细胞生物学_翟中和_第四章
第4章-细胞质膜(翟中和第四版)
6197–202.
Simons K, Ikonen E (June 1997). "Functional rafts in cell membranes". Nature,387 (6633): 569–72.
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13
脂筏结构模型
脂筏模型（lipid rafts）：脂质双分子层不是一个完全 均匀的二维流体，膜中富含胆固醇和鞘磷脂的微区， 其中聚集一些特定的蛋白质区。 特点：这些区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较 少 流动性。其周围是流动性较高的液态区。 功能：参与信号转导、受体介导的内吞作用以及胆固 醇代谢运输等。脂笩功能的紊乱涉及多种疾病的发生。
帽现象（capping）
Figure 10-35 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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41
（二）膜蛋白的流动性
• 膜蛋白流动性受 多种因素限制： 如紧密连接、细 胞骨架的影响等
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42
（三）膜脂和膜蛋白运动速率的检测
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学（第4版）
第4章 细胞质膜
1
细胞表面是复合的结构体系与多功能的体系，细胞膜是细胞表
面的核心结构。
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2
基本概念
• 细胞质膜（plasma membrane）又称质膜，曾称 细胞膜（cell membrane)，是围绕在细胞最外层 ，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜。
• 脂筏基本结构成分， 还是很多重要生物活 性分子的前体化合物
Figure 10-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
翟中和细胞生物学各章习题及答案
《细胞生物学》习题及解答第一章绪论本章要点：本章重点阐述细胞生物学的形成、发展及目前的现状和前景展望。
要求重点掌握细胞生物学研究的主要内容和当前的研究热点或重点研究领域，重点掌握细胞生物学形成与发展过程中的主要重大事件及代表人物，了解细胞生物学发展过程的不同阶段及其特点。
二、填空题1、细胞生物学是研究细胞基本规律的科学，是在、和三个不同层次上，以研究细胞的、、、和等为主要内容的一门科学。
2、年英国学者第一次观察到细胞并命名为cell；后来第一次真正观察到活细胞有机体的科学家是。
3、1838—1839年，和共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的。
4、19世纪自然科学的三大发现是、和。
5、1858年德国病理学家魏尔肖提出的观点，通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。
6、人们通常将1838—1839年和确立的；1859年确立的；1866年确立的，称为现代生物学的三大基石。
7、细胞生物学的发展历史大致可分为、、、和分子细胞生物学几个时期。
三、选择题1、第一个观察到活细胞有机体的是（）。
a、Robert Hookeb、Leeuwen Hoekc、Grewd、Virchow2、细胞学说是由（）提出来的。
a、Robert Hooke和Leeuwen Hoekb、Crick和Watsonc、Schleiden和Schwannd、Sichold和Virchow3、细胞学的经典时期是指（）。
a、1665年以后的25年b、1838—1858细胞学说的建立c、19世纪的最后25年d、20世纪50年代电子显微镜的发明4、（）技术为细胞生物学学科早期的形成奠定了良好的基础。
a、组织培养b、高速离心c、光学显微镜d、电子显微镜四、判断题1、细胞生物学是研究细胞基本结构的科学。
（）2、细胞的亚显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构。
（）3、细胞是生命体的结构和生命活动的基本单位。
（）4、英国学者Robert Hooke第一次观察到活细胞有机体。
最新细胞生物学翟中和第四版课后习题答案
第四章：细胞膜与细胞表面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？以极性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分，蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表而。
生物膜具有两个显著的特征，即膜的不对称性和膜的流动性：D、生物膜结构的不对称性保证了膜功能的方向性，使膜两侧具有不同的功能，有的功能只发生在膜外侧，有的则在膜内侧，这是生物膜发生作用所必不可少的。
