优选细胞质膜与跨膜运输A
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第三章细胞质膜与跨膜运输选择题1、膜胆固醇的组成与质膜的性质、功能有着密切的关系（D ）。
A、胆固醇可以防止膜磷脂氧化B、正常细胞恶变过程中，胆固醇/磷脂增加C、胆固醇/磷脂下降，细胞电泳迁移率变低D、在质膜相变温度以下，增加胆固醇，可以提高膜的流动性2、下列各组分中，可以通过自由扩散通过细胞质膜的一组物质是（B ）。
A、H2O、CO2、Na+B、甘油、O2、苯C、葡萄糖、N2、CO2D、蔗糖、苯、Cl-3、在培养的小鼠细胞中加少许胰岛素，可促进细胞分裂，这是因为（B ）。
A、胰岛素进入细胞所致B、胰岛素作用于膜受体，使胞内cAMP降低，cGMP升高C、胰岛素作用于膜受体，使cAMP升高，cGMP降低D、以上都不是4、质膜上特征性的酶是（D ）。
A、琥珀酸脱氢酶B、磷酸酶C、苹果酸合成酶D、Na+- K+ ATPase5、心肌梗塞的病因是一种遗传因素引起的膜受体障碍，影响了（C ）的运输。
A、高密度脂蛋白（HDL）B、极高密度脂蛋白C、低密度脂蛋白（LDL）D、极密度脂蛋白6、如果将淡水植物放入海水中，它的细胞会（A ）。
A、发生质壁分离B、裂解C、在巨大的压力下膨胀D、以上都有可能7、下列蛋白质中，单次跨膜的是（C ）。
A、带3蛋白B、血影蛋白C、血型糖蛋白D、细菌视紫红质8、下列物质中，靠主动运输进入细胞的物质是（C ）。
A、H2OB、甘油C、K+D、O29、影响膜脂流动性的重要因素是磷脂分子脂肪酸链的不饱和程度。
不饱和性越高，流动性越（），其原因是（）。
（B ）A、小，双建多、曲折小B、大，双建多、曲哲大C、小，分子排列疏松D、大，分子排列紧密10、关于V型质子泵的特性，下面哪一项是正确的（B ）。
A、存在于线粒体和内膜系统的膜上B、工作时，没有磷酸化和去磷酸化的过程C、运输时，是由高浓度向低浓度进行D、存在于线粒体膜和叶绿体的类囊体膜上11、胞吞作用和胞吐作用是质膜进行的一种（C ）方式A、协助扩散B、被动运输C、主动运输D、简单扩散12、胆固醇分子的哪两个结构特征决定其亲水、疏水两性（A ）。
细胞生物学 第五章 物质的跨膜运输
离子通道的三种类型
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电压门控离子通道：铰链细胞失水 原理：含羞草的叶柄基部和复叶基部,都有一个膨大部分,叫作 叶枕。叶枕细胞 （铰链细胞）受刺激时，其膜钙离子门控通 道打开，钙内流，产生AP，致使铰链细胞的液泡快速失水而 失去膨压，从而叶枕就变得瘫软,小羽片失去叶枕的支持,依次 地合拢起来。
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应力激活的离子通道：2X1013N，0.04nm
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❖ 2、通道蛋白 ❖ 离子通道的特征： ❖ （1）具有极高的转运速率 ❖ 比载体转运速率高1000倍以上；带电离子
的跨膜转运动力来自跨膜电化学梯度。 ❖ （2）离子通道没有饱和值 ❖ 离子浓度增大，通过率也随之增大。 ❖ （3）离子通道是门控的，并非连续开放 ❖ 离子通道的开与闭编辑p受pt 控于适当的细胞信号。
❖ Couple uphill transport to the hydrolysis of ATP.
❖ Mainly in bacteria, couple uphill transport to an input of
energy from light.
