优选细胞质膜与跨膜运输A
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第三章细胞质膜与跨膜运输选择题1、膜胆固醇的组成与质膜的性质、功能有着密切的关系(D )。
A、胆固醇可以防止膜磷脂氧化B、正常细胞恶变过程中,胆固醇/磷脂增加C、胆固醇/磷脂下降,细胞电泳迁移率变低D、在质膜相变温度以下,增加胆固醇,可以提高膜的流动性2、下列各组分中,可以通过自由扩散通过细胞质膜的一组物质是(B )。
A、H2O、CO2、Na+B、甘油、O2、苯C、葡萄糖、N2、CO2D、蔗糖、苯、Cl-3、在培养的小鼠细胞中加少许胰岛素,可促进细胞分裂,这是因为(B )。
A、胰岛素进入细胞所致B、胰岛素作用于膜受体,使胞内cAMP降低,cGMP升高C、胰岛素作用于膜受体,使cAMP升高,cGMP降低D、以上都不是4、质膜上特征性的酶是(D )。
A、琥珀酸脱氢酶B、磷酸酶C、苹果酸合成酶D、Na+- K+ ATPase5、心肌梗塞的病因是一种遗传因素引起的膜受体障碍,影响了(C )的运输。
A、高密度脂蛋白(HDL)B、极高密度脂蛋白C、低密度脂蛋白(LDL)D、极密度脂蛋白6、如果将淡水植物放入海水中,它的细胞会(A )。
A、发生质壁分离B、裂解C、在巨大的压力下膨胀D、以上都有可能7、下列蛋白质中,单次跨膜的是(C )。
A、带3蛋白B、血影蛋白C、血型糖蛋白D、细菌视紫红质8、下列物质中,靠主动运输进入细胞的物质是(C )。
A、H2OB、甘油C、K+D、O29、影响膜脂流动性的重要因素是磷脂分子脂肪酸链的不饱和程度。
不饱和性越高,流动性越(),其原因是()。
(B )A、小,双建多、曲折小B、大,双建多、曲哲大C、小,分子排列疏松D、大,分子排列紧密10、关于V型质子泵的特性,下面哪一项是正确的(B )。
A、存在于线粒体和内膜系统的膜上B、工作时,没有磷酸化和去磷酸化的过程C、运输时,是由高浓度向低浓度进行D、存在于线粒体膜和叶绿体的类囊体膜上11、胞吞作用和胞吐作用是质膜进行的一种(C )方式A、协助扩散B、被动运输C、主动运输D、简单扩散12、胆固醇分子的哪两个结构特征决定其亲水、疏水两性(A )。
第三章细胞质膜与跨膜运输考研细胞⽣物学辅导讲义⼀、概述1.细胞膜的功能(1)界膜和区室化(2)调节物质的运输(3)信号的检测和转导(4)细胞间的相互作⽤(识别、粘连、连接)(5)能量转换(6)功能区室化(这⼀点教科书上⾯有提到)红细胞膜结构的研究关于膜的化学组成和早期研究脂单层脂双层真题再现:03年计算题红细胞膜经S D S-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,⾎影成分主要有:1.⾎影蛋⽩:由结构相似的α链、β链组成异⼆聚体,两个⼆聚体头与头相接连形成四聚体。
2.锚蛋⽩(a n k y r i n):与⾎影蛋⽩和带3蛋⽩的胞质部相连,将⾎影蛋⽩⽹络连接到质膜上。
3.带三蛋⽩:阴离⼦载体,通过交换C l-,使H C O3-进⼊红细胞。
为⼆聚体,每个单体跨膜12次。
4.⾎型糖蛋⽩:单次跨膜糖蛋⽩,功能尚不明确,与M N⾎型有关,与带4.1蛋⽩相连。
5.。
⼆、质膜的化学组成1、膜脂1.1膜脂的主要类型磷脂、糖脂、胆固醇学习重点1.细胞膜的个组成成分及细胞膜的结构特点.2.重点掌握不对称性的表现、不对称性的意义和研究⽅法。
在膜的流动性⽅⾯,重点是流动性的表现形式、膜流动性的⽣理意义、膜流动性的研究⽅法、影响流动性的因素等3.物质跨膜运输的⼏种⽅式及其之间的不同本章考题:03(3个,2个⼤题16分),04(5个,1个简答,⼀个实验设计,15分),5(2个⼩题1个简答8分⽩的来源与形成综合问答题10分)06(1个病理⽅⾯1个简答5分)07(2个)08(3个)。
07,08都有⼤题涉及。
第三章细胞质膜与跨膜运输3.2膜蛋⽩的功能功能蛋⽩运输蛋⽩⽰例Na+泵作⽤⽅式主动将Na+泵出细胞,K+泵⼊细胞连接蛋⽩整合素将细胞内肌动蛋⽩与细胞外基质蛋⽩相连受体蛋⽩⾎⼩板⽣长因⼦(PDGF)受体同细胞外的PDGF结合、在细胞质内产⽣信号,引起细胞的⽣长与分裂酶腺苷酸环化酶在细胞外信号作⽤下,导致细胞内cAMP产⽣3、膜蛋⽩3.1膜蛋⽩的种类:◆外在(外周)膜蛋⽩(e x t r i n s i c/p e r i p h e r a lm e m b r a n e p r o t e i n s);◆内在(整合)膜蛋⽩(i n t r i n s i c/i n t e g r a lm e m b r a n e p r o t e i n s)。
