第三章细胞膜
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第三章 第一节 细胞膜的结构和功能(共22张PPT)
运输葡萄糖
它体现了细胞膜的哪种功能？
控制物质进出细胞的功能
细胞膜行使该功能时有何特点？
具有选择性
下图表示三种细胞间信息交流方式。
①图(1)所示的信息交流方式中，A细胞主要是_内__分_泌__细__胞，产生 的信息分子主要是___激__素______，需要通过____血__液__的运输才能 运至B细胞，信息分子要与B细胞膜上的______受__体结合才能完 成信息的传递。
• 磷脂分子以疏水的尾部相对，亲水的头部朝向两 侧，构成 磷脂双分子层，以此作为细胞膜的基本 支架。细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂 和 胆固醇 等。
• 细胞膜中的蛋白质以不同深度 覆盖 、 镶嵌 或 贯穿 于磷脂双分子层中，有的蛋白质分子与
糖结合成 糖蛋白 。它们是细胞膜功能的主要执 行者。 • 构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大多不是静止， 而是可以运动的，即细胞膜具有 一定的流动性 。
不知道自己缺点的人，一辈子都不会想要改善。成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。成功的条件在于勇气和 信乃是由健全的思想和健康的体魄而来。成功了自己笑一辈子，不成功被人笑一辈子。成功只有一个理由，失败却有一千种理由。从胜利学得少，从失败学得多。你生而有 前进，形如蝼蚁。你一天的爱心可能带来别人一生的感谢。逆风的方向，更适合飞翔。只有承担起旅途风雨，才能最终守得住彩虹满天只有创造，才是真正的享受，只有拚 活。知识玩转财富。志不立，天下无可成之事。竹笋虽然柔嫩，但它不怕重压，敢于奋斗、敢于冒尖。阻止你前行的，不是人生道路上的一百块石头，而是你鞋子里的那一 爱，不必呼天抢地，只是相顾无言。最值得欣赏的风景，是自己奋斗的足迹。爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。生活不可能像你想 不会像你想的那么糟。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。实现梦想往往是一个艰苦的坚持的 到位，立竿见影。那些成就卓越的人，几乎都在追求梦想的过程中表现出一种顽强的毅力。世界上唯一不变的字就是“变”字。事实胜于雄辩，百闻不如一见。思路决定出 细节决定成败，性格决定命运虽然你的思维相对于宇宙智慧来说只不过是汪洋中的一滴水，但这滴水却凝聚着海洋的全部财富；是质量上的一而非数量上的一；你的思维拥 所有过不去的都会过去，要对时间有耐心。人总会遇到挫折，总会有低潮，会有不被人理解的时候。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希 个人不知道他要驶向哪个码头，那么任何风都不会是顺风。沙漠里的脚印很快就消逝了。一支支奋进歌却在跋涉者的心中长久激荡。上天完全是为了坚强你的意志，才在道 碍。拥有资源不能成功，善用资源才能成功。小成功靠自己，大成功靠团队。炫耀什么，缺少什么；掩饰什么，自卑什么。所谓正常人，只是自我防御比较好的人。真正的 防而又不受害。学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来态度决定高度。外在压力增加时，就应增强内在的动力。我不是富二代，不能拼爹，但为了成功，我可 站在万人中央成为别人的光。人一辈子不长不短，走着走着，就进了坟墓，你是要轰轰烈烈地风光下葬，还是一把骨灰撒向河流山川。严于自律：不能成为自己本身之主人 他周围任何事物的主人。自律是完全拥有自己的内心并将其导向他所希望的目标的惟一正确的途径。生活对于智者永远是一首昂扬的歌，它的主旋律永远是奋斗。眼泪的存 伤不是一场幻觉。要不断提高自身的能力，才能益己及他。有能力办实事才不会毕竟空谈何益。故事的结束总是满载而归，就是
它体现了细胞膜的哪种功能？
控制物质进出细胞的功能
细胞膜行使该功能时有何特点？
具有选择性
下图表示三种细胞间信息交流方式。
①图(1)所示的信息交流方式中，A细胞主要是_内__分_泌__细__胞，产生 的信息分子主要是___激__素______，需要通过____血__液__的运输才能 运至B细胞，信息分子要与B细胞膜上的______受__体结合才能完 成信息的传递。
• 磷脂分子以疏水的尾部相对，亲水的头部朝向两 侧，构成 磷脂双分子层，以此作为细胞膜的基本 支架。细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂 和 胆固醇 等。
• 细胞膜中的蛋白质以不同深度 覆盖 、 镶嵌 或 贯穿 于磷脂双分子层中，有的蛋白质分子与
糖结合成 糖蛋白 。它们是细胞膜功能的主要执 行者。 • 构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子大多不是静止， 而是可以运动的，即细胞膜具有 一定的流动性 。
