细胞膜
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细胞膜具有的特征
细胞膜具有的特征
细胞膜具有的特征
介绍
细胞膜是细胞内部与外部环境之间的分隔符。
它的结构特殊，具
有以下几个重要特征。
1. 疏水性
•细胞膜具有疏水性，能够有效地阻止水分和水溶性物质的自由通过。
2. 脂质二层结构
•细胞膜由磷脂双分子层构成，其亲水性头部与疏水性尾部形成层状结构。
3. 膜蛋白
•细胞膜上存在许多膜蛋白，它们具有不同的功能，如物质的运输、信号传导等。
4. 可选择透过性
•细胞膜拥有可选择透过性，能够选择性地让某些物质通过，而阻止其他物质的进入。
5. 高度可移动性
•细胞膜上的磷脂分子和膜蛋白具有高度可移动性，能够自由地在膜上移动，以完成各种生物过程。
6. 电解质传导
•细胞膜通过离子通道等结构，在保持细胞内外离子平衡的同时，实现了离子的传导。
7. 膜融合和分离
•细胞膜可以与其他细胞膜发生融合或分离，以完成细胞的分裂、溶酶体形成等重要过程。
总结
细胞膜具有疏水性、脂质二层结构、膜蛋白、可选择透过性、高度可移动性、电解质传导以及膜融合和分离等特征。
这些特征不仅仅是细胞生物学的基础知识，更为我们理解细胞的结构和功能提供了重要线索。
了解细胞膜的特征，有助于我们深入探索生命的奥秘。
关于细胞膜的描述
关于细胞膜的描述
嘿，细胞膜这东西啊，可重要啦！
细胞膜就像是一个保护罩，把细胞里面的东西都包起来。
它能让一些东西进来，也能把一些东西挡在外面。
就像我们家的门一样，能让我们想让进来的人进来，不想让进来的人就进不来。
细胞膜是很神奇的哦。
它很薄很薄，但是却很厉害。
它可以控制物质的进出，就像一个小卫士一样。
比如说，细胞需要的营养物质，细胞膜就会让它们进来；而那些对细胞不好的东西，细胞膜就会把它们挡在外面。
我记得有一次，我在看一个关于细胞的科普节目。
节目里说，细胞膜就像一个聪明的守门员，它知道哪些东西对细胞好，哪些东西对细胞不好。
它会根据细胞的需要，来决定让什么东西进来，让什么东西出去。
我觉得这个比喻好形象啊！
还有啊，细胞膜还可以和其他细胞交流呢。
它就像一个小信使，把细胞的信息传递给其他细胞。
比如说，当一个细胞受到了伤害，细胞膜就会发出信号，告诉其他细胞要小心。
这样其他细胞就可以做好准备，保护自己。
比如说我有一次不小心划破了手指，伤口周围的细胞就会通过细胞膜发出信号，让其他细胞来帮忙修复伤口。
我觉得这真的很神奇呢！
总之呢，细胞膜虽然很小，但是它的作用可大啦！它就像一个小卫士、一个小信使，保护着细胞，让细胞能够正常地工作。
我们应该好好了解细胞膜，这样才能更好地了解我们自己的身体哦。
嘿嘿。
细胞膜的特点和功能
细胞膜的特点和功能
细胞膜是细胞的外皮，是一种由脂质和蛋白质构成的生物膜。
它的足够薄和弹性使得它能够控制进出细胞的物质。
细胞膜具有以下主要特点和功能：
1.区分细胞内外环境：细胞膜是细胞内外界的物理隔离屏障，可防止细胞与外界环境直接接触，维护细胞内环境的稳定性。
2.调节物质的进出：细胞膜根据需要选择性地调节物质进出，维持细胞的正常代谢和生命活动。
细胞膜具有多种通道和泵体，可以主动或者被动地调节细胞内外物质的浓度。
3.保持细胞结构稳定：细胞膜稳定了细胞形态并使细胞保持一定的压力，同时与胞质骨架相互作用，保持细胞结构的稳定性。
4.维持细胞的生理功能：细胞膜上的蛋白质可以去呈现各种各样的功能，例如蛋白质通道可以促进物质的运输，受体蛋白可以识别配体从而向细胞内传递信号，并进一步调节细胞内的代谢、分裂和分化等生理功能。
5.与其他细胞相互作用：细胞膜上的蛋白质和糖类可以与邻近细胞的膜上的结构互相作用，形成广泛的细胞附着、交通和信号传递网络，为细胞的协同运作提供支持。
总之，细胞膜是细胞非常重要的组成部分，它在多个层面上对细胞的运作和生存起着不可替代的作用。
