第四章细胞膜与物质的穿膜运输
细胞膜与物质穿膜运输
第四章细胞膜与物质穿膜运输一、学习要求掌握：细胞膜的化学组成、分子组成及其特性和生物学意义。
小分子物质穿膜运输方式及特点；载体蛋白和通道蛋白特性和异同；大分子和颗粒物质的膜泡运输；受体介导的胞吞作用特点及过程。
流动镶嵌模型基本要点。
了解：生物膜的分子结构模型认识的演变、研究方法。
细胞表面及特化结构；细胞膜异常与疾病，胞吞与胞吐作用。
二、自测题（一）单项选择题1. 胆固醇对膜脂的影响是（）。
A. 增加膜的流动性B. 增加膜的稳定性C. 增加膜的无序性D. 增加膜的通透性E. 增加膜的选择性2. 易化扩散和主动运输的共同特点是（）。
A. 顺浓度梯度B. 逆浓度梯度C. 需要消耗能量D. 不需要消耗能量E. 需要载体蛋白3. 葡萄糖经糖载体蛋白的介导，进入细胞内的方式是（）。
A. 简单扩散B. 易化扩散C. 离子泵D. 被动运输E. 通道运输4. 胞吞过程中，提供牵动质膜的“有被”装配机械动力的是（）。
A. 微管蛋白B. 肌动蛋白C. 肌球蛋白D. 网格蛋白E．中间纤维蛋白5. 消化酶的出胞方式是（）。
A. 固有分泌B. 受调分泌C. 简单扩散D. 易化扩散E. 通道运输6. 关于膜受体的说法正确的是（）。
A．配体闸门通道属于载体蛋白B．G蛋白偶联受体通常由几个亚基组成C．酶偶联受体具有7个跨膜螺旋区域D．酶偶联受体被激活后可形成一个或数个SH2结合域E．ACH受体属于G蛋白偶联受体7. 生物膜的流动性主要取决于（）。
A. 水B. 蛋白质C. 脂类D. 核酸E. 糖类8. 膜功能的特异性主要取决于（）。
A. 膜中脂类的种类B. 膜中脂类的含量C. 膜中蛋白质的种类和数量D. 膜中糖的种类E. 膜中糖类含量9. 细胞膜中的脂锚定蛋白与脂类相结合的化学键是（）。
A. 氢键B. 肽键C. 共价键D. 疏水键E. 磷酸二脂键；10. 细胞膜上Na+-K+泵驱动的是（）。
A. 简单扩散B. 易化扩散C. 胞吐作用D. 共运输E. 对运输11. 生物膜上的糖蛋白只分布在（）。
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
质膜中胆固醇与磷脂分子的关系示意图
Cell Membrane and Membrane Transport
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
一、细胞膜的化学组成
(一) 膜脂构成细胞膜的结构骨架 3.糖脂 ➢ 定位：均位于质膜非胞质面单层，糖基暴露于细胞表面。 ➢ 组成：由脂类和寡糖构成。细菌和植物细胞的糖脂几乎都是
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
一、细胞膜的化学组成
(一) 膜脂构成细胞膜的结构骨架 1.磷脂
⑴ 甘油磷脂的化学结构
甘油磷脂以甘油为骨架，甘油分子的1、2位羟
基分别与脂肪酸形成酯键，3位羟基与磷酸形成
酯键。
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
一、细胞膜的化学组成
(一) 膜脂构成细胞膜的结构骨架
1.磷脂 ⑴ 甘油磷脂的化学结构 磷酸基团可分别与胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇 结合，形成亲水的头部。两条长短不一的脂肪酸 链构成疏水的尾部，通常为14～24个碳原子组成， 一条烃链不含双键（饱和链），另一烃链含有一 个或几个顺式排列的双键（不饱和链），形成一 个约30°角的弯曲。
极性头部，固醇环固定在磷脂分子邻近头部的烃链
上，疏水的烃链尾部埋在脂双层的中央。
➢ 功能：调节膜的流动性，增强膜的稳定性。
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
胆固醇分子化学结构
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细胞生物学课程第4章细胞膜和物质的跨膜运输(医学院) 厦门大学
1. 侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置。 2. 旋转运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 3. 摆动运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 4. 伸缩震荡：脂肪酸链沿着与纵轴进行伸缩震荡运动。 5. 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
脑苷脂
神经节苷脂
（1）分布与定位
