细胞生物学 第四章 细胞膜与物质穿膜运输
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（）。
第四章细胞膜与物质的穿膜运输
• 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
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• 35
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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
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（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
• 49
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：
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（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。
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•4
真核细胞的结构特点： ——生物膜系统；
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晶格镶嵌模型
板块镶嵌模型
• 74
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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。
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4、协同运输
一种物质的运输依赖于第二种物质的同 时运输；
或：一种物质的运输依赖于第二种物质 通过主动运输形成离子差后，再行顺离 子梯度跨膜运输。
分为：共运输和对向协同运输。
（三）离子通道高效转运离子
1、通道蛋白：能简单的在膜上开放一个 小孔，允许适合大小及电荷量的小分子 通过的膜蛋白，称为通道蛋白.
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
一、细胞膜化学组成和分子结构
膜脂 a.磷脂 卵磷脂（PC） 脑磷脂（PE） 磷脂酰丝氨酸（PS） 磷脂酰肌醇（PI） b.胆固醇 c.糖脂
(一 )
(二)膜蛋百
2、离子通道蛋白运转离子的特性：
①运输快；②选择性高；③有闸门控制
3、离子通道均属于被动运输 4.类型
电压闸门型
配体闸门型
三、大分子和颗粒物质的穿膜运输
（一）胞吞作用（ endocytosis ）：又叫入胞作用， 是通过质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内 的过程。
吞噬作用：在摄入颗 粒物质时，质膜凹陷 或形成伪足将颗粒物 质包裹摄入细胞。如： 巨噬细胞、阿米巴等。
（一）生物膜的流动性（fluidity）
相变：温度使生物膜液晶态和晶态之间的变化。 相变温度：引起相变的温度称为相变温度。 1、膜脂分子的运动（流动性）：
（1）运动方式：
①左右摆动 ②旋转运动
③侧向运动
④翻转运动
（2）影响运动的因素 ① 温度 ② 磷脂的种类 （碳氢链的不饱和程度、 碳氢链的长度） ③ 胆固醇 2、膜蛋白的分子运动
（三）流动镶嵌模型
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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
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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 第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
第四章细胞膜与物质的穿膜运输细胞膜：是包围在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜。
内膜系统：除质膜外，细胞内还有丰富的膜结构，它们形成了细胞内各种膜性细胞器，如内质网、高尔基复合体、溶酶体、各种膜泡等，称为细胞的内膜系统。
生物膜：质膜和细胞内膜系统的总称。
单位膜：生物膜因在电子显微镜下呈“两暗夹一明”的形态结构，又称为生物膜。
脂质体：脂质分子在水环境中排列呈双层，两层分子的疏水尾部被亲水头部夹在中间，为了避免双分子层两端疏水尾部与水接触，其游离端往往能自动闭合形成充满液体的球状小泡。
孔蛋白：有些穿膜蛋白以β-折叠片层构象穿膜，在脂双层中围成筒状结构，称β筒，有些β筒在质膜上起运输蛋白的作用，称为孔蛋白，主要存在于线粒体、叶绿体和一些细菌的外膜。
膜内在蛋白（穿膜蛋白、整合蛋白）：占膜蛋白总量70-80%，两亲性分子，分为单次穿膜、多次穿膜和多亚基穿膜蛋白三种类型。
膜外在蛋白（周边蛋白）：占膜蛋白总量20-30%，是一类与细胞膜结合比较松散的不插入脂双层的蛋白质，分布在质膜的胞质侧或胞外侧。
如红细胞的血影蛋白和锚蛋白。
脂锚定蛋白（脂连接蛋白）：可位于膜两侧，以共价键与脂双层内的脂分子结合。
糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白（GPI）：位于质膜外的表面的一些蛋白质，通过与脂双层外层中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，这些蛋白称为GPI细胞外被（糖萼）：大多数真核细胞表面富含糖类的周缘区，现一般用来指与质膜相连接的糖类物质，即质膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的寡糖链部分，所以细胞外被实质上是质膜结构的一部分，基本功能是保护细胞抵御各种物理、化学性损伤。
（不与质膜相连的细胞外覆盖物称为细胞外物质或胞外结构）膜的不对称性：细胞膜中各种成分如膜脂，膜蛋白，膜糖，分布是不均匀的，包括种类和数量上都有很大差异。
（如红细胞外层鞘磷脂SM最多，内层磷脂酰乙醇胺PE即脑磷脂最多）脂双层的液晶态：脂双层作为生物膜的主体，它的组分既有固体分子排列的有序性，又有液体的流动性，这一两种特性兼有的居于晶态和液态之间的状态即液晶态。
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。
医学细胞生物学PPT：细胞膜与物质的穿膜运输
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細胞膜與物質的穿膜運輸
一、細胞膜的化學組成
(一) 膜脂構成細胞膜的結構骨架 2.膽固醇 ➢ 結構：雙親性分子，極性頭部為羥基，非極性疏水結構為
固醇環和烴鏈。
➢ 定位：分佈在膜中的磷脂分子之間。 ➢ 功能：調節膜的流動性，增強膜的穩定性。
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細胞膜與物質的穿膜運輸
一、細胞膜的化學組成
(一) 膜脂構成細胞膜的結構骨架 1.磷脂
磷脂醯膽鹼（PC)
磷脂醯乙醇胺（PE）
甘油磷脂
磷脂醯絲氨酸(PS)
磷脂
磷脂醯肌醇（PI）
鞘磷脂
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一、細胞膜的化學組成
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三、細胞膜的分子結構模型
細胞膜研究簡史
➢ 1890年， E. Overton 初步明確細胞膜是由脂類組成。 ➢ 1925年， E.Gorter和F.Grendel 提出紅細胞膜是由雙層磷脂
分子組成。
➢ 1935年，J. Danielli 和 H. Davson提出“片層結構模型”。 ➢ 1959年，J. D. Robertson提出“單位膜模型”。 ➢ 1972年，S.J. Singer和G. Nicolson提出“流動鑲嵌模型”。 ➢ 1975年，Wallach提出“晶格鑲嵌模型”。 ➢ 1977年，Jain和White 提出“板塊鑲嵌模型”。 ➢ 近年提出“脂筏模型”。
細胞表面結構
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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。
第四章细胞膜与物质穿膜运输
人红细胞膜中几种膜脂的不对称分布
Figure 10-16 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
2. 膜蛋白的绝对不对称性 各种膜蛋白在质膜 中都有一定的位置。 穿膜蛋白穿越脂双层都有一定的方向性。
膜蛋白的绝对不对称性
3. 膜糖的显著不对称性 质膜外表面 内膜系统膜腔
（二）单位膜模型体现膜形态结构的共 同特点-蛋白质以单条肽链β片层形式
单位膜模型-蛋白质以单条肽链β片层形式，通过静 电作用与磷脂极性头部结合
（三）流动镶嵌模型
“流动镶嵌模型”（fluid mosaic model）认
为膜中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 白质分子以不同形式与脂双分子层结合，有的嵌 在脂双层分子中，有的则附着在脂双层的表面。
Figure 10-42a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
（三）膜糖
• 约占质膜重量的2％～10％。 • 红细胞膜：8%
糖类+膜脂 共价键 共价键 糖脂:7% 糖蛋白:93%
膜糖类
糖类+膜蛋白
• 形式：糖蛋白、糖脂
• 动物细胞种类：(七种)半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半 乳糖氨、葡萄糖、葡萄糖氨和唾液酸 • 唾液酸常见于糖链的末端，形成真核细胞表面净负 电荷，捕集纳、钙离子吸引大量水分子 • 位置：生物膜的非胞质面，即在质膜上位于细胞外 侧，各种细胞器的细胞内膜上，位于腔面
有被小窝与有被小泡的形成
笼形蛋白的结构，A电镜照片，B分子模型，C衣 被模型 引自Molecular Biology of the Cell. 4th ed. 2002
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1、膜内在蛋白
膜内在蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表面与水相接 触，而疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏水尾部通过疏水键结合。
非胞质面 1 单次穿膜：
脂
单条a-螺旋贯穿脂质双层
双
分
子 层
2 多次穿膜：
胞质面
数条a-螺旋折返穿越脂质双层
贯穿脂双层，两端露出膜内外，其只有在较剧烈的条件下如去垢 剂处理才能破坏，故不易分离提纯。
※膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表面功能的不对称性。