不知道自己缺点的人，一辈子都不会想要改善。成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。成功的条件在于勇气和 信乃是由健全的思想和健康的体魄而来。成功了自己笑一辈子，不成功被人笑一辈子。成功只有一个理由，失败却有一千种理由。从胜利学得少，从失败学得多。你生而有 前进，形如蝼蚁。你一天的爱心可能带来别人一生的感谢。逆风的方向，更适合飞翔。只有承担起旅途风雨，才能最终守得住彩虹满天只有创造，才是真正的享受，只有拚 活。知识玩转财富。志不立，天下无可成之事。竹笋虽然柔嫩，但它不怕重压，敢于奋斗、敢于冒尖。阻止你前行的，不是人生道路上的一百块石头，而是你鞋子里的那一 爱，不必呼天抢地，只是相顾无言。最值得欣赏的风景，是自己奋斗的足迹。爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。生活不可能像你想 不会像你想的那么糟。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。实现梦想往往是一个艰苦的坚持的 到位，立竿见影。那些成就卓越的人，几乎都在追求梦想的过程中表现出一种顽强的毅力。世界上唯一不变的字就是“变”字。事实胜于雄辩，百闻不如一见。思路决定出 细节决定成败，性格决定命运虽然你的思维相对于宇宙智慧来说只不过是汪洋中的一滴水，但这滴水却凝聚着海洋的全部财富；是质量上的一而非数量上的一；你的思维拥 所有过不去的都会过去，要对时间有耐心。人总会遇到挫折，总会有低潮，会有不被人理解的时候。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希 个人不知道他要驶向哪个码头，那么任何风都不会是顺风。沙漠里的脚印很快就消逝了。一支支奋进歌却在跋涉者的心中长久激荡。上天完全是为了坚强你的意志，才在道 碍。拥有资源不能成功，善用资源才能成功。小成功靠自己，大成功靠团队。炫耀什么，缺少什么；掩饰什么，自卑什么。所谓正常人，只是自我防御比较好的人。真正的 防而又不受害。学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来态度决定高度。外在压力增加时，就应增强内在的动力。我不是富二代，不能拼爹，但为了成功，我可 站在万人中央成为别人的光。人一辈子不长不短，走着走着，就进了坟墓，你是要轰轰烈烈地风光下葬，还是一把骨灰撒向河流山川。严于自律：不能成为自己本身之主人 他周围任何事物的主人。自律是完全拥有自己的内心并将其导向他所希望的目标的惟一正确的途径。生活对于智者永远是一首昂扬的歌，它的主旋律永远是奋斗。眼泪的存 伤不是一场幻觉。要不断提高自身的能力，才能益己及他。有能力办实事才不会毕竟空谈何益。故事的结束总是满载而归，就是
第三章细胞的结构基础——细胞膜
典例 1 器膜分离的麻烦，经离心即可得到较纯净的细胞膜。 判断下列关于细胞膜的说法。 （1）生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定，细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的，膜上的受体是细胞 间信息交流所必需的结构（ ）。 （2）功能越复杂的细胞膜中，脂质的种类和数量越多，在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富（ ）。 （3）生物膜上的蛋白质有的能运输物质，有的能起催化作用，有的能与激素结合，有的能与神经递质结 合（ ）。 （4）红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，可用作提取细胞膜的材料（ ）。 （5）具有一定的流动性是细胞膜的功能特性，这一特性与细胞间的融合、细胞的变形运动以及胞吞、胞 吐等生理活动密切相关（ ）。 （6）构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇，而功能主要由膜蛋白决定，大多数的蛋白质在膜上是可 以运动的（ ）。
被动运输
协助扩散 高→低
√ ×
主动运输
低→高 √ √
意示 图
总结
速率曲线
实例 影响因素
H O2、CO2、 2O、甘油、 苯 乙 小 、 醇、脂溶性 分子等
Na l ＋，C －、葡萄糖、 入 氨基酸等进 红细胞
肾脏的重吸收；小肠吸收
无机盐 葡萄糖、氨基酸、
等
问题：如何从宏观和微观角度理解自由扩散？自由扩散与细胞膜的哪种物质关系最大？
典例 4 对某动物细胞进行荧光标记实验，如下图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细
照射 区域 区域 淬灭 消失 停止 胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束 照射 段时 后 区域 逐渐恢 又 明 激光束 一 间 ，该 的荧光
该细胞表面的某一 ，该 荧光 （ ）。③ 复，即 出现了斑点。上述实验不能说 的是（ ）。
第三章 细胞的结构基础
一、细胞膜（质膜）：系统的边界 第一节 细胞膜
被动运输
协助扩散 高→低
√ ×
主动运输
低→高 √ √
意示 图
总结
速率曲线
实例 影响因素
H O2、CO2、 2O、甘油、 苯 乙 小 、 醇、脂溶性 分子等
Na l ＋，C －、葡萄糖、 入 氨基酸等进 红细胞
肾脏的重吸收；小肠吸收
无机盐 葡萄糖、氨基酸、
等
问题：如何从宏观和微观角度理解自由扩散？自由扩散与细胞膜的哪种物质关系最大？
典例 4 对某动物细胞进行荧光标记实验，如下图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细
