞膜进入细胞。ldl颗粒颗粒ldl受体受体有被小窝有被小窝有被小泡有被小泡内吞内吞去被去被无被小泡无被小泡胞

13、内体胞内体融融合合受体与大分子颗粒分开受体与大分子颗粒分开胞内体部分胞内体部分受体再循环受体再循环胞内体部分胞内体部分 初级溶酶体初级溶酶体融融合合吞吞噬噬溶溶酶酶体体笼笼蛋蛋白白的的结结构构笼蛋白的结构笼蛋白的结构 三腿蛋白复合物三腿蛋白复合物重链重链轻链轻链胞吐作用吞噬作用胞饮作用吞噬体吞饮体1.为细胞的生命活动为细胞的生命活动；2.选择性选择性，代谢底物的输入与产物的排出；，代谢底物的输入与产物的排出；，完成细胞内外，完成细胞内外；，使酶促反应高效有序地进行；，使酶促反应高效有序地进行；细胞间、细胞与基质间）；细胞间、细胞与基质间）；6.参与形成具有不同功能的参与形成具有不同功能的。第四

14、节第四节 细胞连接细胞连接：将相邻细胞的质膜密切地连接在一起，从将相邻细胞的质膜密切地连接在一起，从而阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入。而阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入。通过骨架系统将细胞与相邻细胞与基质之通过骨架系统将细胞与相邻细胞与基质之间连接起来。间连接起来。动物细胞最常见的连接方式。动物细胞最常见的连接方式。细胞膜细胞膜 细胞间隙细胞间隙蛋白质索蛋白质索（嵴线）（嵴线）细胞连接细胞连接桥粒与半桥粒桥粒与半桥粒细胞连接细胞连接细胞膜细胞膜基底膜基底膜中间纤维中间纤维桥粒蛋白桥粒蛋白细胞连接细胞连接间隙连接间隙连接化学突触化学突触细胞膜细胞膜细胞间隙细胞间隙2-4nm连接子连接子个间隙连接单

15、位个间隙连接单位9-10nm两个连接子为两个连接子为一一(间隙连接的间隙连接的基本单位基本单位)跨膜蛋白的跨膜蛋白的亚单位亚单位孔道直径孔道直径细胞连接细胞连接第五节细胞膜与疾病第五节细胞膜与疾病一、细胞膜与恶性肿瘤一、细胞膜与恶性肿瘤1、细胞外被的、细胞外被的糖链残缺不全，失去接触抑制。糖链残缺不全，失去接触抑制。2、某些、某些糖蛋白消失，糖蛋白消失，粘着力下降，粘着力下降，易转移。易转移。3、细胞、细胞连接异常，出现微绒毛、皱褶、变形足等。连接异常，出现微绒毛、皱褶、变形足等。4、膜的、膜的通透性增强。通透性增强。5、癌基因、癌基因表达产物增多。表达产物增多。6、多数癌细胞、多数癌细胞出现有氧酵解。出现有氧酵解。二、细胞膜与其他疾病二、细胞膜与其他疾病受体异常受体异常睾丸女性化、睾丸女性化、 家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症甲状腺亢进甲状腺亢进 肥胖性糖尿病。肥胖性糖尿病。4葡萄糖载体蛋白异常疾病葡萄糖载体蛋白异常疾病肾性糖尿肾性糖尿5、通道蛋白异常性疾病：、通道蛋白异常性疾病：囊性纤维化囊性纤维化细胞膜与疾病细胞膜与疾病本章重点本章重点一、细胞膜的化学组成、特征。一、细胞膜的化学组成、特征。三、细胞膜流动镶嵌模型的内容和特点。三、细胞膜流动镶嵌模型的内容和特点。四、物质跨膜运输的类型和特点。四