4.第四章 细胞质膜

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。

《细胞生物学》第四章——第五章一. 名词解释1．生物膜2．细胞质膜3．脂质体4．外在膜蛋白5．脂锚定膜蛋白6．内在膜蛋白7．去垢剂8．细胞外表面9．原生质表面10．原生质小页断裂面11．膜骨架12．红细胞影（血影）13．细胞运输14．胞内运输15．跨细胞运输16．通道蛋白17．被动运输18．简单扩散19．协助扩散20．水孔蛋白21．主动运输22．ATP驱动泵23．光驱动泵24．钙泵25．ABC超家族26．协同转运27．胞饮作用28．吞噬作用29．胞吐作用二．填空1．S.J.Singer和G.Nicolson于1972年提出了生物膜的____________，最近，有人提出_________对其进行补充。

2．膜脂是生物膜的基本组成成分，主要包括磷脂、_________和________三种类型，其中磷脂可分为两类：_________和__________.3．一般情况下，膜脂分子的热运动中_________极少发生，但其在细胞某些_______中发生的频率很高，特别是在_________上，新合成的磷脂分子经过几分钟后，将有半数从脂双层的一侧通过__________转位到另一侧，但这一过程需要特殊的__________协助完成。

4．膜蛋白可分为三种基本类型：_________、________、_________，其中与膜结合比较紧密的为：____________，只有用去垢剂使膜崩解才可分离出来。

5．去垢剂是分离与研究膜蛋白的常用试剂，有______________和____________两类。

____________对蛋白质的作用比较温和。

常用的去垢剂有______________、_____________。

6．膜脂的活动性主要指分子的________运动，它在很大程度上是有脂分子本身的性质决定的。

一般来说，脂肪酸链________，不饱和程度________，膜脂的流动性越大。

温度对膜脂的运动有明显的影响，各种膜脂都具有其不同的__________。

细胞质膜组成
细胞质膜，又称为细胞膜，是包围在细胞外部的一层薄膜，主要由以下几部分组成：
1.磷脂双分子层：构成细胞质膜的基本骨架，磷脂分子具有亲水性头部和疏水性尾部，头部朝向水中，尾部相互靠近，形成双分子层。

2.蛋白质：嵌入在磷脂双分子层中，负责质膜的各种功能，如物质运输、信号传递、细胞识别等。

蛋白质的种类和数量决定了质膜的功能特性。

3.糖类：部分蛋白质和磷脂与糖类结合，形成糖蛋白或糖脂，参与细胞识别和细胞间的相互作用。

4.胆固醇：主要存在于动物细胞的质膜中，有助于稳定质膜的流动性，调节质膜的渗透性。

5.少量的其他脂质：如鞘脂、磷脂酸等。

6.蛋白质复合物：在质膜上还存在着多种蛋白质复合物，如酶复合物、受体复合物等，它们参与各种生物化学反应和信号转导过程。

细胞质膜的这些组成成分相互作用，共同维持细胞内外环境的稳定，并实现细胞的各种生理功能。

生物必修一第四章细胞的物质输入和输出知识点
生物必修一第四章关于细胞的物质输入和输出的知识点主要包括：
1. 细胞膜（细胞质膜）：细胞膜是细胞的外层边界，通过选择性渗透作用来控制物质
的输入和输出。

2. 渗透：指溶质在溶剂中的扩散。

渗透作用可以使水和其他物质通过细胞膜进入和离
开细胞。

3. 渗透压：指细胞内外水分子浓度的差异所产生的压力。

4. 渗透调节：细胞通过改变渗透物质浓度和水分子的运动来调节细胞内外渗透压的平衡，维持细胞内外环境的稳定。

5. 主动运输：细胞膜通过选择性通道和蛋白质携带器来主动转运物质，需要消耗能量。

6. 被动运输：利用浓度梯度使物质自动通过细胞膜进入或离开细胞，不需消耗能量。

7. 渗透透过细胞膜：水通过细胞膜进入细胞内或离开细胞外的过程，包括均衡渗透、
胀溃和渗透调节等。

8. 胀溃现象：当细胞浸泡在低浓度或高浓度的溶液中时，细胞内外渗透压不平衡，导
致细胞体积增大或减小，最终导致细胞死亡。

9. 胞吞作用：细胞通过细胞膜将固体颗粒或液滴包裹进细胞内部，形成胞吞小泡，并
通过胞吞小泡融合或分泌到细胞外部。

10. 胞吐作用：细胞通过胞吞小泡合并成一个大的胞吐小泡，将内部物质释放到细胞外。

以上是生物必修一第四章细胞的物质输入和输出的一些重要知识点，希望对你有帮助。

细胞质膜一、细胞质膜的特征及影响因素（―）质膜的基本特性1、流动性膜脂的流动性:主要脂质分子的侧向运动；膜蛋白的流动性:膜蛋白在脂双层二维溶液中的运动是自发的热运动，不需要细胞代谢产物的参加，也不需要能量输出。

2、不对称性膜中各组分的排列是不对称的。

膜脂的不对称性:同一种膜脂在脂双层中的分布不同；膜蛋白的不对称性:同—种膜蛋白在脂双层中的分布都有特定的方向或拓扑学樹正；糖脂的不对称性：蛋白和糖脂的糖基部分均位于细胞质膜的外侧。