深入研究细胞膜的结构和功能对于理解细胞生命活动的基本规律和开发相关药物具有重要意义。
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。
生物必修一细胞膜知识点总结
生物必修一细胞膜知识点总结生物中，细胞是最基本的生命单位，而细胞的内部和外部由一层半透明的膜隔开，它就是被称为细胞膜的结构。
细胞膜是一个非常重要的细胞组成部分，它不仅仅是细胞的形态结构，更是生物体内物质传输和物质交换的主要通道。
下面将详细介绍生物必修一细胞膜的知识点总结。
一、细胞膜的组成1.磷脂双分子层：细胞膜的主要成分是由磷脂分子构成的磷脂双分子层，而磷脂分子是由磷酸头基、甘油和两种脂肪酸分子构成的，它们通常是互相排列着的。
2.蛋白质分子：在细胞膜中还含有不同类型的蛋白质分子，它们与磷脂分子相互作用从而影响细胞膜的特性和功能。
蛋白质分子可分为固定蛋白和移动蛋白两种。
3.糖类分子：糖类分子是指粘附在细胞膜表面的糖分子，也是细胞膜的一部分。
糖类分子的主要作用是参与信号传递、凝视和纠错系统和相应反应的化学反应。
二、细胞膜结构的特点1.选择性通透：细胞膜是一种选择性通透的薄膜，只允许某些物质穿过，而阻止其他物质的穿透，这种选择性通透的原因是由于细胞膜的结构所决定的。
2.动态性：细胞膜是一种高度动态的结构，它随着时间的推移，细胞膜中各种成分的位置和数量也会发生相应的改变。
3.具有流动性：细胞膜是一种流动性的薄膜，它的流动性可以理解成磷脂分子在双分子层中的扭曲和旋转。
三、细胞膜的功能特点1.保持细胞结构和形态：细胞膜是细胞的形态结构，它不仅保持细胞内各种成分的空间结构，还能够控制细胞形态的变化。
2.推动细胞运动：细胞膜只也能够推动细胞进行运动，它通过细胞膜上的蛋白酶的作用推动细胞进行整体的变形。
3.维持细胞内平衡：细胞膜是细胞内外物质交换和物质传输的主要通道，它通过选择性通透地控制物质的进出来维持细胞内外平衡。
4.接受外部刺激：细胞膜上的感受器能够接受外部的刺激，如感光，感温，感触等。
五、细胞膜的修复与更新1.磷脂酰肌醇、胆固醇和蛋白质分子能使细胞膜自我修复。
2.新的磷脂分子可以在细胞膜的表面覆盖旧的磷脂分子，从而延长膜的寿命，这个过程被称为细胞膜更新。
细胞膜
运输方式
简单扩散 被动运输
小分子物质穿膜运输
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
大分子物质膜泡运输
第四节 细胞膜的功能 ⑷
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。 ⑴ 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。 如H2O、CO2、乙醇、尿素等。
主动运输
需要
需要
反
第四节 细胞膜的功能 ⑻
膜泡运输——以膜泡形式转移运输物质。 ⑴ 内吞（endocytosis） ——通过质膜运动将所要摄取的物质运输入胞的 过程。 质膜运动——质膜凹陷将所要摄取的液体或颗粒 物质包围于小的膜区内，逐渐成泡，然后脂双层融 合并箍断，形成胞内的独立小泡。
第四节 细胞膜的功能 ⑼
① 胞饮（ pinocytosis） ——小溶质分子或液体物质与质膜形成 பைடு நூலகம்小的内吞小泡，这种入胞作用叫胞饮，所形 成的囊泡叫胞饮体。 ② 吞噬（phagocytosis） ——细胞摄入较大的固体颗粒和分子 组合物的过程。这种内吞方式为各种变形的、 具有吞噬能力的细胞所特有。所形成的囊泡叫 吞噬体。
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
第三节 细胞膜的特性 ⑶
