细胞4,细胞膜与细胞表面
细胞表面及其特化结构
细胞表面的特化结构
质膜常带有许多特 化的附属结构。如：微 绒毛、褶皱、纤毛、鞭 毛等等，这些特化结构 在细胞执行特定功能方 面具有重要作用。由于 其结构细微，多数只能 在电镜下观察到。
微绒毛
细胞表面伸出的细长指 状突起，广泛存在于动物细 胞表面，直径约为0.1μm。 微绒毛的存在扩大了细胞的 表面积，有利于细胞同外环 境的物质交换，如小肠上的 微绒毛。肿瘤细胞对葡萄糖 和氨基酸的需求量都很大， 因而大都带有大量微绒毛。
人气管上皮细胞表面的纤毛 细菌表面的鞭毛
细胞表面的一种特化结构---细胞连接
相邻细胞表面形成的各种连接装置 ——细胞连接（cell junction)
细胞连接(cell junction）
定 义：各种组织中的细胞按一定的排列方式互相接触,
相邻细胞表面形成的各种连接装置。 人 小 肠 壁 示 意 图
细胞连接的类型
类型 封闭连接 锚定连接
通讯连接
结构分类
主要特征
主要分布
紧密连接
黏合连接 黏合带 黏着斑
桥粒连接 桥粒 半桥粒
相邻细胞膜形成封闭链
肌动蛋白纤维参与锚定 细胞与细胞连接
细胞与外基质连接
上皮细胞、脑微 血管内皮细胞
上皮细胞 上皮细胞基部
中间纤维参与锚定 细胞与细胞连接 细胞与外基质连接
心肌细胞、上皮细胞 上皮细胞基部
微绒毛、褶皱、内褶、纤毛、鞭毛等。 • 细胞连接
1.紧密连接 2.锚定连接 3.通讯连接 • 细胞粘附分子
钙tegrins家族
由和两个亚基形成的异源 二聚体糖蛋白。人体细胞中已 发现24种链和9种链，它们 相互配合形成不同的二聚体整 合素，可与不同的配基结合， 从而介导细胞与基质、细胞与 细胞之间的粘着。
医学细胞生物学名词解释
医学细胞生物学名词解释重点医学细胞生物学名词解释1. 细胞（cell）是组成包括人类在内的所有生物体的基本单位，这一基本单位的含义即包括结构上的，也包括功能上的。
2. 细胞生物学（cell biology）是在细胞水平上研究生物体的生长、运动、遗传、变异、分化、衰老、死亡等生命现象的学科。
3. 医学细胞生物学（medical cell biology）以人体或医学为对象的细胞生物学研究或学科。
4. 原核细胞（prokaryotic cell）是组成原核生物的细胞，这类细胞主要特征是细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜，且遗传信息量小，因此进化地位较低。
5. 真核细胞（eukaryotic cell）指含有真核（被核膜包围的核）的细胞，主要特征是有细胞膜、发达的内膜系统和细胞骨架体系。
6. 生物大分子（biological macromolecules）也称多聚体，由许多小分子单体通过共价键连接而成，相对分子质量比较大，包括蛋白质、核酸和多糖等。
7. 多肽链（polypeptide chain）多个氨基酸通过肽键组成的肽称为多肽链。
8. 细胞蛋白质组（proteome）将细胞内基因活动和表达后所产生的全部蛋白质作为一个整体，研究在个体发育的不同阶段，在正常或异常情况下，某种细胞内所有蛋白质的种类、数量、结构和功能状态，从而阐明基因的功能。
9. 拟核（nucleoid）原核细胞没有核膜包被的细胞核，也没有核仁，DNA位于细胞中央的核区就称为拟核。
10. 质粒（plasmid）很多细菌除了基因组DNA外，还有一些小的双链环形DNA分子，称为质粒。
11. 细胞膜（cell membrane）又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类所组成的生物膜。
