细胞膜的分子生物学-细胞膜的结构
细胞膜的分子生物学
质膜外表面的蛋白 寡糖链结合
共价键与磷脂酰肌醇相连的
3 膜糖类
细胞外被（cell coat)：膜糖类以糖蛋白或糖脂的形 式均匀分布在生物膜的非胞质面。
功能：有助于蛋白质在膜上的定位与固定，参与细 胞识别及与周围环境的相互作用。
细 胞 被 脂 双 层
细胞内
二、细胞膜的特性
（一）细胞膜的不对称性(asymmetry) 1. 膜脂分布的不对称
钠钾泵机制
（2）钙泵（Ca2+-ATP酶）ATP直接供能
通常细胞内钙离子浓度（10-7M）显著低于 细胞外钙离子浓度（10-3M），这种浓度差 由钙泵维持。
位置：质膜和内质网膜上
每分解一个ATP分子，泵出2个Ca2+。
例：肌质网（sarcoplasmic reticulum）上的 钙离子泵 ，肌细胞膜去极化后引起肌质网 上的钙离子通道打开，大量钙离子进入细 胞质，引起肌肉收缩之后由钙离子泵将钙 离子泵回肌质网。
磷脂酰肌醇(PI) 鞘磷脂(SM)
磷脂的分子结构
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。磷酸基团分别与胆碱、乙醇胺、丝 氨酸或肌醇结合，即形成甘油磷脂分子的头部。
鞘磷脂（SM）：以鞘氨醇代替甘油。鞘磷脂及其 代谢产物神经酰胺等参与各种细胞活动，如细胞 分化、凋亡和增殖。
㈠ 简单扩散（simple diffusion）
影响因素：
分子量越小 脂溶性越强 非极性比极性分子
过脂双层膜速率越快
特点：
①沿浓度梯度扩散 高-低 ②不需要提供能量 ③不需要膜蛋白协助
二、易化扩散
也称促进扩散（facilitated diffusion）。 特点： ①转运速率高； ②运输速率同物质浓度成
003-细胞膜(1)(细胞-2012五)
Acetylcholine
Ca2+ result in contraction
(三).膜糖类：
动物细胞膜中的糖类有7种:D-葡萄糖、D-半乳糖、D甘露糖、L-岩藻糖、N-乙酰半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺和 唾液酸。 (1). 糖蛋白(glycoprotein):糖与肽链的氨基端共价结合。 (2). 糖脂(glycolipid):糖与脂类分子亲水端共价结合。 依寡糖链的单糖的数量种类结合方式排列顺序及有无 分支，可构模型(The Lamella Structure Model) Danielli 于1935年提出: 细胞膜为“蛋白质-磷脂-蛋白 质” 的三夹层结构。
2.单位膜模型(The Unit Membrane Model) Robertson — 单位膜(1960)
3.液态镶嵌模型(The Fluid Mosaic Model) 细胞膜是镶嵌着蛋白质的磷脂双分子层，具有流动性 和不对称性。 该模型解释了膜的流动性是膜某些功能(受体的移动) 得以完成的前提，而膜表面物质(蛋白质)分布的不对称性 决定了膜表面功能的不对称性。
O型:细胞膜(蛋白)-葡萄糖-半乳糖-乙酰葡萄糖胺半乳糖-岩藻糖(构成H抗原) A型:细胞膜-H抗原(半乳糖)-乙酰氨基半乳糖 B型:细胞膜-H抗原(半乳糖)-D型半乳糖
三. 细胞膜的结构:
Overton — 质壁分离、膜的通透性 — 细胞膜由脂类 组成（1895）
Gorter — 膜为脂质双分子层（1925）
去垢剂(detergent):一端亲水另一端疏水的双极性小分子。
有离子去垢剂(十二烷基磺酸钠SDS使膜崩解，膜 蛋白变性)和非离子去垢剂(Triton X-100使膜崩解，但 不使蛋白质变性，常用于显示细胞骨架)两种。
膜分子生物学
膜分子生物学膜分子生物学是一门研究细胞膜及其组成分子的科学，它探究了细胞膜在维持细胞内外环境稳定和调节物质运输等生命活动中的重要作用。