⒉ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 影响因素： 脂肪酸链的长度 脂肪酸链的饱和度 环境温度 胆固醇 卵磷脂和鞘磷脂的比值 其它（PH，金属离子）
第三节 细胞膜的特性 ⑷
细胞膜(共162张PPT)
第二节 细胞膜及其表面
细胞膜（cell memberane):是包围在细胞外周的 一层薄膜，又称质膜（plasma membrane). 细胞膜是原始的非细胞生物演化为细胞生物的
一个转折点
单位膜(unit membrane)： “二暗一明”的膜 式结构叫三层夹板式结构。
生物膜
细胞膜
细胞膜
细胞质
细胞内膜(internal membrane)：除了细胞膜以外 的细胞内所有膜性结构。
1
2
3
胞质面 5
1.单 次 穿 膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双层。
2.多 次 穿 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。
4.与磷脂酰肌醇结合： 镶嵌蛋白通过自己的一个寡糖链与磷脂酰肌 醇（在非胞质面的单层）共价结合。
上提出了修正模型，认为 膜上还具有贯穿脂双层的 蛋白质通道，供亲水物质 通过。
Unit membrane modle
4. J. D. Robertson 1959
用超薄切片技术获得了清
晰的细胞膜照片，显示暗-
明-暗三层结构，它由厚约
的双层脂分子和内外表面
各厚约2nm的蛋白质构 成。单位膜模型的不足 之处在于把膜的动态结 构描写成静止的不变的。
而推测细胞膜由双层 家族性高胆固醇血症临床特点：
信号分子及其信号传导方式
脂分子组成。 2.
(二)降血脂药物：当小孩的LDL-C超过160mg/dl(正常<110 mg/dl)须要小心评估，防止心血管疾病危险性。 多附在膜的内表面，非共价地结合在镶嵌蛋白上。 NO对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用，早在100年前就使用硝化甘油处理心绞痛的病人(这种绞痛是由血液不适当地流向心肌 引起的)。 斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞类型而异，桥粒中间为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。
细胞膜（cell memberane):是包围在细胞外周的 一层薄膜，又称质膜（plasma membrane). 细胞膜是原始的非细胞生物演化为细胞生物的
一个转折点
单位膜(unit membrane)： “二暗一明”的膜 式结构叫三层夹板式结构。
生物膜
细胞膜
细胞膜
细胞质
细胞内膜(internal membrane)：除了细胞膜以外 的细胞内所有膜性结构。
1
2
3
胞质面 5
1.单 次 穿 膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双层。
2.多 次 穿 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。
4.与磷脂酰肌醇结合： 镶嵌蛋白通过自己的一个寡糖链与磷脂酰肌 醇（在非胞质面的单层）共价结合。
上提出了修正模型，认为 膜上还具有贯穿脂双层的 蛋白质通道，供亲水物质 通过。
Unit membrane modle
4. J. D. Robertson 1959
用超薄切片技术获得了清
晰的细胞膜照片，显示暗-
明-暗三层结构，它由厚约
的双层脂分子和内外表面
各厚约2nm的蛋白质构 成。单位膜模型的不足 之处在于把膜的动态结 构描写成静止的不变的。
而推测细胞膜由双层 家族性高胆固醇血症临床特点：
信号分子及其信号传导方式
脂分子组成。 2.