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第二节 离子泵和协同转运 ❖ ATP 驱动泵分类：
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水分子 通过水孔蛋白
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第一节 膜转动蛋白与物质的跨膜运输
❖ 二、物质的跨膜运输 ❖ (一)被动运输 ❖ 2、协助扩散 ❖ 各种极性分子和无机离子，以及细
胞代谢产物等顺其浓度梯度或电化学 梯度跨膜转运，无需细胞提供能量， 但需膜转运蛋白“协助”。
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葡萄糖载体蛋白家族
❖ 人类基因组编码12种与糖转运相关的载体 蛋白GLUT1～GLUT12，构成GLUT。
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。
细胞膜与物质跨膜运输
2、胆固醇
双性分子。只存在于真核细胞 膜上，含量一般不超过膜脂的 1/3，植物细胞膜中含量较少。 功能是提高脂双层的力学稳定 性，调节脂双层流动性，降低 水溶性物质的通透性。
非极性尾部 固醇环结构 极性头部
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。
2、糖脂
糖脂也是两性分子，结构与磷
小鼠细胞
膜蛋白 (抗原）
人细胞
异核细胞 小鼠膜蛋白抗体 + 荧光素
小鼠膜蛋白抗体 +小 鼠膜蛋白（抗原）
人膜蛋白抗体 + 罗丹明
人膜蛋白抗体+人膜 蛋白（抗原） 孵育（37℃，40分钟）
光致漂白荧光恢复法（FRAP）
Fluorescence recovery after photobleaching
0.23 0.7 1.5 1.5-4 3.2
一、细胞膜的化学组成
红细胞血影(细胞膜最佳研究材料)
成熟的红细胞没有细胞器； 质膜是红细胞唯一的膜结构； 红细胞质膜易于提纯和分离。
是将分离的红细胞放入低渗溶液 中，水渗入到红细胞内部，红细 胞膨胀、破裂，从而释放出血红 蛋白，当红细胞的内容物渗漏之 后、质膜可以重新封闭起来称为 红细胞血影。
质网膜、高尔基复合体膜、溶酶 体膜、核膜等，称为细胞内膜。 除线粒体膜以外的内膜结构共同 构成真核细胞的内膜系统。
生物膜
生物膜(biomembrane)
细胞膜和细胞内膜的总称。
生物膜
细胞膜 细胞内膜: ……
细胞膜 细胞质
任何生物膜在电镜下都呈现“暗—明—暗”
三层结构，故将这三层结构称为单位膜。
生物膜
1.脂双层为液晶态二维流体 生理条件下，膜脂分子既有固体分子排列 的有序性，又具有液体的流动性，是居于 晶态和液态之间的液晶态。 温度的改变使膜可以在液晶态和晶态之间 转换，这种膜脂状态的改变称为相变。发 生相变的临界温度称为膜的相变温度。 液晶态的膜处于流动状态，与运动状态的 膜蛋白协同完成膜的各项功能活动。
细胞生物学之物质的跨膜运输与信号转导学习资料
受体
网格蛋白再循环
接合素蛋白
网格蛋白 有被小泡
GDP结合蛋白 dynamin
衣被蛋白循环
无被小泡
网格蛋白有被小窝
运输小泡
次级溶酶体消化
（分选）
穿胞运输
胞内体
受体同配体结合→启动内化作用,网格蛋白组装→在网格蛋白的作用下形成网格蛋白有被小泡→进入胞质，脱去衣被蛋白、网格蛋白等；蛋白再循环→胞内体分选→溶酶体消化或穿胞运输 。
Vs
Addition
*
学习资料
（四）、主动运输（active transport）