本文将从细胞膜的结构和功能、膜蛋白的特点和功能、膜脂的组成和功能以及膜分子生物学在生命科学领域的应用等方面进行探讨。
细胞膜是细胞的外围结构，它由磷脂双分子层和嵌入其中的蛋白质构成。
磷脂分子是细胞膜的主要组成成分，它们具有疏水性和亲水性两个特点，使得细胞膜具有选择性渗透性。
膜蛋白是细胞膜中最重要的组成分子之一，它既可以负责物质的运输和通道的形成，也可以参与细胞信号传导和细胞黏附等功能。
细胞膜的结构和功能密切相关，不同类型的细胞膜具有不同的结构和功能特点。
例如，细胞内质网膜具有大量的核糖体附着在其上，负责蛋白质的合成和修饰；线粒体内膜呈折叠状，增加了其表面积，有利于能量产生等。
膜蛋白是细胞膜中最重要的功能分子之一，它具有多种生物学功能。
膜蛋白可以作为通道蛋白，负责物质的运输和通道的形成。
例如，离子通道蛋白可以通过调节离子的通透性来维持细胞内外的离子平衡。
膜蛋白还可以作为受体蛋白，参与细胞信号传导。
例如，G蛋白偶联受体可以感受到细胞外的信号物质，通过激活细胞内的信号传导通路来调节细胞的生理活动。
此外，膜蛋白还可以作为酶蛋白，参与细胞代谢和分解等生化反应。
膜脂是细胞膜的另一个重要组成部分，它包括磷脂、甘油脂和类固醇等。
磷脂是细胞膜中最主要的脂质成分，其分子结构包含一个亲水性的磷酸基团和两个疏水性的脂肪酸基团。
磷脂分子在水环境中会自组装成磷脂双分子层，形成细胞膜的主要结构框架。
甘油脂则起到细胞膜的稳定作用，类固醇则调节细胞膜的流动性和通透性。
膜脂的组成和分布对细胞膜的结构和功能具有重要影响，不同类型的细胞膜具有不同的膜脂组成和分布。
膜分子生物学作为一门交叉学科，已经在生命科学领域发挥着重要的作用。
膜分子生物学的研究成果不仅可以深化对细胞膜结构和功能的理解，还可以为药物设计和疾病治疗提供理论依据。
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能在我们的身体中，每一个细胞都被一层薄薄的膜所包裹，这就是细胞膜。
它虽然极其微小，但却起着至关重要的作用，就如同细胞的“保护罩”和“信息传递员”。
细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量的糖类组成。
脂质是细胞膜的基本骨架，其中磷脂是最主要的成分。
磷脂分子有着独特的结构，它的头部亲水，而尾部疏水。
这种特性使得磷脂分子在水环境中能够自发地排列成双分子层，形成细胞膜的基本结构。
蛋白质在细胞膜中扮演着多种重要的角色。
有的蛋白质镶嵌在膜的表面，有的则贯穿整个膜。
这些蛋白质就像镶嵌在细胞膜这座“大厦”中的各种“设备”，具有不同的功能。
比如，有些蛋白质是运输物质的“载体”，能够帮助细胞摄取或排出所需的物质；有些则是接受和传递信号的“接收器”，使细胞能够感知外界环境的变化并做出相应的反应；还有一些蛋白质起着连接细胞内外的“桥梁”作用，参与细胞间的通讯和连接。
糖类在细胞膜中虽然含量较少，但也有着不可忽视的作用。
它们通常与蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂。
这些糖链就像细胞的“身份标识”，能够帮助细胞识别和区分其他细胞或物质。
细胞膜的结构特点决定了它的功能。
细胞膜具有选择透过性，这意味着它能够控制物质的进出。
细胞需要的营养物质，如氧气、葡萄糖等，可以通过细胞膜进入细胞；而细胞产生的废物，如二氧化碳等，则可以通过细胞膜排出细胞。
这种选择透过性就像一个智能的“守门员”，只允许对细胞有用的物质通过，而将有害物质或不需要的物质拒之门外。
细胞膜还能够进行细胞间的信息交流。
细胞之间可以通过直接接触传递信息，例如免疫细胞之间的相互作用。
也可以通过分泌化学物质，如激素，来传递信息。