照射 区域 区域 淬灭 消失 停止 胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束 照射 段时 后 区域 逐渐恢 又 明 激光束 一 间 ，该 的荧光
该细胞表面的某一 ，该 荧光 （ ）。③ 复，即 出现了斑点。上述实验不能说 的是（ ）。
第三章 细胞的结构基础
一、细胞膜（质膜）：系统的边界 第一节 细胞膜
第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能
第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、教材分析本节内容选自新人教版高中生物必修一第三章第一节《细胞膜的结构与功能》，主要包含了细胞膜的获取、成分和功能，对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用，又对物质的输入输出做出了铺垫，具有承上启下的作用，内在联系是“功能-结构-功能”，而且有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。
所以将细胞膜的成分、功能与生物膜的流动镶嵌模型相结合更有利于学生从整体上系统掌握细胞膜的功能及与功能相适应的结构。
二、学情分析学生在知识储备上对细胞与细胞之间的关系已经有了感性认识，了解了细胞的结构，并且对组成细胞的化合物有了一定的掌握。
教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。
三、教学目标1.简述细胞膜的结构和功能。
2.说出流动镶嵌模型的基本内容。
3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
四、教学重难点1.教学重点(1)细胞膜的功能(2)流动镶嵌模型的主要内容2.教学难点(1)细胞膜的结构与其组成成分的内在联系(2)对细胞膜结构的探索五、教学方法讲授法、直观教学法、自主学习法六、教学过程（一）明确学习目标师：课件展示本节重点：1.结合实例理解细胞膜的结构和功能的适应性（生命观念）2.借助模型识记细胞膜的结构特点（科学思维）一细胞膜有哪些主要功能？一流动镶嵌模型的基本内容是什么？一通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你对科学的过程和方法有哪些领悟？（二）课堂导入：问题探讨师：展示课本P40的问题探讨有关台盼蓝实验能使死细胞染色的资料，展示相关图片。
引导学生思考相关问题，并讲解。
讨论1：L为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？提示：染料台盼蓝是细胞不需要的物质，活细胞的细胞膜可以阻止台盼蓝进入细胞，死细胞的细胞膜不能，台盼蓝能通过细胞膜进人细胞，死细胞能被染成蓝色。
生：思考回答。
（活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的能力）讨论2：据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？提示：细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
必修一生物第三章第一节细胞膜
必修一生物第三章第一节细胞膜1. 细胞膜的结构细胞膜是细胞的外包层，由磷脂双分子层和一些膜蛋白组成。
磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的疏水尾部，形成了双分子层结构。
膜蛋白包括通道蛋白、受体蛋白、酶蛋白等，它们在细胞膜中具有多种功能。
2. 细胞膜的功能细胞膜有多种重要的功能，包括： - 维持细胞的完整性：细胞膜作为细胞的外包层，维持了细胞内环境的稳定性，防止细胞溶解或失去功能。
- 控制物质的进出：细胞膜具有选择性渗透性，通过膜蛋白调控物质的进出，保持细胞内外物质的平衡。
- 传导信号：细胞膜上的受体蛋白可以识别特定的信号分子，从而转导信号到细胞内，并触发相应的生物过程。
- 细胞识别和黏附：细胞膜上的糖蛋白可以作为呈现细胞特异性标志物的支架，参与细胞间的识别和黏附。
3. 细胞膜的渗透性细胞膜具有选择性渗透性，可以控制物质的进出。
对于小分子物质和非极性分子，可以通过细胞膜的磷脂双分子层进行扩散。
而对于大分子物质或极性分子，需要依赖膜蛋白进行特异性转运。
细胞膜上的通道蛋白可以形成孔道，以便水分子和离子等小分子物质通过。
而载体蛋白则通过结合物质并经历构象变化来实现物质的转运。
这些蛋白通道和载体的选择性能够确保只有特定的物质可以进入或释放出细胞。
4. 细胞膜的流动性细胞膜是一个具有流动性的结构。
由于脂质双分子层及蛋白分子的存在，细胞膜能够进行自由的侧向流动，这种流动性被称为“流动性”。
细胞膜的流动性有助于维持细胞膜上膜蛋白的正常功能，例如蛋白通道的打开和关闭。
此外，流动性还可以使细胞膜上的脂质和蛋白更好地参与细胞内外的相互作用，从而影响细胞的生物活性。
5. 细胞膜的特殊结构在某些特殊情况下，细胞膜可以形成一些特殊的结构。
例如，细胞膜的小囊泡结构可以用于运输物质。
小囊泡在细胞内外之间进行快速的融合和分离，实现物质的运输。
此外，细胞膜还可以形成一些突起，例如细胞骨架起到维持细胞形态和结构的作用。
6. 细胞膜与疾病细胞膜在一些疾病中发挥着重要的作用。
人教版高中生物必修一第3章第1节细胞膜——系统的边界 课件(共35张PPT)
细胞核 细胞质