第五章跨膜运输细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障,它保证了细胞内环境的相对稳定,使各种生化反应能够有序运行。
但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换,才能完成特定的生理功能。
因此细胞必须具备一套物质转运体系,用来获得所需物质和排出代谢废物,据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的15~30%,细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的三分之二。
细胞膜上存在两类主要的转运蛋白,即:载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。
载体蛋白又称做载体(carrier)、通透酶(permease)和转运器(transporter),能够与特定溶质结合,通过自身构象的变化,将与它结合的溶质转移到膜的另一侧,载体蛋白有的需要能量驱动,如:各类APT驱动的离子泵;有的则不需要能量,以自由扩散的方式运输物质,如:缬氨酶素。
通道蛋白与所转运物质的结合较弱,它能形成亲水的通道,当通道打开时能允许特定的溶质通过,所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。
第一节被动运输一、简单扩散也叫自由扩散(free diffusing),特点是:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助。
某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分配系数(K)及其扩散系数(D)来计算:P=KD/t,t为膜的厚度。
脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非极性分子比极性容易透过,小分子比大分子容易透过。
具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙。
非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的(图5-1)。
事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的。
细胞生物学物质的跨膜运输物质跨膜转运主要有3种途径:被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用(膜泡运输)。
第一节膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输一、脂双层的不透性和膜转运蛋白细胞膜上存在2类主要的转运蛋白,即:载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。
载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同:载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过,而且每次转运都发生自身构象的改变;通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别,通道开放时,足够小和带适当电荷的溶质就能通过。
(一)载体蛋白及其功能载体蛋白为多次跨膜蛋白,又称做载体(carrier)、通透酶和转运器(transporter),能够与特定溶质结合,通过自身构象的变化,将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。
载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。