这些化学物质被释放到细胞外，然后与其他细胞表面的受体蛋白结合，从而将信息传递给接收细胞。
这种信息交流就像细胞之间的“悄悄话”，使得细胞能够协调工作，共同完成生物体的各种生命活动。
此外，细胞膜还参与细胞的免疫反应。
它能够识别并结合病原体，启动免疫细胞的攻击和防御机制，保护细胞和生物体的健康。
细胞膜结构和功能的研究和应用
细胞膜结构和功能的研究和应用人们一直在探究和研究细胞结构和功能，其中一个非常重要的组成部分就是细胞膜。
细胞膜是一个非常复杂的结构，它是细胞的保护屏障，同时也是物质和能量传递的关键渠道。
在本文中，我们将深入探究细胞膜的结构和功能以及其在生命科学和医学上的应用。
细胞膜的结构细胞膜是由磷脂双层和蛋白质构成的复杂结构。
磷脂是细胞膜最基本的组成成分，它们由一个疏水性的脂肪酸尾部和一个亲水性的磷酸头部组成。
这种分子结构使得磷脂可以在水性环境中形成很稳定的双层结构。
脂质双层中的磷脂分子可以由不同种类的脂肪酸组成，这取决于它们的长度、饱和度和分支情况。
相比之下，细胞膜中的蛋白质数量和种类要多得多。
蛋白质可以嵌入到脂质双层中，或者悬浮在细胞膜表面。
它们的功能是非常复杂的，可以通过信号传递、细胞识别和物质转运等方式直接或间接地与细胞外界互动。
细胞膜的功能细胞膜具有多种功能，其中最重要的是维护细胞内外的稳态。
它不仅防止水分和溶质的过度流失和渗入，还可以准确地控制进出细胞的物质和信号分子的流动。
细胞膜的选择性通透作用有利于细胞对外界物质的选择性吸收和内部物质的有序排泄。
例如，由于脂质双层的构成，一些极性分子无法简单地通过细胞膜，需要依靠通道蛋白或运载蛋白。
细胞膜的多功能性还体现在它作为细胞信号转导、细胞黏附和细胞识别的重要媒介。
一些膜蛋白在细胞黏附和细胞间联系中起着重要作用，而细胞膜上的一些受体蛋白则能感知到外部信号，并向细胞内部传递。
这一点非常重要，因为它将细胞的生物学过程与外部环境联系在一起。
细胞膜在生命科学和医学中的应用对细胞膜结构和功能的深入研究为科学家在生命科学和医学领域的理解提供了重要支持，例如细胞学、分子生物学、免疫学和药理学等领域。
了解细胞膜组成和功能有助于我们更好地控制细胞正常和异常代谢，亚细胞结构的可视化更可对细胞的机制及其疾病的治疗提供指导和创新。
相应的，细胞组成对药物靶点的选择也极其关键，并且可能影响药物的合理利用和效用。
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能细胞膜是细胞的重要组成部分，具有多种重要的结构和功能。
本文将详细介绍细胞膜的结构与功能，以便更好地理解这一关键的细胞组成部分。
细胞膜是位于细胞外部的一个薄膜，主要由磷脂双分子层构成。
磷脂分子是由一个疏水性的疏水磷脂头部和两个亲水性的脂肪酸尾部组成，疏水性头部朝向膜内部，亲水性尾部朝向膜表面。
这种结构使得细胞膜具有半透性，可以选择性地允许物质的通过，起到了保护细胞内部结构的作用。
除了磷脂双分子层外，细胞膜还包含许多不同的蛋白质。
这些蛋白质在细胞膜上扮演着各种重要的角色，如传递信号、运输物质、细胞识别等。
另外，一些糖脂和胆固醇也分布在细胞膜上，参与调节膜的流动性和稳定性。
细胞膜的功能非常多样化。
首先，细胞膜起到了隔离细胞内外环境的作用，维持了细胞内稳定的内部环境。
其次，细胞膜参与了物质的运输，通过细胞膜上的蛋白质通道，物质可以在细胞内外之间进行传递。
此外，细胞膜还参与了细胞的识别和信号传导，通过细胞膜上的受体蛋白，细胞可以感知外部环境的信号并做出相应的反应。
除了以上功能，细胞膜还参与了细胞的吞噬作用和细胞间的黏附。
在细胞吞噬过程中，细胞膜会形成囊泡，将外界物质吞入细胞内部。
而在细胞间的黏附中，细胞膜上的一些蛋白质可以与其他细胞表面的蛋白质结合，使细胞之间紧密连接。
