细胞生物学 (6)第六章 细胞膜

细胞生物学名词解释1.细胞膜（Cell Membrane）/质膜（Plasma Membrane）：细胞膜是指围在细胞质外表面的一层薄膜，因而也称为质膜。

其基本作用是保持细胞有相对独立和稳定的内环境，控制细胞内外物质、信息、能量的出入，同时还参与细胞的运动。

2.细胞核（nucleus）：细胞核是真核生物中由双层单位膜包围核物质而形成的多态性结构。

是细胞遗传物质储存、DNA复制和RNA转录的场所，对细胞代谢、生长、分化及繁殖具有重要的调控作用，是细胞生命活动的调控中心。

3.细胞质（cytoplasm）：细胞质是细胞膜包围的除核区外一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。

由细胞质基质、内膜系统、细胞骨架和包容物组成，是生命活动的主要场所。

4.膜性结构（membranous structure）：膜性结构包括真核细胞结构中的细胞膜和膜性细胞器（内质网、高尔基复合体、线粒体、细胞核、溶酶体和过氧物酶体等）5.非膜性结构（non-membranous structure）：包括真核细胞中的核糖体、中心体、微管、微丝、核仁和染色质等。

6.单位膜（unit membrane）：生物膜在电镜下观察所呈现的较为一致的3层结构，即电子致密度高的内、外两层之间夹着厚约3.5nm 的电子致密度较低的中间层。

7.生物膜（biological membrane）：细胞膜和细胞内各种膜性结构统称为生物膜。

8.双亲媒性分子(amphipathic molecule):既亲水又疏水的分子被称为双亲媒性分子。

9.分子团(micelle)/双分子层(bilayer):由于细胞膜的三种主要脂质都有双亲媒性分子的特点，因此在水相中都能够自发地以特殊方式排列起来——分子与分子相互聚拢，亲水头部暴露于水，疏水尾部则藏在内部。

这样的排列可以形成2中构造:球形的分子团和双分子层。

在细胞膜的双分子层中，2层分子的疏水尾部被亲水头部夹在中间。

10.镶嵌蛋白(mosaic proteins)/整合蛋白(integral protein):是细胞膜功能的主要承担者，占膜蛋白的70％~80％，可能是双亲媒性分子，可不同程度地嵌入脂双层分子中，其与膜的结合非常紧密。