糖脂是含糖而不含磷 酸的脂类，普遍存在于原 核和真核细胞的质膜上 （含量5％以下），神经细 胞膜上含量较高（5-10 ％）。
糖脂是两性分子。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。糖脂均位 于细胞膜的非细胞质面， 及外侧的脂质分子中。
❖ 糖脂是位于脂双层的外侧，——可能作为细胞外配体(ligand)的受体。 ❖ 磷脂酰丝氨基——集中在脂双层的内叶，在生理pH下带负电荷，这种带
电性使得它能够同带正电的物质结合，如同血型糖蛋白A跨膜α螺旋邻近 的赖氨酸、精氨酸结合。 ❖ 磷脂酰胆碱——在衰老的淋巴细胞外表面，作为让吞噬细胞吞噬的信号； 磷脂酰胆碱出现在血小板的外表面，作为血凝固的信号。 ❖ 磷脂酰肌醇——集中在内叶，它们在将细胞质膜的刺激向细胞质传递中 起关键作用。
质完成的 。如： • 载体蛋白——膜内外的物质运输 • 连接蛋白——细胞的相互作用 • 受体蛋白——信号转导 • 各类酶——相关的代谢反应
在不同细胞中膜蛋白的含量及类型有很大差异，依在膜上存在方式不 同可分为：
1.整合蛋白（integral protein） 2.外周蛋白（peripheral protein） 3.脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）
➢ 通道蛋白
是一类跨膜蛋白，它们都是通过疏水的氨基酸链进行重排，形成水性通道，允许 适宜的分子通过。通道蛋白具有选择性，所以在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通 道蛋白参与的只是被动运输， 并且是从高浓度向低浓度运输，所以不消耗能量。 运输特点： ①蛋白不与溶质分子结合，形成跨膜通道介导离子顺浓度梯度通过； ②有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态，如钾泄漏通道，允许钾离子不断外流； ③有些通道蛋白具有选择性和门控性，平时处于关闭状态，仅在特定刺激下才打开，又 称为门通道。主要有：电压门通道、配体门通道、机械门通道。
第4章 细胞膜(2)
是还需要消耗代谢能。细胞膜的这种利用代谢能来驱动物质的逆浓
度梯度方向的运输，称为主动运输。
ATP驱动泵
P型离子泵-钠钾离子泵
目前，从各方面的资料证明Na+-K+泵实质上就是Na+-K+ATP酶。是膜 中的内在蛋白。它可以逆浓度梯度把细胞内Na+泵出细胞外，同时又把 细胞外的K+泵入细胞内，建立细胞的电化学梯度。ATP酶由2个亚单位构 成， 大亚单位为跨膜的催化亚单位（分子量为120KD）；小的亚单位为 糖蛋白（分子量为55KD），功能不太明确。在催化亚单位的细胞质侧有 Na+和ATP结合部位，外侧面有K+和乌本苷（ Na+-K+泵抑制剂）的结合部 位，它可反复进行磷酸化和去磷酸化，由此逆浓度梯度将Na+排除细胞 外，将K+泵入细胞内。
另一种是大分子和颗粒物质的膜泡（跨膜）运输。
小分子和离子的穿膜运输又分为：
被动运输：简单扩散
易化扩散 通道蛋白介导或载体蛋白介导
主动运输：ATP—驱动泵：Na+--K+泵，Ca2+泵
偶联（协同）运输 ：同向转移和异向转移
被动运输：是指通过自由扩散或协易化扩散 ,实现物质
顺浓度梯度由高浓度向低浓度方向的跨膜转运 , 运动的 动力来自物质的浓度梯度,不需要由细胞提供代谢能量。
2.闸门通道（gated channel） 仅在特定刺激下才打开，而且 是瞬时（几毫秒的时间）的开放和关闭。
Na+、K+、Ca2+等是极性很强的水化离子，很难直接穿过细
细胞膜与物质的穿膜运输
第四章细胞膜及其表面一 A型题1.液态镶嵌模型最主要的特点是A. 膜中的脂质及蛋白质都能横向运动B. 膜中只有脂质能横向运动C. 膜中只有蛋白质能横向运动D. 膜的流动性和其化学组成的高度不对称性E. 连续的脂双层构成生物膜的骨架2. 组成细胞膜的脂质主要是A. 磷脂B. 脑磷脂C. 脂肪D. 糖脂E. 胆固醇3. 细胞膜的主要化学成分是A. 蛋白质和核酸B. 蛋白质和脂类C. 蛋白质和脂肪D. 蛋白质和糖类E. 脂类和核酸4. 细胞膜的脂质双分子层是A. 细胞内容物和细胞环境间的屏障B. 细胞接受外界和其他细胞影响的门户C. 离子进出细胞的通道D. 受体的主要成分E. 抗原物质5. 下面关于细胞膜结构和功能的叙述，哪项是错误的?A. 细胞膜的厚度约为8nm左右B. 细胞膜是具有特殊结构和功能的半透膜C.•细胞膜是细胞接受外界或其他细胞影响的门户D. 细胞膜的结构是以膜脂双分子层为基架,镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质E.•水溶性物质一般能自由通过细胞膜,而脂溶性物质则不能6. 肠上皮细胞由肠腔吸收葡萄糖，是属于A. 