总的来说，细胞膜在细胞内外环境的交互作用中发挥着至关重要的作用。
其结构的复杂性和多样性决定了其功能的多样性，使得细胞能够适应不同的生存环境并保持生命活动的正常进行。
通过深入了解细胞膜的结构与功能，我们可以更好地理解细胞内部的生物学过程，为细胞生物学和生物医学研究提供重要参考。
希望本文能够帮助读者更好地理解细胞膜这一重要的细胞组成部分。
分子生物学知识：细胞膜受体的结构和功能
分子生物学知识：细胞膜受体的结构和功能细胞膜受体的结构和功能细胞膜受体是指位于细胞膜表面的蛋白质，可以识别外细胞环境中的信号分子，从而实现信号转导和细胞内反应的调节。
细胞膜受体的结构多样，但大多与细胞膜脂质的结构密切相关，也因此被称为“膜蛋白”。
一、结构说明细胞膜受体的结构可以分为三个部分：跨膜区、细胞外区和细胞内区。
（一）跨膜区：细胞膜受体大多数为跨膜蛋白，跨膜区通常由数列较为保守的跨膜域组成。
它们能够穿过细胞膜脂双层，使细胞内外液体得以相连通。
跨膜域通常包括α螺旋、β折叠片、α-β结构等多种形式，它们的选择与所处环境、功能有关。
α螺旋结构：这是跨膜区最常见的结构类型，由一条长螺旋构成。
α螺旋形成时，氨基酸依次连接共价键，呈现出螺旋状。
螺旋内面和外面分别面对不同的环境，因而α螺旋常被用来传递信号。
β折叠片：它们是由氨基酸连接而成的多股片层状结构，β折叠片交替连接而成的三维空间结构称为β表面。
α螺旋和β折叠片区别较大，表面的化学性质和位置相对而言较为不稳定。
但在一些细胞膜受体中，β折叠片仍然起着重要的作用。
α-β结构：这是一种较为复杂的结构，α螺旋和β折叠片交错排列，有着折中的优点和特征。
（二）细胞外区：它通常包括了细胞外域和配体结合区。
细胞外域与细胞外环境交互作用，配体结合区用于特异性地识别特定的配体。
（三）细胞内区：它位于细胞膜的内侧，通过膜内膜外区域的跨膜结构与细胞外区、跨膜区之间进行信息传递。
二、功能分析细胞膜受体通过特定的分子结合并识别信号物转导细胞内部作用的调节。
常见的细胞膜受体可以分为以下类型：（一）离子通道受体：离子通道受体分子体积较小，能够穿过细胞膜，形成通道。
它们有一个可以开闭的门而不是拥有一个配体结合区，当特定离子进入通道时，门就会打开，信号就传到细胞内。
例如神经元表面的神经递质受体。
（二）酶联受体：酶联受体通过配合或识别特定的配体，领先细胞产生化学反应。
例如葡萄糖受体、胰岛素受体等。
细胞膜和细胞器的结构和功能
细胞膜对细胞器的保护作用
维持细胞器的完整性和稳定性
01
细胞膜作为细胞的边界，能够保护细胞器免受外部环境中的物
理和化学因素的影响，维持细胞器的完整性和稳定性。
调节物质进出细胞器
02
细胞膜通过控制物质进出细胞器的过程，维持细胞器内部环境
的相对稳定，保证细胞器的正常功能。
传递信息
03
细胞膜上的受体能够接收外部信号并传递给细胞器，从而调节
细胞器的活动。
细胞器对细胞膜的影响
细胞器参与细胞膜的构建
许多细胞器如内质网、高尔基体等参与细胞 膜的合成和加工，对细胞膜的结构和功能有 重要影响。
细胞器调节细胞膜的功能
细胞器如线粒体、叶绿体等通过产生能量和合成物 质，为细胞膜的功能提供必要的支持和调节。
细胞器与细胞膜的相互作 用
细胞器与细胞膜之间存在复杂的相互作用， 如内吞作用、外排作用等，共同维持细胞的 正常生理功能。
细胞骨架与细胞膜和细胞器的联系
细胞骨架通过锚定蛋白等结构连接细胞膜和细胞器，维持细胞的形态 和稳定性。同时，细胞骨架也参与物质运输和信息传递等过程。
04 细胞膜和细胞器 的结构与功能详 解
细胞膜的结构与功能
结构
细胞膜主要由脂质双分子层构成，其 中镶嵌有蛋白质分子，形成具有选择 透过性的生物膜。
功能
• 细胞分裂与分化：在细胞分裂过程中，细胞膜和细胞器协同作用，确保遗传物质的均等分配和细胞器的合理分 布。在细胞分化过程中，不同种类的细胞器发挥各自的功能，使得细胞能够执行不同的生理功能。