细胞生物学中的细胞膜与细胞膜与细胞膜蛋白细胞膜及其蛋白质在细胞生物学中扮演着重要的角色。

细胞膜作为细胞内外的分界线，起到了控制物质进出的关键作用。

而细胞膜蛋白则通过在细胞膜上的分布和功能发挥着调控细胞各项生理过程的重要作用。

本文将详细介绍细胞膜的结构和功能，以及细胞膜蛋白的分类和功能等相关内容。

一、细胞膜的结构和功能细胞膜（cell membrane），又称质膜，是细胞内外环境的隔离屏障。

它主要由脂质、蛋白质和糖类等组成。

细胞膜的主要结构是由磷脂双分子层构成的。

这种分子层将细胞内外隔开，并且具有半透性，可以选择性地控制溶质的通过。

细胞膜具有多种功能，主要包括以下几个方面：1. 维持细胞的完整性和形态稳定：细胞膜形成了细胞的外形，并且能够保持细胞内外的稳定环境。

2. 控制物质的进出：细胞膜通过选择性通透性，允许有选择性地将物质进出细胞。

3. 细胞信号传导：细胞膜上的蛋白质能够感受外界的信号，并通过信号传导机制将信号传递到细胞内。

4. 细胞黏附和识别：细胞膜上的糖类和蛋白质参与了细胞之间的黏附和相互识别。

二、细胞膜蛋白的分类与功能细胞膜蛋白是细胞膜上的一类重要的蛋白质。

根据其位置和结构的不同，可以将细胞膜蛋白分为两类：外膜蛋白和内膜蛋白。

1. 外膜蛋白外膜蛋白主要存在于细胞膜的外层，包括了许多重要的通道蛋白和受体蛋白等。

这些蛋白质能够构建通道或者通道组合，使物质以选择性通透的方式进出细胞。

- 通道蛋白：通道蛋白形成了细胞膜上的孔道，可以允许特定离子或溶质通过。

通道蛋白在细胞内外离子平衡和水分平衡调节中起着重要作用，如钾离子通道和钠离子通道等。

- 受体蛋白：受体蛋白位于细胞膜上，能够与特定的信号分子结合，触发细胞内的信号传导路径。

比如G蛋白偶联受体（GPCR）是一类重要的受体蛋白，参与了细胞对外界环境变化的感受和应答等功能。

2. 内膜蛋白内膜蛋白主要存在于细胞膜的内层，包括了许多重要的转运蛋白和酶蛋白等。

第六章线粒体与细胞的能量转换第一节线粒体的基本特征一、线粒体的形态、数量和结构（一）线粒体的形态、数量与细胞的类型和生理状态有关（细胞类型、生理状态、代谢需求）1.光镜下的线粒体成线状、粒状或杆状。

2.在低渗环境下，线粒体膨胀如泡状，在高渗环境下，线粒体又伸长为线状3.酸性时线粒体膨胀，碱性时线粒体为粒状（二）线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构1.外膜是线粒体外层单位膜在组成上，外模的1/2为脂类，1/2位蛋白质，外膜上镶嵌的蛋白质包括多种转运蛋白，允许通过分子量在10000以下的物质（通透性大）2.内膜的内表面附着许多颗粒①内膜直接包围的空间称内腔，含有基质，也称基质腔；内膜与外膜之间的空间称为外腔，或膜间腔。

②嵴的形成大大扩大了内膜的面积，提高了内膜的代谢效率③内膜的化学组成中20%是脂类（心磷脂占20%），80%是蛋白质④内膜的通透性很小，但内膜有高度的选择通透性⑤基粒分为头部、柄部、基片三部分，由多种蛋白质亚基组成。

机理头部具有酶活性，能催化ADP磷酸化生成ATP，因此，基粒又称ATP合成酶或ATP合酶复合体3.内外膜相互接近所形成的转为接触点是物质转运到线粒体的临时性结构线粒体的内外膜上存在着一些内膜与外模相互接触的地方，在这些地方膜间隙变狭窄，称为转位接触点4.基质是氧化代谢的场所线粒体中催化三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解、蛋白质合成等有关的酶都在基质中，参与物质的代谢5.基粒的化学本质是ATP合成酶二、线粒体的化学组成1.线粒体的主要成分是蛋白质，且多数分布于内膜和基质，分为两类：可溶性蛋白和不可溶性蛋白或膜镶嵌酶蛋白（线粒体是细胞中含酶最多的细胞器）2.线粒体内外膜的标志酶分别是细胞色素氧化酶和单胺氧化酶等；基质和膜间腔的标志酶分别为苹果酸脱氢酶和腺苷酸激酶三．线粒体的遗传体系（一）线粒体DNA构成了线粒体基因组1.线粒体基因组序列（也称剑桥序列）共16569个碱基对，为一条裸露的，不与组蛋白结合的双链环状的DNA分子。

