第4章细胞膜与表面

第四章细胞膜细胞膜(cell membrane)概念：是包围在细胞质表面的一层界膜，使得细胞质与外界环境相隔开，由脂双层构成基本结构，又称质膜（plasma membrane）。

生物内膜：真核细胞内的膜相结构。

如：核膜，内质网，高尔基复合体，溶酶体等。

（注意：线粒体不属于生物内膜）生物膜（biological membrane）概念：细胞质膜和细胞内的膜结构在化学组成，结构和功能等方面具有相似性，总称为生物膜。

特征：生物膜有共同结构特征，在透射电镜下表现为“两暗夹一明”的三层结构，又称为单位膜（unit membrane）一.细胞膜的化学组成1.膜脂（membrane lipid）：细胞膜上的脂类物质总称为膜脂。

磷脂酰胆碱：含量最多二磷脂酰甘油（心磷脂）：只存在线粒体和某些细菌质膜上甘油磷脂磷脂（phospholipid）磷脂酰肌醇：含量最少，主要位于膜的内层，但在细胞信号传导中其重要作用鞘磷脂：以鞘胺醇为骨架，与一条脂肪酸链组成疏水尾部，亲水头部为磷脂化胆碱。

结构特征：双亲水性分子在膜中含量较少，而在脑和神经细胞膜中特别丰富，因此也称神经鞘磷脂，而在原核细胞和植物细胞中没有。

两类磷脂的特性：具有亲水头部和疏水的尾部，在水中会自发排列。

胆固醇（cholesterol）：分布于磷脂分子之间，其极性头部紧靠磷脂极性头部。

作用：调节脂双层流动性和加强膜的稳定性，降低水溶性物质的通透性糖脂（glycolipid）：是含糖而不含磷脂的脂类。

由脂类和寡糖组成，含一个或者几个糖基的类脂。

结构与鞘磷脂相似，属于鞘胺醇的衍生物。

作用：存在于膜的非胞质面单层，糖基暴露于细胞表面，可作为受体参与细胞识别及信号转导的过程。

2.膜蛋白（membrane proteins ）:是膜功能的主要体现者膜内在蛋白：嵌入脂双层的内部，与膜结合非常紧密。

膜外周蛋白：水溶性，通过静电、离子键、氢键等与膜作用分布在细胞膜的表面脂锚定蛋白：通过与之共价相连的脂分子（脂肪酸或糖脂）插入膜的脂双分子层中，从而锚定在膜上。

第四章：细胞膜与细胞表面1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？以极性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分，蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面。

生物膜具有两个显著的特征，即膜的不对称性和膜的流动性：1）、生物膜结构的不对称性保证了膜功能的方向性，使膜两侧具有不同的功能，有的功能只发生在膜外侧，有的则在膜内侧，这是生物膜发生作用所必不可少的。

如调节细胞内外Na+、K+的Na+—K+ATP酶，其运转时所需的ATP是细胞内产生的，该酶的ATP结合点正是处于膜的内侧面；许多激素受体等接受细胞外信号的则处于细胞外侧。

2）、膜的流动性与物质运输、能量转换、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。

可以说，一切膜的基本活动均在生物膜的流动状态下进行。

2、何为内在膜蛋白？它以什么方式与膜脂相结合？内在膜蛋白又称整合膜蛋白，这类蛋白部分或全部插入脂双层中，多数为横跨整个膜的跨膜蛋白。

它与膜结合的主要方式有：1)、膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。

2)、跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基，如精氨酸、赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca+、Mg+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。

3）、某些膜蛋白通过自身在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合的脂肪酸分子，插到膜双层之间，进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力，还有少数蛋白与糖脂共价结合。

3、从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。

生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程，是随着实验技术和方法的改进而不断完善的：1）、1925年:质膜是由双层脂分子构成的；2)、1935年：提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三明治式的质膜结构模型，这一模型影响达20年之久；3）、1959年提出单位膜模型，并大胆推测所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的单位膜构成；4）、1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型，强调：①膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；②膜蛋白分布的不对称性，有的镶嵌在膜表面，有的嵌入或横跨脂双层分子。