单纯扩散B. 易化扩散C. 主动运输D. 入胞作用E. 吞噬7. 受体介导式入胞过程不包括A. 某种配体为细胞膜上的相应受体所“辨认”形成配体-受体复合物B. 配体-受体复合物向有被小凹集中C. 其他种类的配体-受体复合物相继在同一有被小凹集中D. 吞食泡的形成E. 吞食泡融入胞内体，实现受体与膜的再循环8. 在一般生理情况下，每分解一分子ATP，钠泵转运可使A. 2个Na＋移出膜外B. 2个K＋移入膜内C. 2个Na＋移出膜外，同时有2个K＋移入膜内D. 3个Na＋移出膜外，同时有2个K＋移入膜内E. 2个Na＋移出膜外，同时有3个K＋移入膜内9. 细胞膜内外正常的Na＋和K＋浓度差的形成和维持是由于A. 膜在安静时对K＋通透性大B. 膜在兴奋时对Na＋通透性增加C. Na＋、K＋易化扩散的结果D. 膜上钠钾泵的作用E. 膜上ATP的作用10. 生物膜是指A. 单位膜B. 蛋白质和脂质二维排列构成的液晶态膜C. 包围在细胞外面的一层薄膜D. 细胞内各种膜的总称E. 细胞膜及内膜系统的总称11. 内膜系统的主要作用是A. 区域化B. 合成酶C. 合成脂类D. 运输E. 提供能量12. 细胞膜中内在蛋白与脂类的结合主要通过A. 共价键B. 离子键C. 氢键D. 疏水键E. 非共价键13. 细胞膜中的糖与脂或蛋白质的结合是通过A. 共价键B. 离子键C. 氢键D. 疏水健E. 非共价键14. 细胞膜上的三类主要脂质是A. 脂肪、磷脂和胆固醇B. 脂肪、磷脂和糖脂C. 脂肪、胆固醇和糖脂 •D. 磷脂、胆固醇和糖脂E. 以上都不是15. 关于磷脂,不正确的描述是A. 膜脂以磷脂为主B. 膜上的磷脂主要是磷酸甘油脂C. 不同类的磷脂性质不同D. 磷脂为两性分子, 每一个分子都由疏水的极性头和亲水的脂肪酸链所组成E. 磷脂分子的不同结构与膜的流动性有关16. 关于细胞膜上糖类的不正确的叙述是A. 质膜中糖类的含量约占质膜重量的2％～10％B. 主要以糖蛋白和糖脂的形式存在C. 糖蛋白和糖脂上的低聚糖侧链从生物膜的胞质面伸出D. 糖蛋白中的糖类部分对蛋白质及膜的性质影响很大E. 与细胞免疫、细胞识别及细胞癌变有密切关系17. 单位膜模型的基本要点不包括A. 连续的脂质双分子层组成生物膜的主体B. 磷脂的非极性端向膜内侧,•极性端向膜外侧C. 蛋白质以单层肽链的厚度覆盖在脂双层的两侧D. 膜两侧的蛋白质不对称E. 外周蛋白质以β折叠的形式通过静电作用与磷脂极性端结合18. 关于膜蛋白不正确的描述是A. 膜蛋白可分为周围蛋白和镶嵌蛋白B. 周围蛋白与膜脂的极性头结合而不伸入脂双层C. 镶嵌蛋白有的插入脂双层,有的贯穿整个脂双层D. 膜蛋白都是水溶性的E. 膜蛋白分布的不对称是绝对的19. 一般来说,生物膜两层脂质分子的流动性是基本一致的。
第4章细胞膜与物质的跨膜运输
2. 影响膜流动的因素
脂肪酸链的饱和度和长度：脂肪酸链所含双键越 多越不饱和，使膜流动性增加。长链脂肪酸相变 温度高，膜流动性降低。
胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。 卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因
为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。 其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸
碱度、离子强度等。
功能: 从结构及组分分析, 脂筏在膜内形成有效的平 台, 它有两个特点: 一是蛋白质聚集在脂筏内,便 于相互作用; 二是脂筏提供的环境有利于蛋白质 的构象变化.脂筏与膜的信号转导、蛋白质转运均 有密切的关系。
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（五）细胞膜的主要功能
1. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； 2. 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢
用。细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表
面。
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一、细胞膜的不对称性
质膜的内外两层的组分和功能有明显 的差异，称为膜的不对称性。 膜脂、膜蛋 白和复合糖在膜上均呈不对称分布，导致 膜功能的不对称性和方向性，即膜内外两 层的流动性不同，使物质传递有一定方向， 信号的接受和传递也有一定方向等。