2、功能：支持和保护。 3、结构特点：全透性。 4、无生物活性
4Leabharlann 细胞：含有细胞核、 细胞质等复杂结构， 比气泡颜色暗淡。
气泡：里面只有空气， 比较光亮，边缘的颜色 较深。
光镜下未经染色的动物细胞
哪些是动物细胞,哪些是气泡？
光学显微镜下可以看到细胞膜吗？
5
• 实际上，在用电镜观察到细胞之前，科学家便已经确 定了细胞膜的存在。其方法为：
（ B）
A. C、H、O、N B. C、H、O、N、P
C. C、H、O、P D. C、H、O、Mg、Fe
将红细胞放在质量分数为9%的食盐溶液中制成装
片，在显微镜下观察，可以发现红细胞的状态变化
是（ C）
A.不能判断
B. 细胞膜涨破
C.细胞皱缩
D. 正常状态
32
下列哪一项不属于细胞膜的功能？（ C）
胚乳
胚
胚的中线
切面的结构
21
家庭迷你实验
实验步骤
将2组玉米粒用刀沿胚
切：的中线纵向切开，放回
原烧杯
泡：用稀释20倍的红墨水分别浸
泡2分钟（以没过种子为宜）
洗：倒去红墨水，用水冲洗数
次，直到冲洗液无色为止
看：观察切面的颜色
胚的中线
胚乳 胚 切面的结构
（示右半）22
家庭迷你实验
实验现象
实验前
未煮过的 B组
用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入 变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却 不能逸出细胞。
伊红为什么不会逸出细胞？
细胞作为一个完整的系统，有自己的 边界。这就是细胞膜。
6
• 每个活细胞都可以看作一个独立的生命王国，在 我们要深入探寻这个生命王国的运行机密之前， 就必须跨越它的边界---细胞膜，这层神秘的屏障 是由什么物质组成的？
细胞生物学 第三章
图3-6
膜各个断面的名称
第一节
细胞膜
（1）膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中 呈不均匀分布。组成膜两个单层的膜脂种类不同。糖脂的 分布表现出完全不对称性，其糖侧链部都在质膜的ES面上， 所以糖脂仅存在质膜的细胞外小页中，糖脂的不对称分布 是完成其生理功能的结构基础。膜脂的不对称性有重要的 生理意义，有一些疾病，如镰刀状贫血病、未分化肿瘤细 胞等疾病都是质膜脂双层的不对称性发生紊乱造成的。 （2）膜蛋白的不对称性 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都 有明确的方向性和分布的区域性。各种生物膜的特征及功 能主要由膜蛋白决定的，膜蛋白的不对称性是生物膜完成 复杂有序的各种生理功能在时间上与空间上的保证。
第三节 细胞连接
2.胞间连丝 胞间连丝是植物细胞特有的通讯连接。是由穿过细胞壁的质膜围 成的细胞质通道，直径约20～40nm。因此植物体细胞可看作是一个巨 大的合胞体。通道中有一由膜围成的筒状结构，称为连丝小管。连丝 小管由光面内质网特化而成，管的两端与内质网相连。连丝小管与胞 间连丝的质膜内衬之间，填充有一圈细胞质溶质。一些小分子可通过 细胞质溶质环在相邻细胞间传递（图3-13）。
第三节 细胞连接
1.桥粒和半桥粒
在锚定连接中，如果细胞是通过中间纤维锚定到骨架上，这种连接方式 称为桥粒(desmosome)。通常在易受牵拉的组织结构中，桥粒最为丰富，如 皮肤、口腔、食管等处复层鳞状上皮细胞易受撕拉和摩擦，其细胞间桥粒最 丰富。
图3-10 桥粒结构模式图
第三节 细胞连接
2.粘着带和粘着斑
第三节 细胞连接
一、封闭连接
封闭连接（occluding junction）是指在相邻细胞的质膜之间，只 有2nm或更小，甚至没有间隔。
第三章 细胞膜的结构与功能
脂双分子层组成的。
迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立 在“脂双分子层”这一基础之上的。
（一）片层结构模型
[夹层学说]
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,细胞膜中除含有脂类外， 蛋 还含有蛋白质,故提出了片层结 白 质 构模型.
4
非胞质面
1
2
胞质面
3 5
脂 双 分 子 层
1 单
2 多
次 次
穿 穿
膜：单条a-螺旋贯穿脂质双层。 膜： 数条a-螺旋几次折返穿越脂质双层。
跨膜蛋白
3 非穿越性共价结合： 不穿越脂质双层的全部，而与胞质侧单层脂质的烃链结合。 蛋白质通过自己的一个寡糖链与磷脂酰肌醇（在非胞质面 4 与磷脂酰肌醇结合： 的单层）共价结合。 5
功能：
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”。
细胞内膜
（endomembrane）
★概念：
除细胞膜外，真核细胞内许多膜
性细胞器的膜，如内质网膜、高
尔基复合体膜、溶酶体膜、核膜 等，称为细胞内膜。它们共同构 成真核细胞的内膜系统。
生物膜(biomembrane）
第二：胆固醇
因其与磷脂酰胆碱和鞘磷脂的亲和力较大，故主要分布在细胞膜的外层。
第三：糖脂
全部分布在膜的非胞质面。
2、膜蛋白分布的不对称性 第一： 膜蛋白在脂双分子层中的
分布位置是不对称的。（包括内在 及外在膜蛋白）
第二： 膜蛋白颗粒在膜内外两层中的分布是不对称的。
（细胞膜内层多于外层）
第三： 糖蛋白的分布是不对称的。
第三章细胞膜的结构及细胞基本功能
侧电位差的变化决定其开、闭。 机械门控通道：有些则由所在膜所受压力不同而决定其开放的