细胞生物学中细胞膜功能细胞膜是细胞的外层结构，它在细胞内和外界环境之间起着重要的隔离和调控作用。

细胞膜由脂质双层以及嵌入其中的蛋白质、糖类等组成，具有多种重要功能。

细胞膜在维持细胞内外环境的稳定性方面起着关键作用。

细胞膜是一个半透性膜，在细胞内外的物质交换中起到了选择性通透的作用。

通过膜上的蛋白质通道，细胞膜可以控制物质的进出，使细胞内外的浓度、离子平衡等参数保持稳定。

例如，细胞膜上的离子通道可以调节细胞内外的离子浓度差，维持正常的电位差，从而维持细胞内外的电化学平衡。

细胞膜还具有细胞识别和信号传导的功能。

细胞膜上的蛋白质和糖类可以通过特异性结构和配体相互作用，实现细胞间的识别和相互作用。

这种相互作用可以触发细胞内的信号传导通路，引发一系列的细胞生理反应。

例如，细胞膜上的受体蛋白质可以与特定的信号分子结合，激活细胞内的信号传导通路，从而引发细胞的生长、分化、凋亡等生理过程。

细胞膜还参与细胞的吸收和排泄功能。

细胞膜上的各种通道和转运蛋白可以将营养物质、氧气等物质吸收进入细胞内，或者将废物、代谢产物排出细胞外。

细胞膜的这种吸收和排泄功能对于维持细胞的正常代谢活动至关重要。

例如，细胞膜上的葡萄糖转运蛋白可以将外界的葡萄糖转运进入细胞内，供细胞进行能量代谢。

细胞膜还参与细胞的运动和形态维持。

细胞膜上的细胞骨架可以与细胞内的细丝相互作用，使细胞膜发生形态变化。

这种形态变化可以使细胞膜发生伸缩和褶皱，从而实现细胞的运动和形态的改变。

例如，白细胞在细胞膜的作用下可以穿越血管壁，进入组织间隙，参与炎症反应和免疫应答。

细胞膜功能的研究对于理解细胞生物学和疾病发生机制具有重要意义。

许多疾病如癌症、心血管疾病等与细胞膜功能异常有关。

例如，某些癌细胞的细胞膜上的受体蛋白质异常激活，导致细胞增殖和转移能力增强。

因此，研究细胞膜的功能和调控机制，对于疾病的治疗和预防具有重要的意义。

细胞膜是细胞的重要组成部分，具有多种重要功能。

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。

细胞生物学中的细胞膜与细胞运动细胞是生命的基本单位，而细胞膜作为细胞的外围结构，起到了细胞内外物质交换的重要作用。

细胞膜的特性和结构以及细胞膜对于细胞运动的调节机制一直是细胞生物学领域的研究热点。

本文将从细胞膜的组成、功能以及细胞运动中细胞膜的作用等方面进行论述。

一、细胞膜的组成和结构细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量的碳水化合物组成。

其中，脂质是细胞膜的主要组分，占据了细胞膜总质量的大部分。

脂质分子由亲水的头部（磷酸基团）和亲油的尾部（脂肪酸残基）组成。

这种特殊的结构使得脂质分子可以在细胞膜中形成双层结构，即磷脂双层。

除了脂质，细胞膜中还存在着各种蛋白质。

这些蛋白质可以分为两类：固定型蛋白和可动型蛋白。

固定型蛋白主要位于细胞膜内部，起到支持和稳定细胞膜结构的作用。

可动型蛋白则可以在细胞膜上进行自由动态运动，它们可以通过与细胞膜的其他成分相互作用，从而参与细胞运动等生理过程。

二、细胞膜的功能1. 分隔和保护细胞内环境：细胞膜能够与外界环境分隔开，形成一个有限空间，从而保护细胞内环境不受外界干扰。

细胞膜通过选择性通透性，可以控制物质的进出，保持细胞内稳定的渗透压和离子平衡。

2. 细胞间相互联系的基础：细胞膜不仅可以将细胞与环境隔开，还能够与其他细胞膜进行连接，形成细胞间连接的重要基础结构。

比如在组织构建过程中，细胞膜可以通过细胞间连接蛋白在细胞之间建立联系，形成组织的完整结构。

3. 信号传导和细胞识别：细胞膜上的蛋白质还可以作为信号传导通路的一部分，参与细胞内外信息的交流和传递。

细胞膜直接参与细胞识别过程中的分子识别、信号转导和细胞黏附等生理过程。

4. 细胞膜与细胞运动细胞运动是细胞生物学中的重要现象，包括内部细胞器的运动以及整个细胞的形状和位置变化。

细胞膜在细胞运动中起到了重要的作用。

细胞膜的流动性和可变形性使得细胞能够改变自身形状，从而参与细胞的运动。

在细胞质中存在着一种被称为细胞骨架的结构，细胞骨架与细胞膜相互作用，通过调节细胞内膜结构的变化来实现细胞的运动。