(二)降血脂药物：当小孩的LDL-C超过160mg/dl(正常<110 mg/dl)须要小心评估，防止心血管疾病危险性。 多附在膜的内表面，非共价地结合在镶嵌蛋白上。 NO对血管的效应可以很好地解释硝化甘油的作用，早在100年前就使用硝化甘油处理心绞痛的病人(这种绞痛是由血液不适当地流向心肌 引起的)。 斑上有中间纤维相连，中间纤维的性质因细胞类型而异，桥粒中间为钙粘素（desmoglein及desmocollin）。
细胞膜的功能和功能特点
细胞膜的功能和功能特点
1. 嘿，你知道吗，细胞膜就像是我们身体细胞的超级卫士！想想看啊，它把细胞里面的好东西都好好保护着，就像你会小心保护你最心爱的宝贝一样。
比如在细胞里进行各种反应，这些都得靠细胞膜来守护，多厉害呀！
2. 哇哦，细胞膜还能识别外来的东西呢！这不就像我们在人群中能一下子认出自己熟悉的人一样吗？像细菌想进来捣蛋，细胞膜就能分辨出来，然后阻止它们，真的超牛的！
3. 嘿呀，细胞膜也能进行物质交换呢！它就像一个神奇的门，该让什么进来，该让什么出去，它都安排得明明白白。
比如氧气进来，二氧化碳出去，这多有条不紊呀！
4. 你想想，细胞膜的功能特点多重要啊！它就像一个严格的把关者，可不会随随便便就让什么都通过的。
这不正像是保安严格检查进出的人一样吗？
5. 哎呀呀，细胞膜简直就是细胞的贴心小棉袄呀！它能控制物质进出，让细胞处在一个舒适的环境里，就像你会给自己布置一个温馨的小窝一样呀！
6. 细胞膜决定了什么能进来和出去，这可太关键啦！这就好比你决定谁能进你家门，谁不能进，你说重要不重要？比如营养物质能进来让细胞茁壮成长，多棒！
7. 哇，细胞膜的功能真让人惊叹啊！它能让细胞保持稳定，这就好像一艘船在大海上稳稳航行一样。
要是细胞膜出问题了，那可不得了，不是吗？
8. 想一想，细胞膜就像一个聪明的指挥官，指挥着物质的进出，这多神奇呀！就像一场精彩的表演，而细胞膜就是那个掌控全局的导演！
9. 所以说呀，细胞膜的功能和功能特点真的是太重要啦！它是细胞健康稳定的保障呀，我们可千万不能小瞧它呀！。
细胞膜的结构
膜蛋白
人细胞膜蛋白抗体 标记罗丹明
延伸：
融合
37℃ 孵育
细胞融合(cell fusion)，细胞遗传学 名词，是在自发或人工诱导下，两 个不同基因型的细胞或原生质体融 合形成一个杂种细胞。基本过程包 括细胞融合形成异核体、异核体通 过细胞有丝分裂进行核融合、最终 形成单核的杂种细胞。细胞融合可 作为一种实验方法被广泛适用于单 克隆抗体的制备，膜蛋白的研究。
脂肪酸链的不饱和程度增加 脂肪酸链的不饱和程度增加 流动性增强 流动性增强
饱和脂肪酸链
不饱和链 个双链) (1个双链) 个双链
不饱和链 个或2个以上 (2个或 个以上 个或 双链) 双链)
胆固醇的影响：相变温度上 胆固醇的影响：相变温度上、下。
相变温度以上: 相变温度以上: 胆固醇使磷脂分子的脂酰链末端的甲基 以上 运动减小，限制膜的流动性 膜的流动性。 运动减小，限制膜的流动性。 相变温度以下: 胆固醇可使磷脂分子脂酰的运动增加 运动增加, 相变温度以下: 胆固醇可使磷脂分子脂酰的运动增加, 以下 增强膜的流动性。 增强膜的流动性。 膜的流动性
第三章 细胞膜的结构
概念 ：什么是细胞膜 重点 ： 1.细胞膜在细胞的什么位置 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.细胞膜的结构及成分组成 3.细胞膜的功能和特征 了解 ：细胞膜与癌变
回顾
一、细胞膜的概念 细胞膜：是细胞质与外界环境相隔开的 一层界膜，又称质膜。
电镜下，所有的生物膜均 电镜下， 呈现“两暗夹一明” 呈现“两暗夹一明”的超 微结构, 厚度约7.5nm。我 微结构 厚度约 。 们把这种“两暗夹一明” 们把这种“两暗夹一明” 的结构称为单位膜 单位膜。 的结构称为单位膜。