如调节.细胞内外Na+、K+的Na+-K+ATP酶，其运转时所需的ATP是细胞内产生的，该酶的ATP结合点正是处于膜的内侧面：许多激素受体等接受细胞外信号的则处于细胞外侧。
2）、膜的流动性与物质运输、能量转换、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。
可以说，一切膜的基本活动均在生物膜的流动状态下进行。
2、何为内在膜蛋白？它以什么方式与膜脂相结合？内在膜蛋白又称整合膜蛋白，这类蛋白部分或全部插入脂双层中，多数为横跨整个膜的跨膜蛋白。
它与膜结合的主要方式有：1）、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。
2）、跨膜结构域两端携带正电荷的纨基酸残基，如精敏酸、赖缎酸等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Ca+、Mg+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。
3）、某些膜蛋白通过自身在细胞质基质一侧的半胱织酸残基上共价结合的脂肪酸分子，插到膜双层之间，进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力，还有少数蛋白与糖脂共价结合。
3、从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。
生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程，是随着实验技术和方法的改进而不断完善的：D、1925年:质膜是由双层脂分子构成的；2）、1935年：提出“蛋白质一脂质一蛋白质”的三明治式的质膜结构模型，这一模型影响达20年之久：3）、1959 年提出单位膜模型，并大胆推测所有的生物膜都是由“蛋白质一脂质一蛋白质”的单位膜构成：4）、1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型，强调：①膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动：②膜蛋白分布的不对称性，有的镶嵌在膜表面，有的嵌入或横跨脂双层分子。
细胞生物学 习题
翟中和细胞生物学(2000版)配套习题第一章：绪论填空题：细胞生物学是细胞整体、超微结构和分子水平上研究及其规律的科学。
名词解释：1、细胞学讲〔celltheory〕3、选择题：1、现今世界上最有碍事的学术期刊是。
a：Natuneb:Cellc:PNASd:Science2、自然界最小的细胞是〔a〕病毒〔b〕支原体〔c〕血小板〔d〕细菌4、是非题：1、现代细胞生物学的全然特征是把细胞的生命活动和亚细胞的分子结构变化联系起来。
…………………………〔〕5、咨询答题：1.当前细胞生物学研究的热点课题哪些？2.细胞学讲的全然要点是什么？细胞学讲在细胞学开展中有什么重大意义？3.细胞生物学的开展可划分为哪几个时期？各时期的要紧特点是什么？第二章：细胞全然知识概要1、名词解释：1.血影〔Ghost〕2.通道形成蛋白〔Porin〕3.纤维冠〔fibrouscorona〕2、选择题：1、立克次氏体是〔a〕一类病毒〔b〕一种细胞器〔c〕原核生物〔d〕真核生物2、原核细胞的呼吸酶定位在〔a〕细胞质中〔b〕质膜上〔c〕线粒体内膜上〔d〕类核区内3、最小的细胞是〔a〕细菌〔b〕类病毒〔c〕支原体〔d〕病毒4、在英国引起疯牛病的病原体是：〔a〕朊病毒〔prion〕〔b〕病毒〔Virus〕〔c〕立克次体〔rickettsia〕〔d〕支原体〔mycoplast〕5、逆转病毒〔retrovirus〕是一种〔a〕双链DNA病毒〔b〕单链DNA病毒〔c〕双链RNA病毒〔d〕单链RNA病毒6、英国疯牛病病原体是〔a〕DNA病毒〔b〕RNA病毒〔c〕类病毒〔d〕朊病毒7、线虫基因组的全序列测定目前已接近尾声，发觉其一共约有〔〕种的编码基因〔a〕6000〔b〕10000〔c〕20000〔d〕500008、原核细胞与真核细胞虽有许多不同，但根基上〔a〕核仁〔b〕核糖体〔c〕线粒体〔d〕内质网9、前病毒是〔a〕RNA病毒〔b〕逆转录RNA病毒RNA病毒〔c〕整合到宿主DNA中的逆转录DNA〔d〕整合到宿主DNA中的DNA病毒3、是非题：1.类病毒仅由裸露的DNA所构成，不能制造衣壳蛋白。
翟中和第四版细胞生物学1-9章习题及答案
二、选择题
1、在真核细胞和原核细胞中共同存在的细胞器是（ D ）
A. 中心粒
B. 叶绿体
C. 溶酶体
D. 核
糖体
2、在病毒与细胞起源的关系上，下面的哪种观点越来越有说服
力（ C ）
A. 生物大分子→病毒→细胞
B. 生物大分子→细胞
和病毒
C. 生物大分子→细胞→病毒
D. 都不对
3、 原核细胞与真核细胞相比较，原核细胞具有（ C ）
程度上影响宿主 DNA 复制与转录；病毒 DNA 复制之后表达晚期蛋白， 晚期蛋白是病毒包装过程中所需要的蛋白。
②RNA 病毒：一般在细胞质内复制，RNA(+)病毒的 RNA 本身就 可以作为模板，利用宿主的代谢系统翻译出病毒的早期蛋白，而 RNA(-)病毒必须以本身 RNA 为模板，利用病毒本身携带的 RNA 聚合 酶合成病毒的 mRNA；早期蛋白抑制宿主 DNA 的复制与转录，催化病 毒基因组 RNA 的合成；病毒 mRNA 与宿主的核糖体相结合翻译出病 毒的结构蛋白的等晚期蛋白；新复制的 RNA 与病毒蛋白组装。