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（二）单位模型(unit membrane model)
J. D. Robertson 1959年用超 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，厚约7.5nm。这就是所谓 的“单位膜”模型。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。 单位膜模型的不足之处在于把 膜的动态结构描写成静止的不 变的。
膜脂的不对称性还表现在膜表面具有胆固醇 和鞘磷脂等形成的微结构域-脂筏。
第四章 细胞膜与物质的穿膜运输练习题及答案
第四章细胞膜与物质的穿膜运输一、名词解释1.脂质体( liposome)2.囊泡运输( vesicular transport)3.流动镶嵌模型( fluid mosaic model)4.脂筏(lipid rafts)5.主动运输 (active transport)6.易化扩散( facilitated diffusion)7.协同运输( cotransport)8.受体介导的胞吞作用( receptor-mediated endocytosis)9.简单扩散( simple diffusion)10.被动运输(passive transport)11.单位膜( unit membrane)12.连续性分泌( continuous secretion)13.受调分泌( regulated secretion)二、单项选择题1.生物膜的主要化学成分是A.蛋白质与核酸B.蛋白质与脂类C.蛋白质与糖类D.糖脂E.糖蛋白2.乙酰胆碱的出胞方式是A.受调分泌B.固有分泌C.被动运输D.易化扩散E.离子通道扩散3.蛋白聚糖的出胞方式是A.固有分泌B.受调分泌C.协同运输D.易化扩散E.离子通道扩散4.膜脂分子最主要的运动方式是A.侧向扩散B.翻转运动C.旋转运动D.弯曲运动E.伸缩振荡运动5.细胞吞噬过程中参与伪足形成与伸出的蛋白质主要是A.网格蛋白B.微管蛋白C.肌球蛋白D.中间纤维E.肌动蛋白6.胞吞过程中,提供牵动质膜内陷的包被蛋白是A.COPI蛋白B.肌动蛋白C.OPI蛋白D.网格蛋白E.肌球蛋白7.在生理条件下,胆固醇对膜脂流动性的影响在于A.增加膜的流动性B.增加膜的稳定性C.增加膜的无序性D.增加膜的通透性E.增加膜的选择性8.葡萄糖穿红细胞膜的运输过程中载体蛋白发生A.在脂双层中来回移动B.可逆的构象改变C.形成通道D.在脂双层中翻转E.在脂双层中扩散9.不能自由扩散进出脂双层的物质是A.尿素B.乙醇C. O2D. CO2E.Na+10.构成动物细胞细胞外被的是细胞膜表面的A.细胞壁B.糖蛋白C.离子D.糖蛋白与糖脂外伸的糖链E.水11.细胞膜的流动镶嵌模型认为A.两层蛋白质分子中间夹着一层类脂B.脂双分子层两侧附着蛋白质C.脂双分子层中间夹着一层蛋白质D.脂分子与蛋白质间隔排列E.脂双分子层镶嵌着蛋白质12.物质不需要膜蛋白帮助,不消耗能量,顺浓度梯度通过膜的自由扩散称为共A.简单扩散B.易化扩散C.主动运输D.胞吞作用E.胞吐作用13.以简单扩散方式快速通过细胞膜的物质有A. NaB. CO2C.氨基酸D.葡萄糖E.甘油14.由载体蛋白参与而不消耗代谢能,顺浓度梯度进行的穿膜运输方式是A.简单扩散B.主动运输C.易化扩散D.胞吞作用E.胞吐作用15.易化扩散与主动运输的共同点是A.顺浓度梯度转运B.逆浓度梯度转运C.需要消耗能量D.不需要消耗能量E.需要有载体蛋16.与生物膜流动性呈正相关的是A.鞘磷脂B.膜蛋白C.胆固醇D.卵磷脂E.糖蛋白17.膜功能的特异性主要取决于A.膜脂的种类B.膜脂的含量C.膜蛋白的种类和数量D.膜糖的种类E.膜糖的含量18.细胞中的膜糖分布于A.细胞核膜表面B.膜的非胞质面C.内质网表面D.高尔基复合体表面E.线粒体表面19.电子显微镜下单位膜的结构是A.二层深色带,中间夹一层浅色带B.一层深色带和一层浅色带C.二层浅色带,中间夹一层深色带D.一层深色带E.二层浅色带和二层深色带20.单位膜的总厚度约为A. 5nmB.6nmC. 7.5nmD. 8nmE. 9nm21.载体蛋白顺浓度梯度转运Na入胞的同时,将葡萄糖逆浓度梯度一起带入胞内,此种穿膜运输方式为A.被动运输B.单运输C.同向协同运输D.胞吞作用E.对向协同运输22.葡萄糖经载体蛋白的介导,进入大多数动物细胞内的方式是A.简单扩散B.易化扩散C.离子泵D.协同运输E.通道运输23.细胞膜中的脂锚定蛋白与膜脂类相结合的化学键是A.氢键B.肽键C.共价键D.疏水键E.磷酸二酯键24.细胞膜上的钠钾泵可间接驱动A.简单扩散B.易化扩散C.胞吐作用D.共运输E.胞吞作用25.低密度脂蛋白(LDL)进入细胞的方式是A.协同运输B.易化扩散C.