膜蛋白
小鼠细 胞
小鼠细胞膜蛋白抗体 标记荧光素
人细胞膜蛋白抗体 标记罗丹明
延伸：
融合
37℃ 孵育
细胞融合(cell fusion)，细胞遗传学 名词，是在自发或人工诱导下，两 个不同基因型的细胞或原生质体融 合形成一个杂种细胞。基本过程包 括细胞融合形成异核体、异核体通 过细胞有丝分裂进行核融合、最终 形成单核的杂种细胞。细胞融合可 作为一种实验方法被广泛适用于单 克隆抗体的制备，膜蛋白的研究。
脂肪酸链的不饱和程度增加 脂肪酸链的不饱和程度增加 流动性增强 流动性增强
饱和脂肪酸链
不饱和链 个双链) (1个双链) 个双链
不饱和链 个或2个以上 (2个或 个以上 个或 双链) 双链)
胆固醇的影响：相变温度上 胆固醇的影响：相变温度上、下。
相变温度以上: 相变温度以上: 胆固醇使磷脂分子的脂酰链末端的甲基 以上 运动减小，限制膜的流动性 膜的流动性。 运动减小，限制膜的流动性。 相变温度以下: 胆固醇可使磷脂分子脂酰的运动增加 运动增加, 相变温度以下: 胆固醇可使磷脂分子脂酰的运动增加, 以下 增强膜的流动性。 增强膜的流动性。 膜的流动性
第三章 细胞膜的结构
概念 ：什么是细胞膜 重点 ： 1.细胞膜在细胞的什么位置 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.细胞膜的结构及成分组成 3.细胞膜的功能和特征 了解 ：细胞膜与癌变
回顾
一、细胞膜的概念 细胞膜：是细胞质与外界环境相隔开的 一层界膜，又称质膜。
电镜下，所有的生物膜均 电镜下， 呈现“两暗夹一明” 呈现“两暗夹一明”的超 微结构, 厚度约7.5nm。我 微结构 厚度约 。 们把这种“两暗夹一明” 们把这种“两暗夹一明” 的结构称为单位膜 单位膜。 的结构称为单位膜。
膜蛋白
小鼠细 胞
小鼠细胞膜蛋白抗体 标记荧光素
医学细胞生物学之细胞膜
细胞膜1，细胞膜的定义：细胞膜是包围在细胞质表面的一层薄膜；它是一种具有多种功能的半通透性过滤膜，不仅为细胞的生命活动提供稳定的内环境，而且还行使物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能。
2，细胞膜的化学组成（1）膜脂：膜脂主要包括磷脂、胆固醇和糖脂三种类型。
这三种脂类都是双亲性分子。
在水溶液中，亲水的头部露在外面与水接触，疏水的尾部这包裹在内部，可能形成两种形式。
为了避免双分子层疏水部与水接触，两端自动闭合，形成一种自我封闭而稳定的中空结构，称为脂质体。
1）磷脂鞘磷脂鞘2)胆固醇：属于中性脂类，在真核细胞膜中含量较多，但在多数原核细胞中含量较少作用：对调节膜的流动性和加强膜的稳定性具有重要作用，降低水溶性物质的通透性。
动物细胞无细胞壁，胆固醇有加强质膜的作用。
3）糖脂1，定义：含糖而不含磷酸的脂类，含量约占脂总量的5％以下。
2，结构：糖脂由脂类和寡糖构成，也是双亲性分子。
其结构与SM很相似，但头部不同，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。
3，典型代表：最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，在髓鞘的多层膜中含量丰富；变化最多、最复杂的糖脂是神经节苷脂，神经节苷脂在神经髓鞘和神经元质膜中含量较高。
鞘磷脂鞘甘油磷脂磷脂酰乙醇胺（脑磷脂，PE）含量其次磷脂酰丝氨酸(PS)磷脂酰胆碱(卵磷脂，PC) 含量最多磷脂酰肌醇(PI)：含量最少，位于膜的内部在信号传导中起重要作用心磷脂酰甘油：仅存在与线粒体内膜中和某些细菌质膜上，具有四个疏水性脂肪酸链，又称双磷脂酰甘油鞘胺醇半乳糖脑苷（2)膜蛋白1）膜内在蛋白质：1，含量：占膜蛋白总量的70％到80％，是膜功能的重要承担者2，结构：部分镶嵌在膜中，通过非极性氨基酸部分直接与膜脂双层的疏水区相互作用而嵌入膜内。