二、主动转运：指细胞通过本身的某种耗能过程，
将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓 度一侧的过程。（ K+、Na+、Ca2+ H+、I-、Cl-等 离子和小肠和肾小管中葡萄糖、氨基酸 1 特点：（1）逆浓度差或电位差； （2）耗能（能量来自细胞的代谢活动）。 2 意义：是人体最重要的一种物质转运形式
作用特点:
速度快，反应位点局限，并非最多。
二、G蛋白耦联受体介导的信号转导 （一）参与G蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子 1、 G蛋白耦联受体： 细胞上与第一信使（激素）结合 的特殊蛋白质。 2、G-蛋白（鸟苷酸结合蛋白） 1）是受体与效应器间具有信息传导功能的蛋白 2）分激活型G-蛋白（Gs）、抑制型G-蛋白（Gi）
B：通道中介易化扩散(channel mediated)。
A，载体运输(载体中介易化扩散)： 转运物质：葡萄糖、氨基酸； 转运动力：浓度差； 特点：A.高度的结构特异性； B.饱和现象； C.竞争
性抑制；D.转运速度快； E.因蛋白质的结构和功能常
受膜内外各种因素的影响,因此与蛋白质分子有关的物
质的通透性是可变化的。
C膜内外、消化道对物质的吸收、肾小管的重吸收等结构。
●物质进出细胞膜的形式：
被动转运：单纯扩散、易化扩散、 主动转运： 原发主动转运、继发主动转运、 出胞 与入胞 一、被动转运
1、单纯扩散：细胞内液和细胞外液的各种溶质分子，只要是 脂溶性的，就可能按扩散原理作跨膜运动或转运，称之为单纯 扩散。（O2、CO2、乙醇和脂肪酸） ●特点：不耗能
3、糖类：含少量的寡糖和多糖链，与膜中的脂质 或蛋白质结合形成糖脂和糖蛋白 •功能：以其单糖排列顺序上的特异性，可以作为 它们所结合的蛋白质的特异性的“标志”。（抗 原决定簇、膜受体的“可识别性”部分）
二、主动转运：指细胞通过本身的某种耗能过程，
将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓 度一侧的过程。（ K+、Na+、Ca2+ H+、I-、Cl-等 离子和小肠和肾小管中葡萄糖、氨基酸 1 特点：（1）逆浓度差或电位差； （2）耗能（能量来自细胞的代谢活动）。 2 意义：是人体最重要的一种物质转运形式
作用特点:
速度快，反应位点局限，并非最多。
二、G蛋白耦联受体介导的信号转导 （一）参与G蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子 1、 G蛋白耦联受体： 细胞上与第一信使（激素）结合 的特殊蛋白质。 2、G-蛋白（鸟苷酸结合蛋白） 1）是受体与效应器间具有信息传导功能的蛋白 2）分激活型G-蛋白（Gs）、抑制型G-蛋白（Gi）
B：通道中介易化扩散(channel mediated)。
A，载体运输(载体中介易化扩散)： 转运物质：葡萄糖、氨基酸； 转运动力：浓度差； 特点：A.高度的结构特异性； B.饱和现象； C.竞争
性抑制；D.转运速度快； E.因蛋白质的结构和功能常
受膜内外各种因素的影响,因此与蛋白质分子有关的物
质的通透性是可变化的。
C膜内外、消化道对物质的吸收、肾小管的重吸收等结构。
●物质进出细胞膜的形式：
被动转运：单纯扩散、易化扩散、 主动转运： 原发主动转运、继发主动转运、 出胞 与入胞 一、被动转运
1、单纯扩散：细胞内液和细胞外液的各种溶质分子，只要是 脂溶性的，就可能按扩散原理作跨膜运动或转运，称之为单纯 扩散。（O2、CO2、乙醇和脂肪酸） ●特点：不耗能
3、糖类：含少量的寡糖和多糖链，与膜中的脂质 或蛋白质结合形成糖脂和糖蛋白 •功能：以其单糖排列顺序上的特异性，可以作为 它们所结合的蛋白质的特异性的“标志”。（抗 原决定簇、膜受体的“可识别性”部分）
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白相互作用。
膜蛋白的运动 1970年Frye和 Edidin用细胞融合 的方法得到证明。
膜流动性的生理意义
保证其正常功能的必要条件。 跨膜物质运输、细胞信息传递、细
胞识别、细胞免疫、细胞分化以及 激素的作用等都与膜的流动性密切 相关。
例如：小肠上皮细胞 顶部细胞膜 酶和运输蛋白不同
基底、侧面细胞膜 顶部细胞膜：吸收功能 功能不同
——细胞膜只允许特定分子以特定 方式通过。
运输方式
小分子物质穿膜运输 大分子物质膜泡运输
简单扩散 被动运输
易化扩散 主动运输
胞饮 内吞
吞噬 胞吐 受体介导的内吞作用
小分子和离子的穿膜运输
一、被动运输（passive transport）
——物质顺浓度梯度，即由浓度高的一 侧通过膜运输到浓度低的一侧的穿膜扩 散，不需要消耗代谢能量。 1、 简单扩散（simple diffusion） ——不需能量，不需专一的膜蛋白分子， 顺浓度梯度的穿膜扩散，也称单纯扩散 或自由扩散。
载体介导扩散与简单扩散的动力学比较
（二）主动运输 （active transport）
——通过消耗能量，将物质逆浓度 梯度（低→高）运输。如葡萄糖、 金属离子等。 例：Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶） —镶嵌于细胞膜脂双分子层中 的逆浓度梯度运输钠钾离子的一种 运输蛋白质。
概念。 ② 膜脂兼具有序性和流动性。 ③ 蛋白质分布具有不对称性。
液态镶嵌模型的缺点：
① 忽视了蛋白质分子对脂质分子 的控制作用。