主动运输D.吞噬作用E.受体介导的胞吞作用26.小肠和肾小管上皮细胞膜吸取葡萄糖的转运方式是A.共运输B.对向运输C.被动运输D.易化扩散E.简单扩散27.维持细胞内Na浓度低于细胞外Na浓度10-20倍的是A.Na+-H+交换器B.Na-K+泵C.Na+-Ca2+交换载体D.电压门控Na通道E.Na驱动的葡萄糖转运体28.人体内O2、CO2、N2、水和甘油等进出细胞膜的穿膜运输方式是A.简单扩散B.易化扩散C.主动运输D.胞吞作用E.胞吐作用29.氨基酸通过小肠黏膜上皮细胞游离面进入细胞的方式通常为A.简单扩散B.离子通道扩散C.易化扩散D.协同运输E.胞吞作用30.在细胞膜的物质转运中,Na穿膜运输的方式有A.简单扩散和易化扩散B.简单扩散和主动运输C.易化扩散和主动运输D.易化扩散和离子通道扩散E.离子通道扩散和主动运输31.影响细胞膜流动性的主要因素不包括A.膜蛋白B.胆固醇C.卵磷脂D.脂肪酸的饱和程度E.离子强度32.膜脂分子分布的不对称性是指A.脂分子在膜上亲水头部与疏水尾部不对称B.在两层膜脂中脂分子的种类和数量不同C.在两层膜脂中膜蛋白不同D.细胞膜外表面是亲水的,内表面是疏水的E.脂双层中糖蛋白只分布在胞外层33.膜脂分子最不易发生的运动方式是A.旋转运动B.侧向扩散C.翻转运动D.弯曲运动E.伸缩振荡运动34.Na+-K*泵水解1分子ATP可转运A.3个Na+、2个K+B.3个K+、2个Na+C.2个Na+、2个K+D.3个Na+、3个K+E.3个Na+、1个K+35.处于持续开放状态的膜通道蛋白是A.乙酰胆碱受体B.K+通道C.Ca2+通道D.应力激活阳离子通道E.水通道36.细胞吞入固体颗粒物质的过程为A.胞吞作用B.吞噬作用C.吞饮作用D.受体介导的内吞作用E.胞吐作用37.有被小窝的作用是A.聚集特定受B.吞入大分子物质C.防止大分子泄漏D.使细胞膜牢固E.吸引胞外物质38.下列过程中,不属于小分子和离子穿膜运输的是A.胞吞作用B.简单扩散C.易化扩散D.主动运输E.离子通道扩散39.细胞膜中膜外在蛋白与脂类的结合主要通过A.共价键B.磷酸二酯键C.糖苷键D.肽键E.非共价键40.主动运输与胞吞作用的共同点是A.转运大分子物质B.逆浓度梯度运输C.需载体的帮助D.有细胞膜形态和结构的改变E.需消耗代谢能41.关于细胞膜上糖类的错误描述是A.膜脂中糖的含量约占膜脂重量的2%~10%B.主要以糖蛋白和糖脂的形式存在C.糖蛋白和糖脂上的低聚糖侧链从生物膜的胞质面伸出D.糖蛋白中的糖链对蛋白质在膜中的分布影响很大E.与细胞免疫、细胞识别及细胞癌变有密切关系42.膜蛋白不具有的功能是A.转运分子进出细胞B.接受环境信号并传递到胞内C.连接相邻细胞或细胞外基质成分D.结合于膜上的酶可催化细胞的某些化学反应E.使膜发生相变和相分离43.关于细胞膜的错误叙述是A.高度选择性的半通透性膜B.动态的流体结构C.膜载体蛋白只参与主动运输D.接受化学信号的感受器E.膜中的胆固醇是两亲性分子44.受体介导的胞吞作用不具有的特点是A.在细胞膜的特定区域进行B.形成有被小窝和有被小泡C.吸入大量的细胞外液D.其物质转运速度很快E.吸取特定大分子的有效途径45.通过连续性分泌途径排出细胞的物质是A.胶原蛋白B.肾上腺素C.消化酶D.神经递质E.多糖46.下列不属于甘油磷脂的是A.卵磷脂B.鞘磷脂C.磷脂酰肌醇D.脑磷脂E.磷脂酰丝氨酸47.目前被普遍接受的细胞膜分子结构模型是A.单位膜模型B.流动镶嵌模型C.片层结构模型D.脂筏模型E.捕鱼笼模型48.下列关于Ca2+泵的错误叙述是A.可维持细胞内外的Ca2+浓度梯度B.是ATP酶C.通过对向运输方式转运Ca2+D.分布于质膜、内质网膜上E.每次能逆浓度梯度转运2个Ca2+进入肌浆网49.下列属于非离子型去污剂的是A.十二烷基磺酸钠B.十六烷基三甲基C. Triton X-100D.硬脂酸E.甘油三酯50.与家族性高胆固醇血症A.LDL受体不能与LDL结合B.LDL受体的基因突变C.LDL进入细胞后不能被降解D.LDL受体缺乏E.LDL受体结构异常51.下列关于水通道的错误叙述是A.AQP1是红细胞膜上的主要水通道B.经典的选择性水通道只能通透水分子C.水-甘油通道对水分子、甘油、尿素具有通透性D.属于内在膜蛋白E.属于配体门控通道52.下列不属于两亲性分子的是A.卵磷脂B.胆固醇C. SDSD.糖脂E.甘油三酯53.下列关于脂锚定蛋白的正确叙述是A.可位于细胞膜的外侧B.以共价键与脂双层内的脂分子结合C.可位于细胞膜的胞质侧D.可通过与磷脂酰肌醇分子相连的寡糖链共价键结合而锚定到质膜上E.以上都正确54.测定膜蛋白的侧向扩散可使用的技术是A.冰冻蚀刻技术B.荧光漂白恢复技术C.细胞周期同步化D.冷冻电镜技术E. Western印迹分析55.下列不属于内在膜蛋白的是A.孔蛋白B.