③反转录病毒：在宿主细胞核中复制，以病毒的 RNA 为模板在病 毒自身携带的逆转录酶作用下合成病毒 DNA 分子，整合到宿主 DNA， 以 次 段 整 合 DNA 为 模 板 ， 合 成 新 的 病 毒 基 因 组 RNA 和 mRNA，后者与核糖体相结合，翻译出各种病毒蛋白，其中包括病毒 的反转录酶，最后装配子代病毒。
细胞克隆 ：用单细胞克隆培养或通过药物筛选的方法 从某一细胞系中分离出单个细胞，并由此增殖形成的，具有 基本相同的遗传性状的细胞群体。 细胞系 ：原代细胞传 40~50 代次，并且仍保持原来染色体的二倍 体数量及接触抑制的行为，这种传代细胞称作细胞系。 细胞株 ：有特殊的遗传标记或性质，这样的细胞系可以成为细 胞株。 原代细胞 ：从有机体取出后立即培养的细胞 传代细胞：进行传代培养后的细胞 单克隆抗体 ：产生抗体的淋巴细胞同肿瘤细胞融合
细胞生物学(翟中和第四版)
包括显微镜观察、细胞计数、细胞体积测量和生物量测定等方法。
细胞的分裂方式及过程
有丝分裂
真核细胞进行的一种分裂方式， 包括前期分离和细胞的分
裂。
无丝分裂
原核细胞和某些真核细胞进行的 分裂方式，不形成纺锤丝，直接 通过细胞膜的内陷将细胞一分为
细胞株和细胞系
通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物的培养物称为细胞株；当培养 超过50代时，大多数的细胞不再分裂，出现危机，但是有部分细胞可以度过危机继续传代，这些细胞称为 细胞系。
细胞融合技术及应用
细胞融合方法
包括病毒诱导融合、化 学融合法（如PEG融合 法）和电融合法等。
THANKS
感谢观看
探索生物进化机制
通过研究不同物种细胞的结构 和功能差异，可以探索生物进
化的机制和规律。
02
细胞的基本结构与功能
细胞膜的结构与功能
细胞膜的主要成分
01
脂质、蛋白质和糖类。
细胞膜的结构
02
磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子以不同方式镶嵌其中
。
细胞膜的功能
03
作为细胞的边界，维持细胞内外环境的相对稳定；控制物质进
杂交瘤技术
将具有分泌特异性抗体 能力的致敏B细胞和具 有无限繁殖能力的骨髓 瘤细胞融合为B细胞杂 交瘤。
单克隆抗体
由单一B细胞克隆产生 的高度均一、仅针对某 一特定抗原表位的抗体 。
干细胞技术及应用
干细胞类型
包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞等。
干细胞应用
可用于研究细胞发育和分化机制、建立疾病模型、进行药物筛选和基因治疗等 。如利用干细胞治疗帕金森病、糖尿病、心肌梗死等疾病。
细胞生物学(翟4版)复习提纲
一、线粒体的基本形态及动态特征 二、线粒体的超微结构 三、氧化磷酸化 四、线粒体与疾病
外膜、内膜、膜间隙、基质的标志酶； 电子传递链四种复合物的名称和作用； 氧化磷酸化；化学渗透假说的内容；ATP 合酶及其机制； 电子传递体、质子移位体、Q 循环
第二节 叶绿体与光合作用
一、叶绿体的基本形态及动态特征 二、叶绿体的超微结构 三、光合作用
第五节
其他细胞表面受体介导的信号通路
一、Wnt-β-catenin 信号通路 二、Hedgehog 受体介导的信号通路 三、NF-κB 信号通路 四、Nctch 信号通路 五、细胞表面整联蛋白介导的信号转导
第六节
细胞信号转导的整合与控制
一、细胞的应答反应特征 二、蛋白激酶的网络整合信息 三、信号的控制：受体的脱敏与下调
第二节
细胞质膜的基本特征与功能
一、膜的流动性 二、膜的不对称性 三、细胞质膜相关的膜骨架 四、细胞质膜的基本功能
3
流动镶嵌模型、脂筏模型、膜脂的成分与运动方式、脂质体 膜蛋白的类型、膜蛋白与膜脂结合的方式、成斑和成帽现象 膜骨架的概念、血影蛋白、血型糖蛋白、带 3 蛋白 —————————————
一、内质网 二、高尔基体 三、溶酶体 四、过氧化物酶体
2 种类型内质网、微粒体、肌质网；内质网的功能； 磷脂转位因子与磷脂转换蛋白、N-连接与 O-连接糖基化的比较、 KDEL 序列、极性细胞器、 糙面内质网------蛋白质的合成、修饰与加工； 光面内质网------脂类的合成与转运； 高尔基体------糖类合成； 溶酶体------细胞内消化； 异质性细胞器、溶酶体膜的特征 初级溶酶体、次级溶酶体、自噬溶酶体、异噬溶酶体、残余小体 初级溶酶体与过氧化物酶体的特征比较 过氧化物酶体的功能 内质网的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶，高尔基体的标志酶是糖基转移酶， 溶酶体的标志酶是酸性磷酸酶，过氧化物酶体的标志酶是过氧化氢酶。 —————————————
2024版细胞生物学第五版翟中和pdf
细胞生物学第五版翟中和pdf•细胞生物学概述•细胞的结构与功能•细胞的代谢与调控•细胞的生长、分裂与分化•细胞的遗传、变异与进化•细胞生物学的研究方法与技术01细胞生物学概述细胞生物学的定义与研究对象细胞生物学的定义研究对象细胞生物学的发展历史与现状发展历史现状细胞生物学的研究意义与价值揭示生命活动的规律为医学提供理论基础推动生物技术的发展02细胞的结构与功能细胞膜的主要成分细胞膜的结构细胞膜的功能细胞质的主要成分01细胞质的结构02细胞质的功能031 2 3细胞核的主要成分细胞核的结构细胞核的功能高尔基体由扁平囊和小泡组成，单层膜结构。