3，跨膜蛋白：双亲性分子，他们的多肽链可以贯穿膜一次或多次，以疏水区跨越脂双层的疏水区，与脂肪酸链共价结合，而亲水的极性位于膜的内外表面，如图1，2所示。
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细胞膜细胞膜(cell membrane)是每个细胞把自己的内容物包围起来的一层界膜，又叫质膜(plasma membrane)。
细胞膜使细胞与外界环境有所分隔而又保持种种联系。
它首先是一个具有高度选择性的滤过装置和主动的运输装置，保持着细胞内外的物质浓度差异，控制着营养成分的进入细胞和废物、分泌物的排出细胞；其次它是细胞对外界信号的感受装置，介导了细胞外因子对细胞引发的各种反应。
它还是细胞与相邻细胞和细胞外基质的连接中介。
质膜与细胞内膜（即各种细胞器的膜）具有共同的结构和相近的功能，统称为生物膜(biological membrane)。
生物膜具有各种复杂奇妙的功能，其基础在于它的化学组成和结构。
在常规电镜超薄切片上，它们呈两暗夹一明、总宽度约为７nm的膜层。
在冷冻蚀刻技术中，它们可被断裂成两个半膜，在断裂面上可以看到膜内颗粒。
生物膜都是由脂质分子、蛋白质分子、糖类分子以非共价结合的方式组成的。
脂质分子排列成厚约５nm的连续双层，称为脂双层（lipid bilayer），构成膜的支架，并成为对大多数水溶性分子的通透屏障；蛋白质分子分布在脂双层内，担负着作为酶、运输蛋白、连接蛋白、膜抗原和受体等的种种特殊使命；存在于膜表面的糖类也参与了膜的一些重要功能。
本章将讨论细胞膜的化学组成和结构，还将讨论细胞膜的一部分功能—对小分子物质的运输。
膜的其他功能如大分子物质的运输、细胞外信号的识别和传导、膜抗原和免疫反应等内容将在其他章节中介绍。
第一节细胞膜的化学组成和结构从多种细胞分离获得的纯净质膜或各种内膜进行化学分析，结果表明，各种生物膜都是由脂类、蛋白质和糖类这三种物质组成的。
三种成分的比例在不同的膜有很大变化。
例如，主要起绝缘作用的神经髓鞘膜上，７５％为脂类，而主要参与能量转换的线粒体内膜上，７５％为蛋白质。
对大多数细胞来说，脂类约占５０％，蛋白质约占４０%－５０％，糖类约占１%－１０％。
生物膜之所以具有种种复杂而重要的功能，不但因为构成膜的三种成分各自具有独特的理化性状，而且因为这三种成分之间有着巧妙的相互作用，组成特定的结构。
对于膜的结构曾先后有过多达５０种的假说。
随着电镜冷冻蚀刻技术以及多种生物物理、生物化学新技术的应用，对膜结构有了逐步深入的认识。
１９７２年Singer 和Nicolson 提出的“液态镶嵌模型”（fluid mosaic model）是现今我们对膜结构认识的主要依据。
这一模型（图6－１）的基本内容可以概括为以下几点：脂质分子排成双层构成生物膜1的骨架；蛋白质分子以不同方式镶嵌或联结于脂双层上；膜的两侧结构是不对称的；膜脂和膜蛋白具有一定的流动性。
图9－1显示了膜结构的二维和三维模式图。
图6－1 细胞膜结构（引自Daniel S. Friend）参照前书图9-1本节所述膜的三种成分各自的性质及它们共同组成膜的方式，所根据的主要是“液态镶嵌模型”以及近三十年来对此模型进行补充和修正的新资料、新观点。
分子生物学技术的发展和基因组学研究获得的信息给我们对膜蛋白的认识带来了革命性的变化。
一、膜脂生物膜上的脂类称为膜脂，其分子排列成连续的双层，构成了生物膜的基本骨架（图9－１）。
它使膜具有对大多数水溶性物质不能自由通过的屏障作用，又为各种执行特殊功能的膜蛋白提供了适宜的环境。
（一）膜脂的种类和分子结构一个小的动物细胞的质膜含有109个脂质分子，或者说，每平方微米质膜上有5X106个脂质分子。
膜脂有磷脂、胆固醇和糖脂3种。