12. 生物膜(biological membrane)人们把生物膜和细胞内各种模性结构统称为生物膜。
13. 单位膜(unit membrane)生物膜在电镜下呈现出较为一致的3层结构，即电子致密度高的内、外两层之间夹着电子密度较低的中间层。
《细胞生物学》系列课程：第四章质膜和细胞表面一
《细胞生物学》系列课程：第四章质膜和细胞表面一《细胞生物学》系列课程第四章质膜和细胞表面一第四章质膜和细胞表面概述：质膜、内膜系统、生物膜、单位膜第一节质膜的化学成分第二节质膜的分子结构第三节质膜的特性第四节细胞表面及其特化结构第五节质膜与细胞的物质运输概述：质膜（plasmamembrane）细胞质与外界相隔开的一层界膜，又称细胞膜(cellmembrane)，厚7~10nm存在意义：屏障作用，提供稳定的内环境物质转运信号传递、细胞识别等内膜系统（Endo-membranesystem）除质膜外，真核细胞内还有一些膜结构。
概念：真核细胞内那些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构细胞器的总称。
生物膜（biologicalmembrane）所有膜性结构的总称20Ao35Ao20Ao单位膜（unitmembrane）——生物膜的共同形态结构特征概念：透射电镜下，生物膜呈现出“两暗夹一明”铁轨样形态，称为单位膜。
第一节质膜的化学成分脂类：50%蛋白质：40~50%糖类：1~10%不同类型生物膜三种物质的比例不同，一般，膜功能复杂，蛋白质含量高。
一、膜脂（membranelipid）概述膜脂是细胞膜的基本组成成分种类：磷脂（最多）、胆固醇和糖脂特点：兼性（双亲性、两亲性）分子存在形式：脂质双分子层功能：生物膜的基本骨架屏障作用赋予膜流动性(一)磷脂（phospholipid）——膜脂的基本成分含量最多的膜脂，约占膜脂的50%以上双亲性分子1个亲水头2个疏水尾（多为脂肪酸链）可分两大类：甘油磷脂鞘磷脂胆碱乙醇胺丝氨酸肌醇1.甘油磷脂——以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇极性基团磷酸甘油脂肪酸链磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）2.鞘磷脂——以鞘氨醇为骨架在神经细胞膜中特别丰富，原核和植物细胞膜中不含。
1个亲水头2个疏水尾胆碱等胆碱脂肪酸脂肪酸脂肪酸烃链甘油磷脂鞘磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰胆碱鞘磷脂鞘氨醇分子团脂质体磷脂双层磷脂分子在水溶液中的3种构型：①球形单层分子团②双分子层③脂质体抗体聚乙二醇脂溶性药物人工脂质体应用：转基因载体药物载体膜功能的研究疏水尾(二)胆固醇（cholesterol）主要存在于动物细胞膜上，原核细胞中无植物细胞中少(约占膜脂2%)含量多不超过膜脂的1/3个别达50%两亲性分子亲水头&疏水尾（胆固醇）分布：散布在磷脂分子之间功能：①维持膜的稳定性②调节膜的流动性（双向调节）甾环胆固醇对膜流动性的双向调节糖脂（三）糖脂（glycolipid）普遍存在于原核和真核细胞质膜上，约占膜脂总量的5%。
第四章：细胞质膜
的脂双层中呈不均
匀分布，如：PC和
SM主要分布在外小
叶，PE和PS分布在
内小叶。
镰刀形红细胞与荧光标记的 annexinV共孵育的荧光显微镜照片
流式细胞仪检测到的PS暴露
于表面的红细胞的百分比
2，膜蛋白的不对称性 包括：整合蛋白插入的深度不同； 穿过蛋白质两侧的基团不同；