功能是对蛋白质进行加工、分类和包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。
线粒体由双层膜包被，内膜向内折叠形成嵴，嵴上有基粒；基质中含有与有氧呼吸有关的酶。
功能是进行有氧呼吸的主要场所，为细胞代谢提供能量。
叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满基质。
功能是进行光合作用的场所，将光能转化为化学能并储存在有机物中。
内质网由单层膜连接而成的网状结构，分为粗面内质网和光面内质网两种。
功能是蛋白质合成和加工以及脂质合成的车间。
细胞器的结构与功能03细胞的代谢与调控ATP的合成与分解释放能量供细胞使用。
呼吸作用光合作用蛋白质代谢脂质代谢糖类代谢01 02 03受体介导的信号传导细胞内信号传导通路细胞周期与细胞生长的调控细胞的信号传导与调控04细胞的生长、分裂与分化细胞生长的概念细胞增殖的方式细胞周期030201细胞的生长与增殖无丝分裂真核细胞的一种分裂方式，过程简单，无纺锤丝和染色体的出现。
有丝分裂真核细胞分裂的主要方式，包括前期、中期、后期和末期，确保遗传物质的平均分配。
减数分裂生殖细胞的分裂方式，包括两次连续的细胞分裂，最终产生遗传物质减半的配子。
细胞的分裂方式及过程030201细胞分化的概念同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程。
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细胞生物学
(三)去垢剂
整合蛋白为跨膜蛋白（tansmembrane proteins），是两性分子。与膜的结合非常紧密， 只有用去垢剂才能从膜上洗涤下来，如离子型去 垢剂SDS，非离子型去垢剂Triton-X100。
H3C (CH2)11
CH3
细胞生物学
5、S. J. Singer & G. Nicolson 1972 根据免 疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了 “流动镶嵌模型”。
细胞生物学
６、脂筏模型(lipid rafts model) 即在生物膜上胆固醇富集而形成有序脂相,
如同脂筏一样载着各种蛋白。脂筏是质膜上 富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域。脂筏就像 一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、 蛋白质分选均有密切的关系。
细胞生物学
细胞生物学
细胞生物学
3、胆固醇
含量一般不超过膜脂的 1/3，植物细胞膜中含量 较少，其功能是提高双脂 层的力学稳定性，调节双 脂层流动性，降低水溶性 物质的通透性。
在缺少胆固醇培养基中， 不能合成胆固醇的突变细 胞株很快发生自溶。
细胞生物学
（二）膜脂的运动方式
侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换位置。 旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 摆动运动：围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。是在翻 转酶（flippase）的催化下完成。 伸缩震荡运动：脂肪酸链进行伸缩震荡运动。 旋转异构化运动：脂肪酸链围绕C-C键旋转。
二、膜脂 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。 1、磷脂 是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以 上。磷脂分子的主要特征是： 1）具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸 链），线粒体内膜上的心磷脂具有4个非极性尾部。 2）脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20 个碳原子组成。 3）常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。
细胞生物学
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OH
O
CH2 C CH2
O
CH2 O C R1 O H O
O O CH2 O C R3
R2 C O CH
O P OH O P OH R4 C O CH
CH2
O
O
CH2Biblioteka Diphosphatidylglycerol （ DPG ）
细胞生物学
鞘磷脂（sphingomyelin，SM）在脑和神经细 胞膜中特别丰富。以鞘胺醇（sphingoine）为骨 架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部含 胆碱与磷酸。原核细胞、植物中没有鞘磷脂。
细胞生物学