这3种脂类都是亲水脂分子（amphipathic molecules），就是说分子有着一个亲水末端（极性端）和一个疏水末端（非极性端）。
1.磷脂磷脂是3种膜脂中含量最高的。
磷脂分子的极性端是各种磷脂酰碱基，叫作头部，它们多数通过甘油基团与非极性端相联。
根据磷脂酰碱基的不同，将磷脂分成磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、鞘磷脂等多种。
磷脂分子的疏水端是两条长短不一的烃链，叫做尾部，一般含14～24个碳原子，其中的一条烃链常含有一个或数个双键（此链叫做不饱和链）。
双键的存在造成这条不饱和链有一定角度的扭曲（图6－2）。
磷脂分子逐个相依地整齐排列构成膜骨架的主要结构，其烃链长度和饱和度的不同能影响磷脂分子的互相位置，从而影响膜的流动性；而各种磷脂头部基团的大小、形状、电荷的不同则与磷脂-蛋白质的相互作用有关。
许多哺乳动物细胞质膜上占优势的磷脂是磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱和鞘磷脂，其中仅有磷脂酰丝氨酸带负电荷，其他都是电中性的。
图6－2 磷脂分子（引自 Alberts等，2002）参照前书图9-222. 胆固醇胆固醇分子的极性头部是联结于甾环上的极性羟基基团，甾环的另一端连接着非极性尾部——一条烃链，甾环本身是非极性的（图6－3）。
在真核细胞质膜上，胆固醇分子的数目可多达与磷脂相等。
胆固醇分子散布于磷脂分子之间，其极性头部紧靠磷脂分子的极性头部，其强硬的板面状甾环结构则使与之相邻的磷脂烃链的一部分不易活动（图6－4）。
通过这种影响，胆固醇对膜的稳定性发挥着重要作用。
图6－3 胆固醇分子（引自 Alberts等，2002）参照前书图9-3图6－4 膜脂双层中胆固醇分子与磷脂分子的相互关系（引自 Alberts等，2002）参照前书图9-43. 糖脂糖脂也是亲水脂分子，它的极性头部由一个或数个糖基组成，非极性尾部是两条烃链。
最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂，由一个半乳糖作为其极性头部；最复杂的是神经节苷脂，其头部含一个或多个带负电荷的唾液酸和其他糖基（图6－5）。
在所有细胞中，糖脂均位于膜的非胞质面单层，其糖基暴露在膜外。
据此推测，糖脂的功能与细胞同外环境的相互作用有关。
糖脂的确切作用仍不清楚。
糖脂的数量可占细胞膜外层脂质分子数的5%。
不同种属以及同一种属的不同组织其膜上糖脂的种类常有极大的不同。
图6－5 糖脂分子（修改自B. Alberts等，1983和2002）参照前书图9-5表6－1显示了数种生物膜的脂质成分比较。
细菌的质膜常由单一种类的磷脂组成，不含胆固醇，膜的力学强度由细胞壁提供。
真核细胞的质膜则相反，不仅含胆固醇，而且磷脂种类也多种多样。
表6－1. 不同生物膜的脂质成分（以占脂质总重量的百分比计）34肝细胞质膜 红细胞质膜 髓鞘 线粒体内、外膜 内质网 大肠杆菌 胆固醇17 23 22 3 6 0 磷脂酰乙醇胺7 18 15 25 17 70 磷脂酰丝氨酸4 7 9 25 微量 磷脂酰胆碱24 17 10 39 40 0 鞘磷脂19 18 8 0 5 0 糖脂7 3 28 微量 微量 0 其他 22 13 8 21 27 30（二）膜脂分子的排列特性由于脂质分子所具有的“亲水又亲脂”的特点，它们在水溶液中能自发地以特殊方式排列起来——分子与分子互相聚拢，亲水头部暴露于水，疏水尾部则藏于内部。
这种特殊排列可以形成两种构造，一种是球形的分子团(micelle)，另一种就是双分子层(bilayer)（图6－6）。
在双分子层中，两层分子的疏水尾部被亲水头部夹在中间。
为了更进一步减少在双分子层的两端疏水尾部与水接触的机会，脂质分子在水中排成双层后往往易于形成一种自我封闭的结构——脂质体(liposome)（图9－6）。