② 不能说明具有流动性的细胞膜 在变化中如何维持其相对完整和 稳定性。
晶格镶嵌模型
1975年Wallach提出 晶格镶嵌模型。其 论点是膜的流动性 是 由于脂质可逆地 进行无序（液态） 和有序（晶态）的 相变过程。
细胞膜成分 糖类 2~10%
水
少量
无机盐 少量
不同类型细胞的膜成分比例
膜的种类 神经髓鞘 红细胞膜 血小板 线粒体 Hela 细菌
蛋白质 18 60~80 38 76 60 70~80
脂质 79 20~40 58 24 40 20~30
蛋白质/脂质
0.23 1.5~4 0.7 3.1 1.5 2~4
——借助于膜运输蛋白，不需能 量，顺浓度梯度的物质运输方式， 称为易化扩散，也称协助扩散。
膜转运蛋白(膜运输蛋白)
膜转运蛋白是膜整合蛋白， 或是大的跨 膜分子复合物。功能是参与被动运输或 主动运输。
载体蛋白 通道蛋白
Carriers and Channels
通道蛋白协助扩散 （channel protein FD）
——不单独存在，以糖脂glycolipid） 或糖蛋白（glycoprotein）的形式 存在。
单糖有9种，以低聚（15个单糖以下） 形式存在。
一个糖蛋白可有许多低聚糖侧 链，而一个糖脂只带一个低聚糖链。
膜糖与细胞识别、细胞黏附、 信号接收、免疫应答等方面都有关 系。
第二节 细胞膜的分子结构
细胞膜 cell membrane
亦称质膜(plasma membrane)是指包围 在细胞表面的一层极薄的膜。
第一节 细胞膜的化学组成
细胞膜（cell membrane）
——原生质与周围环境相隔的一层薄膜，又称质 膜 （plasma membrane）。
脂类 30~80% 蛋白质:脂类
蛋白质 20~70% 4:1~1:4
例如： 调节细胞内外Na+、K+浓度的Na+-K+-ATP 酶，该酶的ATP结合位点位于内表面；
许多接收细胞外信号的激素受体，则位 于细胞膜的外侧。
第四节 细胞膜的功能
细胞膜与物质运输 膜受体和信号跨膜传递极细胞识
别 膜抗原
一. 细胞膜与物质运输
通透性 ——细胞膜允许一定物质穿过的
性能。 选择性
（2）不能解释不同膜厚度不同
（3）不能解释有些蛋白质难以从膜 分离出来，而另一些蛋白质容易分离。
二. 液态镶嵌模型 fluid mosaic model
1972-S.J.Singer G.L.Nicolson
主要贡献 创立生物膜的 液态镶嵌模型
主要论点
⑴所有脂类分子亲水端向着膜表面，疏 水端朝向膜中央，膜中脂双层既有 固态分子排列的有序性，又有液态 分子的流动性。流动的脂质分子构 成了细胞膜的连续主体。
功能：与细胞的吞噬作用、吞饮作用、变形 运动以及胞质分裂有关。
膜蛋白与脂双分子层结合的几种方式
膜内在蛋白与脂类结合方式 1 单次穿膜; 2 多次穿膜; 3 非穿越性共价结合; 4 肽链与磷脂酰肌醇结合 5~6 外在蛋白与膜蛋白、膜脂非共价结合
三、 膜糖类（膜碳水化合物 membrane carbohydrate）
单位膜——在电镜下，细胞膜显示出 的“暗-明-暗”不同电子密度的三层 结构，称为单位膜。
1957-J.D.Robertson
主要贡献 提出膜结构的单位膜模型
单位膜的优缺点
优点——单位膜模型指出了各种生物膜在 形态 结构上的共性，具有一定的理论意 义。
缺点——（1）将各种膜视为一种静态的 单一结构，不能解释膜的各种功能。
⑵ 蛋白质分子像岛屿一样镶嵌 在脂质分子中，有的嵌附于内表 面，有的贯穿于脂质分子全层 （双层），还有的嵌于膜中，表 现出蛋白质分布的不对称性。
⑶ 糖类附着于膜的外表面，与 蛋白质和脂类的亲水端相结合， 构成糖蛋白和糖脂。
液态镶嵌模型
液态镶嵌模型的优缺点
液态镶嵌模型的优点： ① 保留了单位膜的脂双层的正确
板块镶嵌模型
•1977年Jain&white提出板块模型（blocky model）。 •论点：在流动的脂双层中存在许多有序结构，在有 序结构的板块之间 被流动的类脂区无序结构的板块 分开。
第三节 细胞膜的特性
一. 流动性（mobility）
——膜蛋白和膜脂处于不断的运动状态。
液态 液晶态
晶态
相变温度
膜糖类的不对称性
㈡ 膜脂的不对称性
——分布的不对称性 ① 磷脂 外侧——磷脂酰胆碱，鞘磷脂
内侧——磷脂酰乙醇胺，磷脂酰 丝胺酸 ② 胆固醇 主要在外侧 ③ 糖脂 外侧
膜结构不对称性的意义
保证了膜的方向性功能 提供了膜两侧功能上不同的结构条
件 对于细胞间的联系、同类细胞间的
相互粘着以及细胞识别等有一定的 作用
Na、K、Ca等，需膜 上蛋白质，转运物 质。
跨膜蛋白质 水通道和闸门通道
水通道
镶嵌在膜中的跨膜蛋白，在膜上形成 的小孔，通道蛋白的亲水基团镶在小 孔的表面，小孔持续开放。
闸门通道
闸门通道蛋白所形成的。 配体闸门通道 电压闸门通道
（三）糖脂
含有一个或几个糖基的类脂。 含量：5% 结构特点：亲水头部和疏水尾部，为双
型性分子
糖脂的结构 1. 半乳糖脑苷脂，2. GM1神经节苷脂，3. 唾液酸
二、 膜蛋白 （membrane protein）
——生物膜所含的蛋白质。根据其与膜脂 结合方式的不同分为内在蛋白和外在蛋 白两类。
外在蛋白（extrinsic protein） 或外周（周边）（peripheral protein）
内在蛋白（intrisic protein） 镶嵌蛋白（mosaic protein） 整合蛋白（integral protein）
膜蛋白在膜上的分布
1.内在蛋白 intrisic protein
双型性分子