(二)通道蛋白及其功能通道蛋白有3种类型:离子通道、孔蛋白、水孔蛋白(AQP)。
只介导被动运输。
1. 选择性离子通道,具有如下显着特征:离子选择性(相对的)转运离子速率高没有饱和值大多数具门控性分为:电压门通道、配体门通道、应力激活通道电位门通道举例:电位门通道(voltage gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时,或对其他刺激引起膜电位变化时,致使其构象变化,“门”打开。
如:神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时,这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活(即通道开放),引起肌细胞动作电位;动作电位传至肌质网,Ca2+通道打开引起Ca2+外流,引发肌肉收缩。
配体门通道举例——乙酰胆碱门通道N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。
它是由4种不同的亚单位组成的5聚体,总分子量约为290kd。
亚单位通过氢键等非共价键,形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构,其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。
特性流动性存在状态液晶态——既具有固态的有序性,又有液态的流动性形式★ 胆固醇的含量:虽可稳定相变温度,但多↓ ★ 脂肪酸链的长短和饱和程度:长↓,短↑★ 卵磷脂、鞘磷脂的比值:卵、鞘占膜脂的50% △卵磷脂:含不饱和脂肪酸程度高 ↑ △鞘磷脂:含 饱和 脂肪酸程度高 ↓ ★ 膜蛋白的含量(内在蛋白):类似胆固醇 影响意义★使膜具有缓冲作用,不易破裂 ★有利于内在蛋白作用发挥★有利于膜的正常分裂及吞噬、吞饮作用发挥不对称性◆ 外层:胆固醇、磷脂酰胆碱(PC)、鞘磷脂(SM)含量多。
①由于碳氢链长互相凝集,伸至全膜; ②三种成分亲合力强,影响流动。
◆ 内层:磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)含量多。
上述三种成份头部基团带较强的负电荷,所以细胞内侧负电荷大于细胞外侧。
膜脂的不对称性膜蛋白不对称性◆糖蛋白、糖脂都分布在细胞膜外表面。
◆细胞内膜系统上的糖蛋白都位于膜腔内侧面。
膜糖类不对称性45%膜糖类2-5% 识别 稳定 保护成分膜 55%胆固醇:占膜脂1/3磷脂:占膜脂2/3糖脂:占2%左右磷脂酰胆碱 (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 ) 鞘磷脂 (SM )糖蛋白:占膜糖类90%。
糖 脂:量少。
膜内在蛋白(整合、镶嵌、跨膜)脂锚定蛋白(脂连接蛋白) 占膜蛋白的70-80% 镶嵌于脂质双层中间 主要是跨膜蛋白占膜蛋白的20-30% 主要位于胞质面 细胞外表面很少 位于膜的两侧,与子分子结合 在细胞膜外表面共同构成―细胞外被‖ 或称―糖萼‖◆ 侧向扩散 ◆ 翻转运动◆ 旋转运动 ◆ 弯曲运动 ◆ 伸缩振荡细胞膜概念:包围在细胞质表面的一层薄膜。
又称质膜。
将细胞中生命物质与外界环境分隔开,维持细胞特有内环境。
功能膜 脂膜蛋白细胞膜的功能● “界膜”,对细胞起保护作用,为细胞提供生命活动的内环境 ● 内外物质交换和能量传递 ● 细胞识别与信息传递 ● 催化和调节生命代谢活动 ● 形成细胞表面特化结构 ◆ 极性亲水头部:磷酸、磷脂酰碱基(胆碱)非极性疏水尾部:两条非极性的、疏水的脂肪酸烃链◆ 双层排列:称―脂质双层‖(lipid bilayer )◆ 磷脂分子亲水头部都向膜的内外表面,疏水尾部向膜的中央 通常脂质双分子层又称为―双亲分子‖● 结 构 (以磷脂分子为例)◆ 构成生物膜的骨架◆ 膜的流动为膜的运动、分裂、物质交换提供了保证和便利 ◆ 膜脂的双亲性对进出细胞的物质起选择和屏障作用 ● 功 能◆ 特 点● 埋在脂质双层内的氨基酸都是疏水的。
细胞质膜是细胞的基本结构,质膜主要由膜脂和膜蛋白所组成,维护细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、信息传递。