两侧表面边周蛋白的性质种类不同。
1，2：膜整合蛋白 3，4：脂锚定蛋白 5，6：外周蛋白
1、整合膜蛋白（integral membrane protein） 1）也称跨膜蛋白(transmembrane proteins)，为两 性分子，非极性区（疏水区）插在脂双层分子之间， 极性区（亲水区）则朝向膜的表面，占70%～80%。 2）主体穿过细胞膜脂双层，分为单次跨膜、多次跨 膜和多亚基跨膜蛋白三种。 3）单次跨膜蛋白肽链穿过脂双层一次，有胞外、胞 质和跨膜三个结构域，跨膜域含有20～30个疏水性 氨基酸，以α螺旋构象穿越脂双层。穿膜的方式包 括：
结合，因此只要改变溶液的离
子强度甚至提高温度就可以从
膜上分离下来。
有时很难区分整合蛋白和外周蛋白，主要是因为一
个蛋白质可以由多个亚基构成，有的亚基为跨膜蛋
白，有的则结合在膜的外部。
附着
膜蛋白
膜蛋白
周边蛋白
周边蛋白
附着在其他膜蛋白上的周边蛋白
3、脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）
滑入细胞质或在脂肪双层翻转，也可能参与环境相互
作用，细胞识别。
二、细胞膜的特性 （一）膜的不对称性决定膜功能的方向性 膜组分分布不对称性与膜功能的不对称性，使生 命活动高度有序。 1、膜脂的不对称性 1）膜脂内外层化学组成不对称 2）不同膜性细胞器中脂类成分组成不同
细胞膜知识点
细胞膜知识点细胞膜是生物体中最外层的结构，也被称为细胞壁或细胞外膜。
它是由脂质双层和各种蛋白质组成的半透性结构。
细胞膜是细胞的关键组成部分，具有多种功能，如维持细胞形状、控制物质进出细胞、参与细胞信号传递等。
1. 脂质双层：细胞膜主要由脂质双层构成。
脂质分子具有亲水性头部和疏水性尾部，这样的结构使得两层脂质分子靠近并形成双层结构，头部朝向水相，尾部朝向内部。
这个脂质双层提供了细胞膜的可渗透性，使得物质可以通过扩散和其他运输机制进入和离开细胞。
2. 糖蛋白：细胞膜上的糖蛋白起着识别和信号传递的作用。
糖蛋白是在细胞膜上附着的糖类分子与蛋白质分子结合形成的一种复合物。
它们可以通过与其他细胞表面分子的结合来提供细胞识别和粘附的能力，并参与细胞间的信号传递。
3. 胆固醇：胆固醇是细胞膜中的一种脂质分子。
它通过插入细胞膜的脂质双层中，增加了细胞膜的稳定性和弹性。
胆固醇还能调节细胞膜的流动性，影响物质的传输。
4. 载体蛋白：细胞膜上的载体蛋白参与物质的运输过程。
有两种主要类型的载体蛋白：携带型和通道型。
携带型蛋白可以与特定的分子结合，并将其跨越细胞膜。
通道型蛋白则形成孔道，以允许特定的离子或分子通过。
这些载体蛋白的存在使得细胞膜具备选择透过特定物质的能力。
5. 细胞识别：细胞膜上的蛋白质和糖类分子参与细胞识别的过程。
细胞膜上的糖蛋白可以与其他细胞或分子结合，从而实现细胞间的相互作用和识别。
这个过程对于细胞的免疫应答、组织发育和器官发育非常重要。
6. 细胞信号传递：细胞膜上的蛋白质参与细胞间的信号传递过程。
这种信号通常涉及一系列的膜蛋白质、配体和激活途径。
细胞膜上的受体蛋白质能够感知外部信号，然后通过细胞膜的内部信号传递路径将信息传递到细胞内。
7. 细胞边界维持：细胞膜具有维持细胞内外环境的稳定性的作用。
它可以控制溶质的流动，防止细胞内外物质过量交换。
细胞膜还可以防止毒素和有害物质进入细胞内。
总结起来，细胞膜是细胞中最外层的结构，由脂质双层和不同类型的蛋白质组成。
细胞间信息传递知识点总结
细胞间信息传递知识点总结细胞是构成生命的基本单位，它们通过信息传递来实现协调和调控。