（二）膜的流动性是膜功能活动的保证
1、脂双层为液晶态 ★膜脂的特性——液晶态 2、膜脂分子的运动方式
固态
液晶态
相变
相变温度
★膜脂分子的运动方式
（1）侧向扩散 （2）旋转运动 （3）弯曲运动 （4）翻转运动
液态
3、影响膜脂流动性的因素
★1.脂肪酸链的饱和程度 ★2.脂肪酸链的长度
第二篇 细胞的基本结构和功能
第四章 细胞膜与物质穿膜运输
内容
第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性 第二节 小分子物质和离子的穿膜运输 第三节 大分子和颗粒物质的穿膜运输 第四节 细胞表面特化结构 第五节 细胞膜异常与疾病（自学）
第一节 细胞膜的化学组成与生物学特性
概念 功能
细胞膜位于细胞表面的一层膜性结构， 又称质膜。
一、细胞膜是由脂类和蛋白质构成的生物大分子体系
（一）膜脂构成细胞膜的结构骨架
细胞膜上的脂类称为膜脂（membrane lipid） 主要有三种类型： 磷脂（phospholipid） 胆固醇（cholesterol） 糖脂(glycolipid)
1、磷 脂
★ 磷 脂 酰 胆 碱（卵磷脂）
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
3.胆固醇的影响
饱和程度高，流动性小； 饱和程度低，流动性大。 链长，流动性小； 链短，流动性大。
含量高，流动性小。
4.卵磷脂/鞘磷脂的比例 5.膜蛋白的影响
此比例小，流动性小； 此比例大，流动性大。
含量高，流动性降低
4、膜蛋白的运动性
膜蛋白分子的运动方式 ★（1）侧向扩散
（2）旋转运动
小鼠细胞
（三）膜糖类覆盖细胞表面
膜 单糖或多聚糖 + 膜 脂 共价键
糖
类 单糖或多聚糖 + 膜蛋白 共价键
糖脂 糖蛋白
分布于 非胞质面
细胞外衣： 细胞膜的糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖链向外伸展交织
成一层多糖物质，称细胞外衣或糖萼。
（糖萼）
细 胞 外 衣 脂 双 层
细胞内
★★二、细胞膜的生物学特性
——不对称性和流动性
均为“双亲性分子”(★★)
脂分子团
脂双分子层
水
水 脂质体
（二）膜蛋白以多种方式与脂双分子层结合
根据膜蛋白与脂双层结合的方式不同，膜蛋白可分 为三种基本类型： 膜内在蛋白（intrinsic protein）或穿膜蛋白 膜外在蛋白（extrinsic protein） 脂锚定蛋白（lipid anchored protein）
客观评价
试图在分子水平上说明细胞膜的结构，对 以后多种模型的提出有一定的启发作用。
（二）单位膜模型
背景
1959年, Robertson 利用电子显微镜观察，发现所有生物膜都 呈“暗-明-暗”三层结构，故而把“两暗一明”的结构模型称 为单位膜模型。
主要论点
此模型认为覆盖在脂双分子层内外表面的是呈 ß-折叠的薄片状蛋白质，而非球状蛋白质。
①使细胞具有相对独立和稳定 的内环境；
②是细胞内外物质、信息、 能量交换的“门户”。
生物膜
(biomembrane)
★概念 细胞膜、细胞内膜及线粒体膜的总称。
生物膜 单位膜
细胞膜 细胞内膜 线粒体膜
(unit membrane)
细胞膜 细胞质
★概念 任何生物膜在电镜下都呈现
“暗—明—暗”三层结构，故称为单位 膜。
（一）膜的不对称性决定膜功能的方向性
1、膜蛋白分布的不对称性 1) 膜蛋白在脂双分子层中内外两层的分布位置是不对称的 2) 膜蛋白颗粒在膜内外层中的分布数量是不对称的（内层多于外层）
2、膜脂的不对称性 1) 磷脂：磷脂酰胆碱和鞘磷脂多分布在膜外层
磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸多分布在膜内层 2) 胆固醇：主要分布在膜外层 3) 糖脂：全部分布在膜外层
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）
三、细胞膜存在多种分子结构模型
“脂双分子层”的提出 —— 科学基础
•1925年，Gorter 和 Grendel 用丙酮抽提红细胞膜中的 脂质并在水和空气界面上铺展成单分子层，测量其所 占面积相当于所用红细胞膜总面积的两倍，因而首次 提出细胞膜是由连续的脂双分子层组成的。
2、膜外在蛋白
5 附在膜的内外表面，非共价地结合在膜白都是水溶性蛋白质，多分布在膜的胞质面，靠静电作用、离 子键等较弱的键与膜内在蛋白质的亲水部分结合，因此只要改变溶液的 离子强度甚至提高温度就可以将其从膜上分离下来。
3、脂锚定蛋白
又称周边蛋白，这类膜蛋白定位于膜的两侧，类似于膜周边蛋白， 但与其不同的是以共价键与脂双层分子结合，因此，分离锚定蛋白 须用去垢剂或有机溶剂处理。
（一）片层结构模型 [夹层学说]
背景 1935 年 ,Danielli 和 Davson, 发 现
细胞膜的表面张力显著低于油-
水界面的表面张力,因此认为,细 蛋 胞膜中除含有脂类外，还含有蛋 白 白质,故提出了片层结构模型。 质
脂 双 分 子 层
主要论点
“蛋白质 --- 脂类 --- 蛋白质”三夹板式结构 （球状）（双分子层） （球状）
客观评价
提出了生物膜在形态上的共 细 性，并对膜的某些属性做出 胞 了一定的解释，具有一定的 膜 理论意义。
蛋白质：ß折叠的薄片状
脂双层
蛋白质：ß折叠的薄片状
2.0nm 暗 3.5nm 明 2.0nm 暗
★★（三）液态镶嵌模型 [流动镶嵌模型]
磷 脂
磷脂酰丝氨酸
鞘磷脂
X
亲 水 性
头
★双亲性分子
部
疏 水
既有亲水性一端，又有
性
疏水性一端的分子，如
尾 部
左图所示。
2、胆固醇
极 性 头 部固
醇 环 结 构
非 极 性 尾 部
3、糖 脂
糖脂与鞘磷脂相似，只 是头部不同，由糖基取 代磷脂酰碱基
常见糖脂：脑 苷 脂 神经节苷脂
★ 磷脂 膜 胆固醇 脂 糖脂