当脂质体的结构被打破时，脂质分子能很快重新形成新的脂质体。
脂质体常被用作膜研究的实验模型。
显然，这种在人工条件下自发形成的脂质体与真正的细胞膜的脂双层有许多共同点。
图6－6 脂质分子在水环境中形成的结构（引自B. Alberts 等，2002）参照前书图9-6（三）膜脂的流动性脂质分子作为膜骨架的另一要素是它们的流动性。
但直至20世纪70年代研究人员发现单个脂质分子在膜内能自由移动后，人们才对这点有明确的认识。
用电子自旋共振（ESR ）技术可探测人工合成膜中带有自旋标记（如含硝酰基）的单个脂质分子的活动，这类技术也用于探测分离得到的生物膜乃至整体细胞质膜上脂质分子的活动。
这方面的实验表明，脂质分子在膜内的移动有以下几种形式（图6－7）：图6－7 磷脂分子在膜内的移动（引自B. Alberts 等，2002）参照前书图9-7（1）在同一单层内的相邻分子经常互换位置，速率可达每秒钟107次，这造成膜脂快速的侧向扩散，扩散系数D约为10-8平方厘米/秒。
这意味着一个普通脂质分子在1秒钟内移动的距离相当于一个大的细菌的长度（达2 m）。
（2）每个脂质分子都围绕其长轴作快速旋转。
（3）分子的烃链尾部常发生摆动。
烃链靠近双分子层中线那部分摆动度最大，靠近极性头部那部分摆动度最小。
（4）脂质分子可以从双分子层的一个单层翻至另一单层，这称为“翻转”(flip-flop)。
磷脂分子的翻转活动在绝大多数膜上仅偶尔有之，最多一个月发生一次，只有在活跃合成脂类的内质网膜上，磷脂经常有翻转，该处有一种叫做磷脂转位因子(phospholipid translocators)的酶催化着磷脂分子的翻转，并由此形成膜脂分布的不对称。
胆固醇分子的翻转活动是经常发生的，胆固醇经常在两个脂质单层之间进行着快速的再分布。
从人工合成膜来分析，膜脂的流动性大小除了受温度影响外，主要取决于磷脂分子内部结构和胆固醇含量。
单纯由磷脂合成的人工脂双层在某个特定凝结点温度下会从液态转变成结晶状或凝胶状形态，这种态的转变叫作“相变（phase transition）”。
磷脂分子的烃链愈短，含双键的烃链愈多，则烃链就愈不易互相集聚，膜也就愈不易凝结或结晶，这种脂双层的相变温度就低，或者说这种脂双层在低温下仍可保持一定的流动性。
胆固醇分子在膜流动性的影响方面作用很微妙，它们分布于磷脂分子之间，由于其分子中强硬的板面状结构，使脂双层不至于有太大的流动性，另一方面，特别是其含量较高时，能阻止磷脂烃链尾的互相集聚，从而抑制了膜的结晶化，抑制了相变的发生。
细菌、酵母及其他变温生物体在环境温度下降时往往通过调整其膜脂成分来维持细胞膜的流动性，比如合成含更多顺式双键的脂肪酸。
膜脂的适当流动性对生物膜的功能至关重要。
当膜脂双层的流动性低于一定阈值（或说粘稠度高于一定阈值时），许多跨膜运输和膜上的酶活动就会停止。
而膜脂流动性过高（如缺乏胆固醇的膜），则膜将发生溶解。
（四）脂双层的不对称性膜脂的双层结构在组成成分上是不对称的。
这体现在两个方面：第一是膜的两个单层所含的磷脂种类有极大的不同；第二是糖脂全部分布在膜的非胞质单层中，其糖基位于质膜的外侧或内膜的腔面。
以人红细胞上膜脂分布为例可以发现，头部含胆碱的磷脂分子（磷脂酰胆碱和鞘磷脂）全部分布在脂双层的外侧单层，含末端氨基的磷脂分子（磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸）则几乎全部位于内侧单层。
磷脂酰胆碱和鞘磷脂的脂肪酸部分较磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的脂肪酸部分含双键少，而磷脂酰丝氨酸的头部是带负电荷的，显然，这样的磷脂分布造成脂双层的两个单层的流动性和电荷状况有较大的差异。