尽管细胞间的信息传递过程非常复杂，但可以通过几个关键的步骤来概括。
本文将逐步介绍细胞间信息传递的过程。
1.细胞膜：细胞膜是细胞的外部边界，起到隔离和保护细胞内部结构的作用。
它由脂质双层组成，其中嵌入了多种蛋白质。
这些蛋白质在细胞膜上扮演着重要的角色，包括接受外部信号和传递内部信号。
2.受体蛋白：细胞膜上的受体蛋白是细胞接受外部信号的关键。
当外部信号（例如激素或神经递质）与受体蛋白结合时，会触发一系列的反应。
3.信号传导通路：一旦受体蛋白被激活，它会通过信号传导通路将信号传递到细胞内部。
信号传导通路包括多个步骤，通常涉及多个蛋白质和分子的相互作用。
常见的信号传导通路包括MAPK通路和PI3K通路等。
4.二级信使：在信号传导通路中，一些小分子物质被称为二级信使。
二级信使的主要作用是在细胞内部传递信号。
常见的二级信使包括环磷酸腺苷（cAMP）和钙离子等。
5.转录因子：转录因子是细胞内部信号传导的关键调节因子。
一旦信号到达细胞核，转录因子将与DNA结合并调控基因的表达。
这种调控可以通过激活或抑制基因的转录来实现。
6.基因表达：基因表达是细胞间信息传递的最终结果。
通过信号传导通路和转录因子的调控，特定基因的转录和翻译过程被启动，从而产生特定的蛋白质。
这些蛋白质将进一步参与细胞的功能和调控。
7.反馈调节：细胞间信息传递还涉及反馈调节机制。
这意味着一些信号可以通过调节信号传导通路中的组分来调节其自身的产生。
这种反馈机制有助于维持细胞内部的平衡和稳态。
8.细胞间相互作用：最后，细胞间信息传递也可以通过细胞间的直接相互作用来实现。
例如，细胞表面上的黏附蛋白可以与周围细胞的黏附蛋白结合，通过细胞间连接通道传递信号。
综上所述，细胞间信息传递是一个复杂而精密的过程，涉及多个步骤和分子的相互作用。
通过了解这些知识点，我们可以更好地理解细胞内部的调控机制，以及细胞与外部环境的相互作用。
细胞生物学1-4章复习题
第一章绪论本章要点：本章重点阐述细胞生物学的形成、发展及目前的现状和前景展望。
要求重点掌握细胞生物学研究的主要内容和当前的研究热点或重点研究领域，重点掌握细胞生物学形成与发展过程中的主要重大事件及代表人物，了解细胞生物学发展过程的不同阶段及其特点。
一、名词解释1、细胞生物学cell biology2、显微结构microscopic structure3、亚显微结构submicroscopic structure5、分子细胞生物学molecular cell biology二、填空题1、细胞生物学是研究细胞基本规律的科学，是在、和三个不同层次上，以研究细胞的，、、、和等为主要内容的一门科学。
2、年英国学者第一次观察到细胞并命名为cell；后来第一次真正观察到活细胞有机体的科学家是。
3、1838—1839年，和共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的。
5、1858年德国病理学家魏尔肖提出的观点，通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。
6、人们通常将1838—1839年和确立的；1859年确立的；1866年确立的，称为现代生物学的三大基石。
7、细胞生物学的发展历史大致可分为、、、和分子细胞生物学几个时期。
五、简答题1、细胞学说的主要内容是什么？有何重要意义？2、细胞生物学的发展可分为哪几个阶段？六、论述题1、什么叫细胞生物学？试论述细胞生物学研究的主要内容。
2、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。