钙泵C.水通道D.Sre激酶E.钙黏着蛋白多项选择题1.关于细胞膜上的钠钾泵,下列叙述正确的是A.具有ATP酶的活性B.由大小两种亚基组成C.钠离子的结合位点位于胞膜外侧D.乌本苷为其抑制剂E.介导逆浓度梯度运输2.外在膜蛋白的主要特点有A.可与内在膜蛋白相互作用,间接与膜结合B.均分布在膜的外表面C.在膜蛋白中含量少,占20%-30%D.可通过离子键、氢键与膜脂分子的极性头部相结合E.改变溶液离子浓度即可从膜上分离出来3.穿膜蛋白的主要特点有A.在膜蛋白中含量多,占70%~80%B.穿膜蛋白是双亲性分子C.嵌入脂双层分子中D.多以α螺旋方式穿越脂双层E.与膜结合紧密4.膜糖类分布在A.脂类双层分子层中B.细胞膜非胞质侧C.细胞膜胞质侧D.内膜系统中糖残基面向膜腔内E.内膜系统中糖残基面向膜外表面5.在人的红细胞膜中,下列脂类主要分布于脂双层外层的是A.鞘磷脂B.磷脂酰胆碱C.磷脂酰丝氨酸D.磷脂酰乙醇胺E.胆固醇6.穿膜转运方式中的简单扩散和易化扩散的共同点是A.从高浓度向低浓度方向转运B.从低浓度向高浓度方向转运C.需要消耗能量D.不需消耗能量E.需要膜转运蛋白7.影响膜脂流动性的因素有A.环境温度B. phC.膜蛋白的含量D.胆固醇含量E.细胞体积8.在调节细胞内pH方面,起作用的跨膜载体蛋白是A.Na-K泵B.Ca2+泵C.Na2-H交换器D.Cl-HCO3交换器E.离子闸门通道9.Na+-K+泵的生理作用是A.产生和维持膜电位B.维持细胞内外特殊的钠钾离子环境C.调节渗透压保持细胞容积恒定D.为细胞主动运输葡萄糖等物质提供条件E.调节细胞的pH10.在人的红细胞膜中,主要分布于脂双层胞质面的脂类分子是A.磷脂酰肌醇B.磷脂酰胆碱C.磷脂酰丝氨酸D.磷脂酰乙醇胺E.鞘磷脂11.下列可以降低细胞膜流动性的是A.脂肪酸链的长度增加B.脂肪酸链的不饱和程度增加C.卵磷脂与鞘磷脂比例增加D.相变温度以上胆固醇含量增加E.相变温度以下胆固醇含量增加12.载体蛋白介导的穿膜运输的特点是A.均介导顺浓度梯度运输溶质B.通过构象改变介导物质运输C.扩散速率随溶质浓度的升高可无限增大D.有选择性地转运特异性分子E.对被转运物质不进行共价修饰13.通道蛋白介导的跨膜运输的特点是A.逆电化学梯度转运物质B.对被转运物质有高度选择性C.转运速度快D.通道蛋白形成贯穿膜脂双层的亲水孔道E.多数通道不持续开放14.关于细胞膜对离子和小分子物质的穿膜运输,下列说法正确的有A.钠泵对Na+和K的转运属于被动运输B.O2和CO2的穿膜运输方式为简单扩散C.小肠对葡萄糖和氨基酸的吸收属于协同运输D.钙通道可逆电化学梯度特异性的转运NaE.多数离子通道不持续开放15.细胞外被的功能包括A.细胞的迁移和黏附作用B.作为保护层C.细胞周围的水盐平衡D.与细胞通讯有关E.参与细胞识别参考答案名词解释1.脂质体( liposome):是根据磷脂分子可以在水相中自我装配成稳定的脂双层膜的球形结构的趋势而制备的人工球形脂质小囊。
医学细胞生物学：第四章 细胞膜与物质的穿膜运输、信号转导
神经 酰胺
半乳鞘磷脂
糖
苷
脂
糖
(GCalH) 3 CH3 糖N CH3
(GCalH) 2 糖CH2 (GaOl)
O 糖P O (GOal)
含量：约占脂总量 的5％以下
定位：膜的非胞质面 功能：作为某些分子
神经 酰胺
鞘糖 磷脂脂分
子
的受体，参与 细胞识别及信 号转导。
半乳糖脑苷脂
神经节 苷脂
•糖脂的分布为绝对不对称——在非胞质面
SM：鞘磷脂 PC：磷脂酰胆碱 PS：磷脂酰丝氨酸 PE：磷脂酰乙醇胺 PI：磷脂酰肌醇 CI：二磷脂酰甘油
2.膜蛋白分布的不对称性
• 穿膜蛋白跨越脂双层有一 定的方向性，亲水端长度、 氨基酸种类、顺序不同。
• 蛋白的数量在膜内外两侧 不同
细胞膜内层蛋白数量多于外层
生物膜的不对称性
3. 膜糖类分布的不对称——非胞质面
4.细胞膜内侧面分布有微管、微丝
不对称性的生物学意义： 决定了膜内外表面功能的不对称性。
（二）细胞膜的流动性（fluidity): 生物膜的特性
1.膜脂双分子层是一种二维流体
相变：生物膜在生理常温下多呈液晶态，当温 度下降至某一点时，液晶态转变为晶态，若温 度上升，则晶态又可溶解为液晶态。这种状态 的相互转变称相变。
➢ 膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型
➢ 膜脂是双亲性分子：具有极性头（亲水头） 和非极性的尾部（疏水尾）
生物膜的化学组成
1. 磷脂——构成膜脂的基本成分
➢磷脂约占整个膜脂的50％以上。
➢ 磷脂
磷脂酰胆碱（卵磷脂PC） 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂PE） 甘油磷脂 磷脂酰丝氨酸(PS)
磷脂酰肌醇(PI)