主动运输是物质逆浓度梯度或电化学梯度运输的跨膜运输方式。
特点： ①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输； ②需要能量，与某种释放能量的过程相耦联; ③需要载体蛋白，具有选择性和特异性。
类型：
依据
主动运输
*
学习资料
三、胞吞作用与胞吐作用
主动运输能量来源的三种不同类型
ATP驱动泵 (通过水解ATP 获得能量 )
耦联转运蛋白 （协同运输中的 离子梯度动力 ）
光驱动泵 (利用光能运输物质，见于细菌 )
*
学习资料
小亚基
*
学习资料
ATP分解， 酶被磷酸化
酶构象变化，与Na+结合部位转向膜外侧
磷酸化酶对Na+的亲和力低而膜外侧释放Na+；对K+的亲和力高而结合2个K+
特化的分泌细胞产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞在受到胞外信号刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。
*
学习资料
胞吞作用和胞吐作用的动态过程 对质膜更新和维持细胞的生存与生长是必要的
第三章细胞质膜与跨膜运输考研细胞生物学辅导讲义
第三章细胞质膜与跨膜运输考研细胞⽣物学辅导讲义⼀、概述1.细胞膜的功能（1）界膜和区室化（2）调节物质的运输（3）信号的检测和转导（4）细胞间的相互作⽤（识别、粘连、连接）（5）能量转换（6）功能区室化（这⼀点教科书上⾯有提到）红细胞膜结构的研究关于膜的化学组成和早期研究脂单层脂双层真题再现：03年计算题红细胞膜经S D S-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，⾎影成分主要有：1.⾎影蛋⽩：由结构相似的α链、β链组成异⼆聚体，两个⼆聚体头与头相接连形成四聚体。
2.锚蛋⽩（a n k y r i n）：与⾎影蛋⽩和带3蛋⽩的胞质部相连，将⾎影蛋⽩⽹络连接到质膜上。
3.带三蛋⽩：阴离⼦载体，通过交换C l－，使H C O3－进⼊红细胞。
为⼆聚体，每个单体跨膜12次。
4.⾎型糖蛋⽩：单次跨膜糖蛋⽩，功能尚不明确，与M N⾎型有关，与带4.1蛋⽩相连。
5.。
⼆、质膜的化学组成1、膜脂1.1膜脂的主要类型磷脂、糖脂、胆固醇学习重点1.细胞膜的个组成成分及细胞膜的结构特点．２.重点掌握不对称性的表现、不对称性的意义和研究⽅法。
在膜的流动性⽅⾯,重点是流动性的表现形式、膜流动性的⽣理意义、膜流动性的研究⽅法、影响流动性的因素等３.物质跨膜运输的⼏种⽅式及其之间的不同本章考题：03（3个，2个⼤题16分），04（5个，1个简答，⼀个实验设计，15分），5（2个⼩题1个简答8分⽩的来源与形成综合问答题10分）06（1个病理⽅⾯1个简答5分）07（2个）08（3个）。
07，08都有⼤题涉及。
第三章细胞质膜与跨膜运输3.2膜蛋⽩的功能功能蛋⽩运输蛋⽩⽰例Na＋泵作⽤⽅式主动将Na+泵出细胞，K+泵⼊细胞连接蛋⽩整合素将细胞内肌动蛋⽩与细胞外基质蛋⽩相连受体蛋⽩⾎⼩板⽣长因⼦(PDGF)受体同细胞外的PDGF结合、在细胞质内产⽣信号，引起细胞的⽣长与分裂酶腺苷酸环化酶在细胞外信号作⽤下，导致细胞内cAMP产⽣3、膜蛋⽩３.１膜蛋⽩的种类：◆外在(外周)膜蛋⽩(e x t r i n s i c/p e r i p h e r a lm e m b r a n e p r o t e i n s)；◆内在（整合）膜蛋⽩(i n t r i n s i c/i n t e g r a lm e m b r a n e p r o t e i n s)。
第五章跨膜运输《细胞生物学》.