05 细胞膜和细胞器 的研究方法与技 术
显微镜技术
光学显微镜
利用可见光和光学透镜成 像，可观察细胞及细胞器 的形态和结构。
细胞膜的分子生物学ncx
（二）膜蛋白
膜蛋白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
跨膜蛋白（transmembrane proteins）或整合 蛋白（integral protein）、 外周蛋白（peripheral protein） 脂锚定蛋白(lipid-anchored protein)
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
神经节苷脂本身就是一类膜上的受体，已知破伤风毒 素、霍乱毒素、干扰素、促甲状腺素、绒毛膜促性腺 激素和5-羟色胺等的受体就是不同的神经节苷脂。
其结构与SM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。
ES.（extrocytopasmic surface） 质膜的细胞外表面
EF（extrocytopasmic face） 质膜的细胞外小页断裂面 PF（protoplasmic face）原生质小页断裂面。 PS（protoplasmic surface）质膜的原生质表面
1．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
可用光脱色恢复技术 （fluorescence recovery after photobleaching， FRAP）和细胞融合技 术检测侧向扩散。膜 蛋白的侧向运动受细 胞骨架的限制，破坏 微丝的药物如细胞松 弛素B能促进膜蛋白的 侧向运动。
荧光素标记蛋白
激光漂白某一区域
荧光恢复
荧光漂白恢复法
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。
高中生物第二章细胞膜的结构和功能知识点
高中生物第二章细胞膜的结构和功能知识点一切动物细胞都被一层薄膜所包被，称为细胞膜或质膜（plasma membrane），它把细胞内容物细胞周围环境（主要是细胞外液）分隔开来，使细胞能相对地独立于环境而存在。
很明显，细胞要维持正常的生命活动，不仅细胞的内容物不能流失，而且其化学组成必须保持相对稳定，这就需要在细胞和它所和的环境之间有起屏障作用的结构；但细胞在不断进行新陈代谢的过程中，又需要经常由外界得到氧气和营养物质。
排出细胞的代谢产物，而这些物质的进入和排出，都必须经过细胞膜，这就涉及到物质的跨膜转运过程。
因此，细胞膜必然是一个具有特殊结构和功能的半透性膜，它允许某些物质或离子有选择的通过，但又能严格地限制其他一些物质的进出，保持了细胞内物质成分的稳定。
细胞内部也存在着类似细胞膜的膜性结构。
组成各种细胞器如线粒体、内质网等的膜性部分，使它们与一般胞浆之间既存在某种屏障，也进行着某些物质转运。
细胞膜膜除了有物质转运功能外，还有跨膜信息传递和能量转换功能，这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。
膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用，而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。
一、膜的化学组成和分子结构从低等生物草履虫以至高等哺乳动物的各种细胞，都具有类似的细胞膜结构。