七、翻译题1、cell biology2、cell theory3、protoplasm4、protoplast第二章细胞基本知识概要本章要点：本章对细胞的基本概念和基本共性作了简要概括，重点阐述原核细胞和真核细胞的特点。
要求重点掌握细胞的基本概念，重点掌握真核细胞与原核细胞的异同，了解制约细胞大小的因素及细胞的形态结构与功能的相关性。
一、名词解释1、细胞2、病毒（virus）4、原核细胞5、原核（拟核、类核）6、细菌染色体（或细菌基因组）7、质粒8、芽孢10、类病毒11、细胞体积的守恒定律二、填空题1、所有细胞的表面均有由和构成的；所有的细胞都含有种核酸；所有细胞都以方式增殖；所有细胞内均存在蛋白质生物合成的机器。
细胞膜的四个主要功能
细胞膜的四个主要功能细胞膜是最复杂的活性物质，它是几乎所有生命细胞结构中最重要的组成部分，它是一层由脂质、蛋白质和核酸构成的微薄薄膜，具有非常丰富的功能特性。
（1）它可以保护细胞免受外界损伤和代谢毒物；（2）它能够对正常的细胞成分和应用物质的积累进行调节；（3）它能极大地控制细胞的退化和分裂；（4）它可以指导细胞自身的成熟，维护细胞间传递信息的连续性，有效地指导细胞方向性的迁移，它还可以负责细胞表面与细胞外环境之间的各种知觉和反应过程。
第一，细胞膜可以防护细胞。
细胞膜具有不可穿透的同源二聚体结构，通过构建一个强大的屏障，可以有效保护细胞免受外界的伤害。
另外，细胞膜的树脂质可以泵出高浓度离子和其他有机物质，减轻细胞体内过度毒素的作用，防止细胞体内物质失去平衡，从而保护细胞。
第二，细胞膜可以调节代谢物质的积累。
细胞膜是细胞的结构复杂物、获取能量的交换性的结构和营养的进口系统，它能指导有益原料积累（氧、水分子、营养成分等），因此能促进正常细胞的成熟和分化发育。
同时，细胞膜可以有助于在内分泌受体中改变膜通道特性，使有毒物质和代谢物保留在细胞中，防止细胞受到毒性损伤，保持正常代谢平衡。
第三，细胞膜能够控制细胞的分裂和退化。
细胞膜能够构建一个能阻挡细胞分裂控制因子的活性分子屏障，它能够有效的抑制细胞的分裂、累积和凋亡，阻止细胞消耗过多的能量，严重影响细胞的营养吸收，从而防止细胞过早退化老化。
另外，细胞膜还能运用一定机制，向细胞内部释放抑制分裂因子，进而减少细胞分裂活性，促使细胞常态化。
第四，细胞膜可以控制细胞的行为。
细胞膜表面有大量受体，有助于受体分子挥发性素及其它促进细胞活性的物质的活化，促进细胞活性的物质可以结合细胞膜上的受体，通过细胞内的信号通路，有效地促进细胞的各种生理活动和生长发育。
此外，细胞膜表面受体也可以引发免疫反应和细胞间传递信号的发生，这些信号的结果可以指导细胞的移动，例如细胞的迁移、传播、凋亡等，维护细胞间传输信息的连贯性，从而维持完整的细胞功能。
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single-pass transmembrane proteins
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18
Membrane Proteins Often Function as Large Complexes
The three-dimensional structure of the photosynthetic reaction center of the
Converting a single-chain multipass 编辑ppprtotein into a two-chain multipass 1p6rotein.