第五章跨膜运输细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障，它保证了细胞内环境的相对稳定，使各种生化反应能够有序运行。
但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换，才能完成特定的生理功能。
因此细胞必须具备一套物质转运体系，用来获得所需物质和排出代谢废物，据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的15~30%，细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的三分之二。
细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。
载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵；有的则不需要能量，以自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。
通道蛋白与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。
第一节被动运输一、简单扩散也叫自由扩散（free diffusing），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。
某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系数（K）及其扩散系数（D）来计算：P=KD/t，t为膜的厚度。
脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，小分子比大分子容易透过。
具有极性的水分子容易透过是因水分子小，可通过由膜脂运动而产生的间隙。
非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的（图5-1）。
事实上细胞的物质转运过程中，透过脂双层的简单扩散现象很少，绝大多数情况下，物质是通过载体或者通道来转运的。
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。
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道; ◆要在脾脏内经受少氧、低pH值的不利条
件; ◆又要经过心脏内瓣膜涡流冲击，但始终
保持结构的完整。
8
红细胞膜的主要蛋白 红细胞膜(含膜骨架部分)大约有15种
主要的蛋白带: 其中有三种主要的蛋白: 血影蛋白
(Spectrin)、血型糖蛋白(Glycophorin)、 带3蛋白(Band 3 protein)。
9
红 细 胞 膜 蛋 白
？
10
红细胞膜骨架11◆BandFra bibliotek3 Protein
■带3蛋白约为红细胞膜蛋白的25%; ■阴离子跨膜运输的通道
H20 + CO2 → H2CO3 → HCO-3 + H+ ■Band 3 protein is present as a dimer
composed of two identical subunits; ■ 多次跨膜 ; ■6-8%的糖基
25
膜脂的功能 p81
脂质体(Liposome) p82
26
3.2.2 膜蛋白p85
膜蛋白的种类
◆整合蛋白(Integral Proteins)
27
◆外周蛋白(peripheral proteins)
28
◆脂锚定蛋白(Lipid-anchored proteins )
29
膜蛋白的功能
30
3.2.3 膜糖 p82
膜糖的种类
◆自然界存在的单糖及其衍生物有200多种,但存 在于膜的糖类只有其中的9种, 而在动物细胞膜 上的主要是7种：
● D-葡萄糖（D-Glucose) ● D-半乳糖 (D-galactose) ● D-甘露糖 (D-mannose) ● L-岩藻糖 (L-fucose) ● N-乙酰半乳糖胺 (N-acetyl-D-galactosamine) ● N-乙酰基葡萄糖胺 (N-acetyl-glucosamine)
12
带 3 蛋 白 的 功 能
13
Glycophorin
14
◆膜骨架蛋白的主要成分包括: 血影蛋白、肌动蛋白、锚定蛋白、
带4.1蛋白等，这些都是外周蛋白。
15
血影蛋白、肌动蛋白、带4.1蛋白连接方式
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红细胞膜骨架组织
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3.2 膜的化学组成
3.2.1 膜脂
● Phosphoglycerides(磷酯）； ● Sphingolipids（鞘脂）； ● Cholesterol（胆固醇）。
● 唾液酸 (sialic acid)。
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七 种 主 要 的 膜 糖
32
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磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇
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◆胆固醇(Cholesterol)
■胆固醇存在于真核细胞膜中： ●动物细胞膜胆固醇的含量较高 ●Cholesterol is absent from the plasma membranes of most plant. ●酵母细胞膜中是麦角固醇;
■胆固醇分子包括三部分: ●极性的头部：羟基 ●非极性的类固醇环结构 ●一个非极性的碳氢尾部。
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Typical Cholesterol
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Sphingolipids (鞘脂)
鞘氨醇 神经酰胺
鞘磷脂
脑苷脂 神经节苷脂
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The Nature the Lipid
膜脂的基本性质是两性物质, 能够 自我装配成双层结构或自我封闭成球 状。
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Self Assemble of Lipid Bilayer
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3.1.1 红细胞的生物学
红细胞的基本性质
◆成熟的红细胞呈双面凹或单面凹陷的盘状，直径 约为7μm,厚度1.7μm,表面积为145μm2；
◆红细胞的主要功能是携带O2和运输CO2，红细胞 的寿命约为120天，一生中要行走500，000米。
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电镜下的红细胞
6
红细胞血影
7
3.1.2 红细胞膜
存在膜骨架，依据？
优选细胞质膜与跨膜运输A
➢ 细胞的膜结构
细胞质膜 (Plasma Membrane)
内膜系统 （Endomembrane System)
生物膜(Biomembrane)
2
细 胞 的 生 物 膜 体 系
3
3.2 红细胞膜结构
3.1.1 红细胞的生物学 3.1.2 红细胞膜脂双层结构的研究 3.1.3 红细胞膜