在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带,中间夹有一条厚2.5nm的透明带,总厚度约7.0~7.5nm左右这种结构不仅见于各种细胞的细胞膜，亦见于各种细胞器的膜性结构，如线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜等，因而它被认为是一种细胞中普遍存在的基本结构形式。
各种膜性结构主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成；尽管不同来源的膜中各种物质的比例和组成有所不同，但一般是以蛋白质和脂质为主，糖类只占极少量。
如以重量计算，膜中蛋白质约为脂质的1~4倍不等，但蛋白质的分子量比脂质大得多，故膜中脂质的分子数反较蛋白质分子数多得多，至少也超过蛋白质分子数100倍以上。
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2.细胞间的识别与黏附
27
细胞膜的化学组：
膜脂
生物膜 基本骨架
磷脂 糖脂
甘油磷脂 鞘氨醇
胆固醇
磷脂酰胆碱(卵磷脂，PC) 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，PE） 磷脂酰丝氨酸(PS) 磷脂酰肌醇(PI)
膜蛋白 内在膜蛋白
多种方式
外在膜蛋白
与脂双层结合 脂锚定蛋白
膜糖 糖脂
质膜表面 糖蛋白
蛋白多糖
㈠ 膜糖类存在的形式
1.单个糖链共价结合于膜脂分子形成糖脂 2.单个糖链共价结合于膜蛋白分子形成糖蛋白 3.多个糖链共价结合于膜蛋白分子形成蛋白多糖
24
㈡ 膜糖类的功能
1. 保护细胞表面—细胞外被(糖萼)
大多数真核细胞膜表面，富糖类的周缘区称 为细胞外被(糖萼)
25
糖萼
糖脂和糖蛋白上所有的糖类都位于膜的非胞质面一侧
18
蛋白与膜的结合方式
①、②膜内在蛋白；③、④脂锚定蛋白；⑤、⑥膜外在蛋白
19
（一）膜内在蛋白（integral proteins ）
又称为整合蛋白，以不同程度嵌入脂双层的内 部。膜蛋白为两性分子。它与膜结合非常紧密 ，只有用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤 下来，常用SDS和Triton-X100。
人工脂质体可用于： 1. 转基因 2. 制备药物 3. 研究生物膜的特性
13
兼性分子在水环境中存在的三种形式：
球形分子团
脂质体
双分子层
14
15
脂双层的特点：
⑴自我封闭性 ⑵装配性 ⑶流动性 ⑷不对称性
16
膜脂的功能：
1）支撑，膜脂是细胞的骨架； 2）维持构象并为膜蛋白行使功能提供环境； 3）是部分酶行使功能所必需的。
CH 2 CH 2 O O P OO
H 2C HC CH 2 H 2C
O
O
O
+ NH 3 H C COO -
CH 2 O O P OO
HC CH 2
H 2C
O
O
CH 3 H 3C + N CH 3
CH 2 CH 2 O O P OO
HC CH 2
H 2C
O
O
O
HC O
OH H
H H O OH
P OO
一、膜脂（Membrane Lipid）
膜脂主要包括磷脂、胆固醇和糖脂三种类型。 （一）磷脂(phospholipid)
是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％ 以上。 磷脂分子由1个亲水的头部和2个疏水的尾部组 成，称之为双亲性分子（amphipathic molecule）或兼性分子，能自动形成双分子层。
侧向扩散
伸缩和震荡运动
羟链的旋转异构
旋转运动
翻转运动
31
（二）影响脂膜流动性的因素
相变（phase transition）:
由同一种类型磷脂合成的脂双层，可在一个凝 固点上由液态转变为凝胶状态，这种物态的转变 叫相变。相变温度越低，膜从液态转变为固态的 速度越慢，膜的流动性越能保持。