2、糖脂 是含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量的5％ 以下，在神经细胞膜上糖脂含量较高，约占5-10％。 糖脂也是两性分子，其结构与鞘磷脂很相似，只是 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。 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， 其头部包含一个或几个唾液酸和糖的残基。神经节 苷脂是神经元质膜中具有特征性的成分。
整合蛋白（integral protein） 外周蛋白（peripheral protein） 脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）。
细胞生物学
（二）膜内在蛋白与膜脂结合的方式 膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相
跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分 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。 某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基共价 结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与 脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。
第四章 细胞质膜
第一节 细胞质膜的结构模型 第二节 生物膜基本特征与功能 第三节 膜骨架
细胞生物学
质膜（plasma membrane）包在细胞外面所以 又称细胞膜。围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。
质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具 有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。 生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
细胞生物学
公认生物膜结构应具有的特点 ✓ 细胞膜由流动双脂层和嵌在其中蛋白质组成。 ✓ 具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水
相中自发形成生物膜的性质。以疏水性尾部 相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架； ✓ 蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部， 或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。
细胞生物学
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（三）脂质体（liposome） 1)是一种人工膜。
在水中，搅动后磷脂形成双层脂分子 的球形脂质体，直径25~1000nm不 等。 2)人工脂质体可用于：
转基因 制备的药物 研究生物膜的特性
细胞生物学
细胞生物学
三、膜蛋白
（一）类型 是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质
中30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂分子的结合方 式，可分为：
3、J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜 的表面张力比油－水界面的张力低得多，推测 膜中含有蛋白质。提出了“蛋白质-脂质-蛋白 质”的三明治式的结构模型；1959年在上述 基础上提出了修正模型，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。
细胞生物学
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3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚 约2nm的蛋白质构成，总厚约7.5nm。
质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖， 主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本 骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。动物细胞膜 通常含有等量的脂类和蛋白质。
细胞生物学
第一节 细胞质膜的结构模型
一、细胞膜的结构模型 E. Overton 1895 发现溶于脂肪
的物质易透过植物的细胞膜， 不溶于脂肪的物质不易透过细 胞膜，推测细胞膜由连续的脂 类物质组成。 E. Gorter & F. Grendel 1925 用 有机溶剂提取了人的红细胞质 膜的脂类成分铺展在水面，测 出膜脂展开的面积二倍细于胞细生物胞学