《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。

《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面一、名词解释1. 脂质体——脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，脂质体中可以裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子。

2. 流体镶嵌模型——主要强调：1.膜的流动性，膜脂和膜蛋白均可侧向运动2.膜蛋白分布的不对称性3. 细胞膜——又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。

4. 去垢剂——是一端亲水一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。

5. 膜内在蛋白——又称整合蛋白，多数为跨膜蛋白，与膜紧密结合。

6. 细胞外被——又称糖萼，曾用来指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖基质，实际上细胞外被中的糖与细胞膜的蛋白分子或脂质分子是共价结合的,形成糖蛋白和糖脂，所以，细胞外被应是细胞膜的正常结构组分，它不仅对膜蛋白起保护作用，而且在细胞识别中起重要作用。

7. 细胞外基质——是指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。

细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织，同时，提供一个细胞外网架，在组织中或组织之间起支持作用。

8. 透明质酸——是一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中。

9. 细胞连接——是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要组织方式。

10. 细胞粘着——在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集，形成细胞团或组织的过程。

11. 整联蛋白家族——细胞膜上能够识别并结合各种能够含RGD三肽顺序的受体称整联蛋白家族。

12. 连接子——构成间隙连接的基本单位。

13. 免疫球蛋白超家族的CAM——分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。

6.C7.A8.C9.C 10. B 11.C 12.C 13.B 14.D 15.A 16.B 17.B 18.D 19.C 20.D 21.B 22.C1. 膜脂的主要成分包括①磷脂②糖脂③胆固醇④中性脂质2. 膜脂分子有4种运动方式，其中生物学意义最重要的是.侧向运动3. 与细胞质基质接触的膜面称为质膜的.PS4. 细胞外被又称D.糖萼5. 胶原是胞外基质最基本成分之一。

细胞生物学考研真题库【名校考研真题+章节题库】4章质膜和细胞表面4.1名校考研真题…………………………………………………一、选择题1．在对某细胞表面进行免疫荧光标记实验中，发现荧光出现成斑现象，证明了（）。

[浙江师范大学2011研]A．膜脂的流动性B．膜蛋白的流动性C．膜脂的不对称性D．膜蛋白的不对称【答案】B【解析】免疫荧光标记技术主要对蛋白质进行标记。

在某些细胞如血液白细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，已均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新排布，聚集在细胞表面的某些部位，即成斑现象，或聚集在细胞的一端，即成帽现象。

成斑现象和成帽现象进一步证实了膜蛋白的流动性。

2．不能用于研究膜蛋白流动性的方法是（）。

[南京师范大学2007研]A．荧光抗体免疫标记B．荧光能量共振转移C．光脱色荧光恢复D．荧光标记细胞融合【答案】B【解析】荧光能量共振转移（FRET）用于检测体内两种蛋白质之间是否存在直接的相互作用。

3．用去污剂Triton X-100处理血影，带3蛋白及血型糖蛋白消失，但血影维持原来形状，下列推导错误的是（）。

[南开大学2007研]A．用去污剂Triton X-100处理后，血影脂质结构完整，因而血影维持原来形状B．对维持细胞形态并不起决定作用C．带3蛋白及血型糖蛋白是膜内在蛋白D．带3蛋白及血型糖蛋白肯定存在跨膜结构域【答案】A【解析】用Triton X-100处理后可使细胞膜崩解，但对蛋白的作用比较温和，即血影脂质结构被破坏。

4．用冰冻断裂和冰冻蚀刻法检测一个膜，发现其表面几乎没有孔或者泵。

该膜最可能来源于下列哪一种膜？（）[中科院-中科大2007研]A．线粒体内膜B．髓鞘质C．红血细胞D．以上都有可能【答案】B【解析】A项，线粒体内膜上存在质子泵参与呼吸链的电子传递。