生物膜是质膜与细胞核膜、内质网膜、高尔基体膜等细胞器膜的总称,其结构类似,但功能有所不同。
细胞内空间的区室化,不仅扩大了表面积,还使细胞的物质和能量代谢更加高效和有序。
生物膜还具有调节运输、功能定位和组织化、信号检测与传递、能量转换等功能。
红细胞结构简单,数量大,取材容易,极少有其他类型的细胞污染;并且成熟的哺乳动物红细胞中没有细胞核和线粒体等膜相细胞器,细胞质膜是唯一的膜结构,分离后不存在其他膜污染的问题,因此是研究膜结构的最好材料。
1925年,Gorter和Grendel根据对红细胞质膜的研究首次提出质膜的基本结构式双脂分子层。
红细胞质膜内侧有膜蛋白和纤维蛋白组成的膜骨架,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
一般认为膜骨架蛋白的主要成分包括:血影蛋白、肌动蛋白、原肌球蛋白、锚定蛋白、带4.1蛋白、内收蛋白等红细胞膜细胞质面的外周蛋白。
锚定蛋白借助于带3蛋白将血影蛋白连接到细胞质膜上,也就将骨架固定到质膜上。
而内收蛋白可与肌动蛋白及血影蛋白复合体结合,并且通过钙离子和钙调蛋白的作用影响骨架蛋白的稳定性,从而影响红细胞的形态。
红细胞对氧气和二氧化碳的运输与膜的选择透过性、血红蛋白、碳酸酐酶等有关。
红细胞血影是分离红细胞膜蛋白的最好材料。
膜的主要成分是膜脂、膜蛋白、膜糖3大类。
磷脂、鞘脂、胆固醇是主要的膜脂,具有双亲媒性,只允许亲脂性物质通过生物膜。
磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂,磷脂烃链的长度和不饱和度的不同可以影响磷脂的相对位置,进而影响膜的流动性。
鞘脂是鞘氨醇的衍生物,与磷脂的性质类似。
胆固醇存在真核细胞膜中,而大多数植物细胞和细菌细胞质膜中没有胆固醇,酵母细胞膜中是麦角固醇。
胆固醇分子是扁平和环状的,对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有干扰作用,调节膜的流动性和加强膜的稳定性。
3细胞质膜与跨膜运输3.细胞质膜与跨膜运输3.1概述细胞质膜(p l a s ma m e mb r a n e)是指包围在细胞表面的一层极薄的膜(图3-1),基本作用是保持细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。
另外,细胞质膜在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要作用。
真核生物除了具有细胞表面膜外,还有胞质膜(c yt o p l a s mi c m e mb r a n e,图3-2)。
图3-1细胞质膜模式图图3-2细胞内主要的胞质膜3.1.1细胞的膜结构膜(m e mb r a n e)是细胞的重要结构,包括内膜(i n t e r n a l me mb r a n e),习惯上把细胞所有膜结构统称为b i o me m b r a n e,图3-3)。
图3-3细胞的生物膜结构3.1.2细胞膜的功能细胞膜是多功能的结构体系,图3-4勾画出它的主要功能:图3-4细胞膜的功能■界膜和区室化(d e l i n e a t i o n a n d c o mp a r t me n t a l i z a t i o n)细胞膜最重要的作用就是勾划了细胞的边界,并且在细胞质中划分了许多以膜包被的区室。
■调节运输(r e g u l a t i o n o f t r a n s p o r t)膜为两侧的分子交换提供了一个屏障,一方面可以让某些物质"自由通透",另一方面又作为某些物质出入细胞的障碍。
■功能区室化细胞膜的另一个重要的功能就是通过形成膜结合细胞器,使细胞内的功能区室化。
例如细胞质中的内质网、高尔基体等膜结合细胞器的基本功能是参与蛋白质的合成、加工和运输;而溶酶体的功能是起消化作用,酸性水解酶主要集中在溶酶体。
■信号的检测与传递(d e t e c t i o n a n d t r a n s mi s s i o n o f s i g n a l s)细胞质膜中具有各种不同的受体,能够识别并结合特异的配体,进行信号的传递。