（amphipathic molecule） ——分子结构中含亲水和疏水两部
分，也称兼性分子，或双亲媒性分子。
磷脂分子是兼性分子，在水溶液中能 自动形成分子团或双分子层的结构。
双分子层
最有利的结构
能比分子团提供更大的体积 原因
能组成薄膜的最小能量构型
Phospholipid Bilayer
浓度差成正比
载体蛋白特点
⑴高度的选择特异性，只能与某一 种 物质暂时性的、可逆的结合和分 离。 ⑵载体蛋白既参与被动运输，也参 与主动的物质运输。
载体具有特异性
红细胞质膜载体蛋白促进葡萄糖扩散
载体蛋白有特异性 通道蛋白无特异性
易化扩散特点
①不消耗代谢能 ②需要膜蛋白的协助
（载体蛋白、通道蛋白） ③由高浓度向低浓度扩散
1）.电压闸门通道： 膜电压控制
2）.配体闸门通道 ：化学信号（配体）调控
通道蛋白特点
⑴离子通道的转运速度比载体蛋白快 ⑵离子通道的开放受“闸门”控制。 ⑶只能帮助被动运输。
载体蛋白协助扩散 （carrier protein FD）
载体蛋白是跨膜蛋白 或镶嵌蛋白
构象发生变化转运物 质
具有专一性。 扩散的速率同物质的
膜脂的流动性
流动性
膜蛋白的流动性
㈠ 膜脂的流动性
⒈ 运动方式： ① 侧向扩散 ② 旋转 ③ 摆动 ④ 翻转
膜脂的分子运动
1 侧向扩散运动 2 旋转运动 3 摆动运动 4 伸缩震荡运动 5 翻转运动 6 旋转异构化运动
⒉ 影响因素
① 脂肪酸链的长度 ② 脂肪酸链的饱和度 ③ 环境温度 ④ 胆固醇 ⑤ 卵磷脂和鞘磷脂的
内在蛋白——贯穿膜脂双层或插入膜脂 双层的内外两侧面，也称镶嵌蛋白，整 合蛋白，或跨膜蛋白。
占膜蛋白总量70-80% 功能：转运载体、受体、酶、抗原、能量
转换器
膜蛋白主要功能
2.外在蛋白（extrinsic protein）
外在蛋白——分布在质膜脂双层的内外两 侧，也称外周蛋白。 占膜蛋白总量的20-30%，以细胞膜的内表 面为主。
如H2O、CO2、乙醇、尿素等。
疏水分子
小的不带电荷的极性分子 大的不带电荷的极性分子
膜蛋白的运动 1970年Frye和 Edidin用细胞融合 的方法得到证明。
膜流动性的生理意义
保证其正常功能的必要条件。 跨膜物质运输、细胞信息传递、细
胞识别、细胞免疫、细胞分化以及 激素的作用等都与膜的流动性密切 相关。
例如：小肠上皮细胞 顶部细胞膜 酶和运输蛋白不同
基底、侧面细胞膜 顶部细胞膜：吸收功能 功能不同
——细胞膜只允许特定分子以特定 方式通过。
运输方式
小分子物质穿膜运输 大分子物质膜泡运输
简单扩散 被动运输
易化扩散 主动运输
胞饮 内吞
吞噬 胞吐 受体介导的内吞作用
小分子和离子的穿膜运输
一、被动运输（passive transport）
——物质顺浓度梯度，即由浓度高的一 侧通过膜运输到浓度低的一侧的穿膜扩 散，不需要消耗代谢能量。 1、 简单扩散（simple diffusion） ——不需能量，不需专一的膜蛋白分子， 顺浓度梯度的穿膜扩散，也称单纯扩散 或自由扩散。
载体介导扩散与简单扩散的动力学比较
（二）主动运输 （active transport）
——通过消耗能量，将物质逆浓度 梯度（低→高）运输。如葡萄糖、 金属离子等。 例：Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶） —镶嵌于细胞膜脂双分子层中 的逆浓度梯度运输钠钾离子的一种 运输蛋白质。
概念。 ② 膜脂兼具有序性和流动性。 ③ 蛋白质分布具有不对称性。
液态镶嵌模型的缺点：
① 忽视了蛋白质分子对脂质分子 的控制作用。
② 不能说明具有流动性的细胞膜 在变化中如何维持其相对完整和 稳定性。
晶格镶嵌模型
1975年Wallach提出 晶格镶嵌模型。其 论点是膜的流动性 是 由于脂质可逆地 进行无序（液态） 和有序（晶态）的 相变过程。
细胞膜成分 糖类 2~10%
水
少量
无机盐 少量
不同类型细胞的膜成分比例
膜的种类 神经髓鞘 红细胞膜 血小板 线粒体 Hela 细菌
蛋白质 18 60~80 38 76 60 70~80
脂质 79 20~40 58 24 40 20~30
蛋白质/脂质
0.23 1.5~4 0.7 3.1 1.5 2~4
——借助于膜运输蛋白，不需能 量，顺浓度梯度的物质运输方式， 称为易化扩散，也称协助扩散。
膜转运蛋白(膜运输蛋白)
膜转运蛋白是膜整合蛋白， 或是大的跨 膜分子复合物。功能是参与被动运输或 主动运输。
载体蛋白 通道蛋白
Carriers and Channels
通道蛋白协助扩散 （channel protein FD）
——不单独存在，以糖脂glycolipid） 或糖蛋白（glycoprotein）的形式 存在。
单糖有9种，以低聚（15个单糖以下） 形式存在。
一个糖蛋白可有许多低聚糖侧 链，而一个糖脂只带一个低聚糖链。
膜糖与细胞识别、细胞黏附、 信号接收、免疫应答等方面都有关 系。
第二节 细胞膜的分子结构
细胞膜 cell membrane
亦称质膜(plasma membrane)是指包围 在细胞表面的一层极薄的膜。
第一节 细胞膜的化学组成
细胞膜（cell membrane）
——原生质与周围环境相隔的一层薄膜，又称质 膜 （plasma membrane）。
脂类 30~80% 蛋白质:脂类
蛋白质 20~70% 4:1~1:4
例如： 调节细胞内外Na+、K+浓度的Na+-K+-ATP 酶，该酶的ATP结合位点位于内表面；
许多接收细胞外信号的激素受体，则位 于细胞膜的外侧。
第四节 细胞膜的功能
细胞膜与物质运输 膜受体和信号跨膜传递极细胞识