C项，红血细胞膜上存在钠钾泵参与物质运输。

二、填空题1．细胞常见的磷脂有：______、______、______。

[中国科学院大学2016、2017研]【答案】卵磷脂；脑磷脂；鞘磷脂2．生活在不同环境中的生物，其细胞质膜中不饱和脂肪酸的含量是不同的。

第四章细胞膜与细胞表面一、名词解释1、人工膜2、光脱色恢复技术3、血影4、膜骨架5、膜蛋白6、去垢剂二、判断题1、生物膜是指细胞膜，也称质膜2、动物细胞膜中胆固醇的含量很高，植物细胞细胞膜胆固醇含量极少，原核细胞质膜中不含胆固醇。

3、若改变血的离子强度，则血影蛋白和肌动蛋白条带消失，说明这两种蛋白不是膜内在蛋白。

4、糖蛋白和糖脂的糖基可以位于细胞外表面，也可以在质膜内表面5、膜脂和膜蛋白都具有流动性，都可进行侧向扩散运动6、用细胞松弛素B处理细胞，可以加强细胞膜的流动性7、胆固醇可以调节细胞膜的流动性。

8、细胞连接在一定范围内限制了细胞膜的流动性9、温度对于细胞膜的流动性有影响10、细胞膜的流动受到很多因素的限制，这些限制对于细胞膜维持组成的功能是必需的。

11、饱和脂肪酸的含量越高，膜脂的流动性越差。

12、饱和脂肪酸碳链长度越长，膜脂的流动性越强。

13、离子型去垢剂处理细胞膜，可以提取到有活性的膜蛋白。

14、细胞膜的流动性与温度没有太多关系。

15、细胞膜的流动性需要能量。

三、填空题1、细胞膜的组成物质是、和，细胞膜最显著的特点是和。

2、膜脂主要包括、和，其中以为主。

3、根据蛋白质与膜脂结合的方式，可以把膜蛋白分为、和，其中膜蛋白的去除需要用去垢剂。

4、证明细胞膜蛋白的流动性的方法有、和。

用技术可在电镜下观察膜蛋白的不对称性。

5、细胞质膜膜脂的运动方式有、、和等，其中最主要的运动方式为。

6、影响细胞质膜膜脂运动方式的因素有、、和等。

7、去垢剂是分离与研究膜蛋白的常用试剂，可分为离子型去垢剂如和非离子型去垢剂如。

四、选择题1、（）不属于细胞的内膜系统1内质网 2 高尔基体 3 溶酶体 4 线粒体2、细胞膜结构的基本骨架主要是1 磷脂2 胆固醇3 蛋白质4 糖类3、细胞膜是双分子层结构，其脂类是1 兼性分子2 疏水分子3 极性分子4 双极性分子4、细胞膜膜脂成分中含量最多的是1 胆固醇2 磷脂3 糖脂4 蛋白质5、膜脂不具有的运动方式是1 侧向运动2 尾部摆动3 跳跃运动4 自旋运动6、细胞膜膜脂有多种运动方式，其中最主要的运动方式是1 侧向运动2 尾部摆动3 翻转运动4 自旋运动7、能防止细胞膜流动性突然降低的脂类是1 磷脂酰肌醇2 胆固醇3 磷脂酰胆碱4 鞘磷脂8、卵磷脂/鞘磷脂的比例高低对质膜的流动性有很大的影响，一般认为1 比值高，流动性小2 比值高，流动性大9、（）能降低细胞膜的流动性1卵磷脂/鞘磷脂比值高 2 膜蛋白 3 不饱和脂肪酸 4 温度升高10、人红细胞膜ABO血型抗原的成分是1 磷脂2 胆固醇3 糖蛋白4 糖脂11、质膜膜脂的基本运动方式是（）1侧向运动2自旋运动 3 尾部摆动 4 翻转运动五、简答题1、简述膜的流动镶嵌模型的特点，并用实验事实证明。