β barrel —— Another structural motif common in membrane proteins
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4
1.2 膜的化学组成与基本功能
A. 膜脂
❖主要包括: 磷脂（磷酸甘油脂、鞘磷脂）、糖脂、胆固醇 （动物细胞）
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5
磷脂
磷磷脂脂构 构成 成膜 膜脂 脂的 的基 基本 本成成分分，，约约占占整整个个膜膜脂脂的的5500% %以 以上 上。 。
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6
磷脂
有一个极性头和两个非极性尾 脂肪酸碳链为偶数 不饱和脂肪酸多为顺式
第四章: 细胞质膜
I. 细胞质膜的结构模型 II. 生物膜基本特征与功能 III. 膜骨架
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1
1. 1 细胞质膜的结构模型
A. 生物膜的结构模型
➢三明治式结构模型 ➢单位膜模型（1959年）
➢流动镶嵌模型（1972年）（要点： 流动性、镶嵌性、不对称性和蛋白 质的极性。
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2
➢液晶态模型
跨膜结构域一般仅有10-12个氨基酸残基。 大量存在于线粒体、叶绿体和细菌的外膜，但也仅只是在这些部位比 较多。 一些是成孔蛋白，选择性转运通过小的亲水分子或离子。 一些是非孔蛋白，为受体或酶。
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A transmembrane protein always has a unique orientation in the membrane. This reflects both the asymmetric manner in which it is inserted into the lipid bilayer in the ER during its biosynthesis and the different functions of its cytosolic and noncytosolic domains. These domains are separated by the membrane-spanning segments of the polypeptide chain.
bacterium Rhodopseudomonas viri编di辑s.ppt
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7
磷脂分子自发的形成圆形双层膜结构
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8
胆固醇:在调节膜的流动性，增加膜的稳定性以及降低水溶性
物质的通透性方面起重要作用。
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9
脂筏：质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的动态微结构域。由于鞘磷脂
具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结 构致密，介于无序液体与液晶之间。脂筏就像一个蛋白质停泊的平 台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。
➢整合(内在)蛋白：与膜结合非常紧 密，只有用除垢剂使膜崩解后才能 分离出来，占绝大多数。
➢脂锚定蛋白：通过与之共价相连 的脂分子插入膜脂双分子层，从而
锚定在质膜上。
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内在膜蛋白与膜脂结合的方式
大多数膜内在蛋白的跨膜结构域含有20个左右的疏水氨基酸残基，形 成α螺旋。跨膜结构域两端携带+e的氨基酸残基与磷脂分子带-e的极性
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10
1.2 膜的化学组成与基本功能
A. 膜脂
❖主要包括: 磷脂（磷酸甘油脂、鞘磷脂）、糖脂、胆固醇 （动物细胞） ❖糖脂：不同细胞中的含量和种类不同，均具有重要的生物 学功能。
膜脂的基本功能：
➢构成细胞膜的基本骨架。 ➢为某些膜蛋白维持其特定的构象、表现活性提供环境。
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B. 膜蛋白
头形成离子键，或带-e的氨基酸残基通过离子与带+e的磷脂极性头相
互作用。
Bacteriorhodopsin consists largely of membranespanning a helices
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➢The transmembrane α helices in multipass membrane proteins occupy specific positions in the folded protein structure that are determined by interactions between the neighboring helices. ➢These interactions are crucial for the structure and function of the many channels and transporters that move molecules across lipid bilayers.
➢板块镶嵌模型 ➢脂筏模型
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3
B 生物膜结构的基本特点
A. 基本化学组成：膜脂、膜蛋白、膜糖。 B.基本结构成分: 磷脂分子形成以疏水性非极性尾部相对，极性头部 朝向水相的磷脂双分子层。 C. 蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面， 蛋白的类型、分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜 具有各自的特性与功能。 D. 生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的25-75%。 根据基本功能可分为：通道蛋白、连接蛋白、受体蛋白、膜 蛋白酶
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12
膜蛋白分类： 膜蛋白可通过各种形式与脂双层交联。
蛋白质与脂双层交联的方式反映其功能。
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根据在膜中的位置不同，大致可分为 三类。
➢外周(外在)蛋白：为水溶性，靠离 子键或其他弱相互作用与膜表面的 蛋白或脂分子结合。通过改变溶液 的离子强度甚至提高温度即可从膜 上分离，而膜结构不被破坏。