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• 34
膜脂在水溶液中的存在形式： 球状分子团 双分子层，自动闭合形成脂质体
cell Biology
• 35
cell Biology
脂质体：当两性分子如磷脂和鞘脂分散于水相时，分子 的疏水尾部倾向于聚集在一起，避开水相，而亲水头部 暴露在水相，形成具有双分子层结构的的封闭囊泡，称 为脂质体。
• 48
cell Biology
（三）膜糖类覆盖细胞膜表面
含量：约占细胞膜重量的2%-10%
存在形式：
糖脂=膜脂+糖链
膜糖类
糖蛋白=膜蛋白+糖链
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复习回顾 1、细胞膜的化学组成。 2、两亲性分子。
磷脂 膜脂 胆固醇 糖脂 内在膜蛋白 细胞膜 膜蛋白 外在膜蛋白 脂锚定蛋白 膜糖类 糖脂
• 2
二、原核细胞
特点：
cell Biology
（1）结构简单
DNA为裸露的环状分子，无核膜，形成拟核
细胞质中无膜性细胞器，含有核糖体
（2）体积小：直径约为1到数个微米 主要代表：支原体、细菌、蓝藻等
3
支原体
支原体是最小的原核生物。
cell Biology
•4
真核细胞的结构特点： ——生物膜系统；
cell Biology
晶格镶嵌模型
板块镶嵌模型
• 74
cell Biology
五、脂筏模型
1988年，由Simon提出
脂双层不是一个完全均匀的二位流体，内
部存在富含胆固醇和鞘磷脂以及特定膜蛋
白的微区，称为脂筏。
特点：脂筏区域比膜的其他部分厚，更有 秩序且流行性小。其周围是流动性较高的 液态区。
①温度在相变温度以上 时，起到稳定质膜的 作用； ②温度在相变温度以下 时，能有效防止低温 时膜流动性的突然降 低。
• 64
cell Biology
4、卵磷脂与鞘磷脂的比值
卵磷脂的脂肪链不饱和程度高，相变温度低；
鞘磷脂的脂肪链的饱和程度高，相变温度高。
卵磷脂与鞘磷脂的比值越大，膜的流动性越高；
卵磷脂与鞘磷脂的比值越小，膜的流动性越低。
5、膜蛋白的影响
膜上嵌入的蛋白越多，膜脂的流动性就越小。
• 65
复习回顾 1、细胞膜的化学组成。 2、两亲性分子。
磷脂 膜脂 胆固醇 糖脂 内在膜蛋白 细胞膜 膜蛋白 外在膜蛋白 脂锚定蛋白 膜糖类 糖脂
糖蛋白
• 66
3、细胞膜的生物学特性。
4、膜脂的运动方式。
5、影响膜脂流动性的因素。
不对称性
·跨膜域一般为疏水性氨基酸 ·亲水的极性部分位于膜的内外两侧
cell Biology
• 41
2、膜外在蛋白（周边蛋白、外周蛋白）
cell Biology
· 占膜蛋白总量的20%～30%
· 位于脂双层的内、外表面，通过非共价键
间接与膜结合，又称外周蛋白
红细胞的血影蛋白和 锚蛋白为外周蛋白。
• 42
• 43
细胞内除质膜外其它所有的膜结构，构成内
膜系统。
• 16
cell Biology
生物膜：细胞质膜和细胞内膜系统称为生物
膜。
单位膜（unit membrane）：电镜下，生物 膜呈现的“暗-明-暗”的三层结构，叫单位 膜 ，是一切生物膜所具有的共同特性。
• 17
cell Biology
单位膜
学活性。
• 13
cell Biology
• 14
cell Biology
第二篇 细胞的结构与功能 第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
• 15
cell Biology
细胞膜（cell membrane）：是包围在细胞 质表面的一层界膜，又称质膜。 内膜系统（endomembrane system）：真核
cell Biology
· 外周蛋白为水溶性蛋白
· 外周蛋白与膜结合较弱，较易从膜上分离
• 44
cell Biology
3、脂锚定蛋白（脂连接蛋白）
位于膜的两侧，通过共价键与脂双层结合
结合方式：
①胞质侧蛋白→与脂双层中的碳氢链结合
②非胞质侧蛋白→与磷脂酰肌醇连接的寡糖链结合
• 45
cell Biology
• 46
细胞膜蛋白的分离
cell Biology
外在膜蛋白为水溶性蛋白，一般用一些温 和的方法，如改变溶液的离子强度或pH，即可 将它们从膜上分离下来，不需要破坏膜的基本 结构。 脂锚定蛋白通过共价键与脂质双层连接， 内在膜蛋白是双亲性分子，常用去垢剂分离。
• 47
cell Biology
十二烷基磺酸钠（SDS）为常用的离子型 去垢剂，能引起蛋白质变性，得到的蛋白没有 活性。 Triton X-100是非离子型去垢剂，对蛋白 质的作用比较温和。
• 54
膜蛋白的不对称性
cell Biology
• 55
3、膜糖类的不对称性
• 膜糖类的分布是绝对不对称的；
cell Biology