别 膜抗原
一. 细胞膜与物质运输
通透性 ——细胞膜允许一定物质穿过的
性能。 选择性
（2）不能解释不同膜厚度不同
（3）不能解释有些蛋白质难以从膜 分离出来，而另一些蛋白质容易分离。
二. 液态镶嵌模型 fluid mosaic model
1972-S.J.Singer G.L.Nicolson
主要贡献 创立生物膜的 液态镶嵌模型
主要论点
⑴所有脂类分子亲水端向着膜表面，疏 水端朝向膜中央，膜中脂双层既有 固态分子排列的有序性，又有液态 分子的流动性。流动的脂质分子构 成了细胞膜的连续主体。
功能：与细胞的吞噬作用、吞饮作用、变形 运动以及胞质分裂有关。
膜蛋白与脂双分子层结合的几种方式
膜内在蛋白与脂类结合方式 1 单次穿膜; 2 多次穿膜; 3 非穿越性共价结合; 4 肽链与磷脂酰肌醇结合 5~6 外在蛋白与膜蛋白、膜脂非共价结合
三、 膜糖类（膜碳水化合物 membrane carbohydrate）
单位膜——在电镜下，细胞膜显示出 的“暗-明-暗”不同电子密度的三层 结构，称为单位膜。
1957-J.D.Robertson
主要贡献 提出膜结构的单位膜模型
单位膜的优缺点
优点——单位膜模型指出了各种生物膜在 形态 结构上的共性，具有一定的理论意 义。
缺点——（1）将各种膜视为一种静态的 单一结构，不能解释膜的各种功能。
⑵ 蛋白质分子像岛屿一样镶嵌 在脂质分子中，有的嵌附于内表 面，有的贯穿于脂质分子全层 （双层），还有的嵌于膜中，表 现出蛋白质分布的不对称性。
⑶ 糖类附着于膜的外表面，与 蛋白质和脂类的亲水端相结合， 构成糖蛋白和糖脂。
液态镶嵌模型
液态镶嵌模型的优缺点
液态镶嵌模型的优点： ① 保留了单位膜的脂双层的正确
板块镶嵌模型
•1977年Jain&white提出板块模型（blocky model）。 •论点：在流动的脂双层中存在许多有序结构，在有 序结构的板块之间 被流动的类脂区无序结构的板块 分开。
第三节 细胞膜的特性
一. 流动性（mobility）
——膜蛋白和膜脂处于不断的运动状态。
液态 液晶态
晶态
相变温度
膜糖类的不对称性
㈡ 膜脂的不对称性
——分布的不对称性 ① 磷脂 外侧——磷脂酰胆碱，鞘磷脂
内侧——磷脂酰乙醇胺，磷脂酰 丝胺酸 ② 胆固醇 主要在外侧 ③ 糖脂 外侧
膜结构不对称性的意义
保证了膜的方向性功能 提供了膜两侧功能上不同的结构条
件 对于细胞间的联系、同类细胞间的
相互粘着以及细胞识别等有一定的 作用
Na、K、Ca等，需膜 上蛋白质，转运物 质。
跨膜蛋白质 水通道和闸门通道
水通道
镶嵌在膜中的跨膜蛋白，在膜上形成 的小孔，通道蛋白的亲水基团镶在小 孔的表面，小孔持续开放。
闸门通道
闸门通道蛋白所形成的。 配体闸门通道 电压闸门通道
（三）糖脂
含有一个或几个糖基的类脂。 含量：5% 结构特点：亲水头部和疏水尾部，为双
型性分子
糖脂的结构 1. 半乳糖脑苷脂，2. GM1神经节苷脂，3. 唾液酸
二、 膜蛋白 （membrane protein）
——生物膜所含的蛋白质。根据其与膜脂 结合方式的不同分为内在蛋白和外在蛋 白两类。
外在蛋白（extrinsic protein） 或外周（周边）（peripheral protein）
内在蛋白（intrisic protein） 镶嵌蛋白（mosaic protein） 整合蛋白（integral protein）
膜蛋白在膜上的分布
1.内在蛋白 intrisic protein
双型性分子
（amphipathic molecule） ——分子结构中含亲水和疏水两部
分，也称兼性分子，或双亲媒性分子。
磷脂分子是兼性分子，在水溶液中能 自动形成分子团或双分子层的结构。
双分子层
最有利的结构
能比分子团提供更大的体积 原因
能组成薄膜的最小能量构型
Phospholipid Bilayer
浓度差成正比
载体蛋白特点
⑴高度的选择特异性，只能与某一 种 物质暂时性的、可逆的结合和分 离。 ⑵载体蛋白既参与被动运输，也参 与主动的物质运输。
载体具有特异性
红细胞质膜载体蛋白促进葡萄糖扩散
载体蛋白有特异性 通道蛋白无特异性
易化扩散特点
①不消耗代谢能 ②需要膜蛋白的协助
（载体蛋白、通道蛋白） ③由高浓度向低浓度扩散
1）.电压闸门通道： 膜电压控制
2）.配体闸门通道 ：化学信号（配体）调控
通道蛋白特点
⑴离子通道的转运速度比载体蛋白快 ⑵离子通道的开放受“闸门”控制。 ⑶只能帮助被动运输。
载体蛋白协助扩散 （carrier protein FD）
载体蛋白是跨膜蛋白 或镶嵌蛋白
构象发生变化转运物 质
具有专一性。 扩散的速率同物质的
膜脂的流动性
流动性
膜蛋白的流动性
㈠ 膜脂的流动性
⒈ 运动方式： ① 侧向扩散 ② 旋转 ③ 摆动 ④ 翻转
膜脂的分子运动
1 侧向扩散运动 2 旋转运动 3 摆动运动 4 伸缩震荡运动 5 翻转运动 6 旋转异构化运动
⒉ 影响因素
① 脂肪酸链的长度 ② 脂肪酸链的饱和度 ③ 环境温度 ④ 胆固醇 ⑤ 卵磷脂和鞘磷脂的
内在蛋白——贯穿膜脂双层或插入膜脂 双层的内外两侧面，也称镶嵌蛋白，整 合蛋白，或跨膜蛋白。
占膜蛋白总量70-80% 功能：转运载体、受体、酶、抗原、能量
转换器
膜蛋白主要功能
2.外在蛋白（extrinsic protein）
外在蛋白——分布在质膜脂双层的内外两 侧，也称外周蛋白。 占膜蛋白总量的20-30%，以细胞膜的内表 面为主。
如H2O、CO2、乙醇、尿素等。
疏水分子
小的不带电荷的极性分子 大的不带电荷的极性分子