28
二 细胞膜的特征
(一)细胞膜具有流动性 (二)细胞膜具有不对称性
29
一、流动性
膜脂的流动性和膜蛋白的运动性，称为膜 的流动性，是细胞进流体
1.膜脂运动的种类
⑴.侧向扩散
⑵.翻转运动
⑶.旋转运动
⑷.伸缩和震荡运动
⑸. 羟链的旋转异构运动
30
内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道
多个α螺旋组成亲水通道；
β折叠组成亲水通道。
20
（二）外在膜蛋白(peripheral membrane protein)
与膜连接较松散，较轻柔方法（置于高、低 渗或极端pH溶液中）即可破坏蛋白之间的 连接而不损伤脂双层。
21
22
23
三、膜糖类
真核细胞表面均有糖类，位于膜的非胞质侧
4.细胞膜的分子生物学-细胞膜的结构2013
第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
2
细胞膜（Cell Membrane）：
细胞质与外界相隔的一层薄膜，又叫质膜。此外， 细胞还有丰富的膜性细胞器，如内质网、高尔基复合 体、溶酶体等，称为细胞的内膜系统。现在把脂膜和 内膜系统总称为生物膜。
生物膜特点：
①脂类
CH 2
H OH
OH OH
H
OH
磷酸
甘油
C OC O
C OC O
C OCO
C OC O
R1
R2
磷脂酰P E乙醇胺
R1
R2
磷脂P S酰丝氨酸
R1
R2
磷脂P C 酰胆碱
R1
R2
磷脂P酰I 肌醇
质膜中的主要磷脂分子
脂肪酸
9
（二）胆固醇（cholesterol）
是真核细胞膜中另一重要 的脂质，动物细胞中胆固 醇:磷脂 ≈1:1，植物细胞 中约占膜脂的2%。双亲 性分子。
蛋白分子
非共价键
5nm厚连续的脂双 层
②蛋白质分子镶嵌于脂双层中，执行膜的各种 功能
3
第一节 细胞膜的化学组成与分子结构
4
细胞膜的化学组成：
磷脂
膜脂
生物膜 结构骨架
胆固醇 糖脂
膜蛋白
多种方式 与脂双层结合
膜内在蛋白 膜外在蛋白 脂锚定蛋白
与脂类结合- 糖脂
膜糖
质膜表面 与蛋白结合- 糖蛋白 5
17
二、膜蛋白（Membrane Protein）
膜蛋白是膜功能的主要体现者。核基因组编码的蛋 白质中30%左右的为膜蛋白。
根据膜蛋白与脂双层结合的不同方式可分为：
膜内在蛋白（整合膜蛋白，跨膜蛋白） 膜外在蛋白（外周蛋白）（非共价键，间接与膜结合） 脂锚定蛋白（脂连接蛋白）（共价键与脂分子结合）
功能是提高膜的稳定性， 调节流动性，降低水溶性 物质的通透性。
亲水区域 疏水区域
10
（三）、糖脂 脂类＋寡糖
总量5%以下，也是双亲性分子，含糖而不含磷酸 的脂类，在神经细胞膜上含量较高。 糖脂主要位于膜的非胞质面
如：神经节苷脂 神经元细胞膜重要成分之一 家族性白痴病（Tay-sachs disease）
在患者细胞内缺乏氨基己糖脂酶，不能将神经节苷脂GM2 加工成为GM3，结果大量的GM2累积在神经细胞中，导 致中枢神经系统退化。
11
羟 链
脂 肪 酸
羟
脂
链
肪
酸
1. 半乳糖脑苷脂 2. GM1神经节苷脂
3. 唾液酸
糖脂的化学结构
12
（四）、脂质体（Liposome）
脂质体是根据磷脂分子在水相中形成稳定的脂双 层膜的趋势而制备的一种人工膜。
6
磷脂分为两类：
甘油磷脂 鞘磷脂
磷脂酰胆碱(卵磷脂，PC)
以甘油为骨架 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，PE） 磷脂酰丝氨酸(PS)
磷脂酰肌醇(PI)
第二信使
以鞘胺醇为骨架代谢
神经酰胺 鞘胺醇
增殖 分化
1-磷酸鞘胺醇 凋亡
7
极性 （亲水头）
胆碱 磷酸 甘油
非极性 （疏水尾）
磷脂酰胆碱化学结构
8
+ NH 3