• 糖脂、糖蛋白的寡糖链只分布于质膜外表面；
• 内膜系统中，寡糖链分布于膜腔的内侧面。
• 56
cell Biology
（二）膜的流动性—膜功能活动的保证
膜的流动性主要是指：膜脂的流动性
又具有疏水性基团的分子，被称为两亲性
分子。
• 25
cell Biology
磷脂酰乙醇胺
• 26
磷脂酰胆碱
cell Biology
• 27iology
• 29
cell Biology
2、胆固醇
• 30
cell Biology
胆固醇在脂双层中的位置
• 10
cell Biology
肽键
氨基端 （N端）
羧基端 （C端）
• 11
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蛋白质的结构
一级结构：多肽链中氨基酸的排列顺序
二级结构：靠主链氨基酸残基之间氢键形成， 有α-螺旋和β-片层两种形式。
• 12
cell Biology
三级结构：由不同侧链间通过氢键、离子键 和疏水键的相互作用形成，具有 生物学活性。 四级结构：由多个亚单位（三级结构）通过 氢键等非共价键组成，具有生物
细胞膜生物学特性 流动性
•• 67 67
膜蛋白的运动性
cell Biology
膜蛋白的运动方式是侧向扩散和旋转运动。
• 68
三、细胞膜的分子结构模型
主要的膜结构模型：
cell Biology
1935年，片层结构模型
1959年，单位膜模型 1972年，流动镶嵌模型 1975年，晶格镶嵌模型 1977年，板块镶嵌模型 1997年，脂筏模型
• 36
脂双层具有作为生物膜理想结构的特点： 构成分隔两个水溶性环境的屏障，具有选 择通透性； 脂双层具有连续性，受损时可自我修复； 脂双层柔韧可变性，可完成细胞运动、分 裂、分泌等生理功能。
• 37
cell Biology
（二）膜蛋白 ——执行细胞膜的多种重要功能
• 38
cell Biology
• 6
cell Biology
核苷酸是核酸的基本组成单位。
•7
核苷酸的分子结构：
cell Biology
酯键
糖 苷 键
核 苷
单核苷酸
•8
核酸的分子结构：
5´
cell Biology
3´
•9
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功能
mRNA
rRNA tRNA
作为蛋白质合成的模板
参与形成核糖体，核糖体 是蛋白质合成的机器 转运特定氨基酸，参与蛋 白质合成
• 18
第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性
• 19
cell Biology
第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性
一、细胞膜的化学组成 脂类——膜脂
细胞膜 蛋白质——膜蛋白
糖类——膜糖类
• 20
cell Biology
（一）膜脂构成细胞膜的结构骨架 细胞膜上的脂类称为膜脂，他是细胞的 基本结构成分，形成细胞膜的基本骨架。
根据膜蛋白和脂双层结合的方式不同， 膜蛋白可分为三种基本类型：
1、膜内在蛋白（整合膜蛋白）
2、膜外在蛋白（外周蛋白）
3、脂锚定蛋白
• 39
cell Biology
1、膜内在蛋白（整合膜蛋白、穿膜蛋白）
• 占膜蛋白总量的70%～80%
• 多以α-螺旋构象穿越脂双层 • 与脂双层结合紧密
• 40
内在膜蛋白是双亲性分子
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胆固醇的特点：
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• 32
cell Biology
3、糖脂 定位：位于膜的非胞质面； 组成：脂类和寡糖； 结构：双亲性分子，极性基团为糖残基部
分，疏水部分为脂肪酸链或长烃链；
功能：作为某些分子的受体，与细胞识别
及信号转导相关。
• 33
cell Biology
显厚约3.5nm，膜的总厚度约为7.5nm。
三、流动镶嵌模型 1972年，由Singer和Nilson提出
cell Biology
脂双层构成膜的连贯主体，它具有晶体分
子排列的有序性，又具有液体的流动性。
膜中蛋白质以不同形式与脂双层结合。
流动镶嵌模型的优缺点：
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优点：强调了膜的流动性和不对称性，较好 的解释了生物膜的功能特点，是目前被普遍 接受的膜结构模型。 缺点：不能说明具有流动性的质膜在变化过 程中怎样保持膜的相对完整性和稳定性，忽 视了膜的各部分流动性的不均匀性等。
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