（二）影响因素1、流动性的影响因素温度温度是影响膜流动性最主要的因素。

不同的膜脂具有不同的相变温度。

脂肪酸链的长度脂肪酸链越短，流动性就越大。

脂肪酸不饱和度脂肪酸不饱和程度越高，膜的流动性越大。

卵磷脂鞘磷脂的比例卵磷脂含量高，则膜的流动性大;鞘磷脂的含量高，则膜的流动性低胆固醇的含量在相变温度以上，胆固醇含量增加会降低膜的流动性:相变温度以下，增加胆固醇可提高膜的流动性膜蛋白膜蛋白以某种方式同细胞内、细胞外、细的与细胸向发牛联系，组成特殊的膜区，从而限制膜蛋白的运影响膜的流动性。

其他因素PH、离子强度、金属离子等。

2、质膜不对称性的影响因素包括膜蛋白、膜脂、膜糖分布的不对称性。

（三）特征与功能的关系流动性和不对称性是生物膜的基本特征，也是完成其生理功能的重要保证。

膜脂的流动性与不对称性是生长细胞完成包括生长、增殖在内的多种生理功能所必需的；膜蛋白的流动性与不对称性与物质转运、信号传递、酶促反应等多种复杂的功能有关;膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证；糖脂的不对称性与细胞通讯、识别、黏着等相关，是完成生物膜生理功能的结构基础。

总之，各种不同的膜蛋白与膜脂分子的协同作用不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境，而且在各种细胞活动中也起到重要作用。

二、膜脂3类及特征1、甘油磷脂甘油磷脂是膜脂的基本成分，占膜脂的50%以上，主要在内质网合成。

（1）结构特征：具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链），但存在于线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂具有4 个非极性尾部；脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16、18或20个碳原子组成；除饱和脂肪酸外，还常含有不饱和脂肪酸（如油酸），不饱和脂肪酸多为顺式，顺式双键在炷链中产生约30°弯曲。

细胞生物学总结第四章：细胞质膜第一节、细胞质膜的结构模型与基本成分生物膜生物膜结构：磷脂双分子层是组成生物膜的基本成分，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，膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者。

生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。

在细胞生长和分裂等整个生命活动中，生物膜在三维空间上可出现玩去、折叠、延伸等改变，处于不断的动态变化中。

膜脂——生物膜基本组成成分（一）基本成分1.甘油磷脂：膜脂的基本成分（50%以上）主要特征：①除心磷脂外，具有一个与磷酸集团相结合的极性头和两个非极性的尾。

②脂肪酸碳链为偶数，多数碳链为16/18个碳原子组成。

③除饱和脂肪酸外，常含有1~2个双键的不饱和脂肪酸（多为顺式）2.鞘脂：鞘磷脂（SM）、糖脂3.固醇：胆固醇及其类似物。

特殊的分子结构和强疏水性，自身不能形成脂双层。

调节膜的流动性，增加膜的稳定性降低水溶性物质的通透性。

（二）膜脂的四种热运动方式（1）沿膜平面的侧向运动（基本方式）（2）脂分子围绕轴心的自旋运动（3）脂分子尾部的摆动（4）双层脂分子之间的翻转运动。

一般情况下极少发生，发生频率不到脂分子侧向交换频率的10‾10.但在内质网膜上频率很高。

（三）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现象而制备的人工膜。

应用：研究膜脂和膜蛋白及其生物学性质的极好实验材料；脂质体中裹入DNA 可有效地将其导入细胞中，常用于转基因实验；在临床医疗中，常作为药物或酶等的载体。

膜蛋白：（一）膜蛋白的类型外在（外周）膜蛋白：靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合，易分离。

内在（整合）膜蛋白：水不溶性蛋白，形成跨膜螺旋，与膜结合紧密，只有用去垢剂处理使膜崩解后才可分离出来。

脂锚定蛋白：通过磷脂或脂肪酸锚定，共价结合。

（二）内在膜蛋白与质膜结合的方式（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，这是内在膜蛋白与膜脂结合的最主要和最基本的结合方式。

第四章细胞膜与细胞表面第一部分：细胞膜与细胞表面特化结构质膜（plasma membrane）包在细胞外面，所以又称细胞膜（cell membrane），它不仅是区分细胞内部与周围环境的动态屏障，更是细胞物质交换和信息传递的通道。

围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。

质膜和内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜（biomembrane）。

生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础，细胞的能量转换、蛋白质合成、物质运输、信息传递、细胞运动等活动都与膜的作用有密切的关系。

质膜表面寡糖链形成细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）；质膜下的表层溶胶中具有细胞骨架成分组成的网络结构，除对质膜有支持作用外，还与维持质膜的功能有关，所以这部分细胞骨架又称为膜骨架。

细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表面。

第一节质膜的化学组成质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。

膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。

动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。

一、膜脂膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。

（一）、磷脂是构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50％以上。

磷脂分子的主要特征：具有一个极性头和两个非极性的尾（脂肪酸链，图4-1），但存在于线粒体内膜和某些细菌质膜上的心磷脂具有4个非极性的区域（图4-2）。

脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16，18或20个碳原子组成。

常含有不饱和脂肪酸（如油酸）。

图4-1磷脂的结构图4-2心磷脂1、甘油磷脂以甘油为骨架的磷脂类，在骨架上结合两个脂肪酸链和一个磷酸基团，胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇等分子籍磷酸基团连接到脂分子上(图4-3)。

主要类型有：磷脂酰胆碱（phosphatidyl choline，PC，旧称卵磷脂）、磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine，PS）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamine，PE，旧称脑磷脂）磷脂酰肌醇（phosphatidyl inositol，PI）和双磷脂酰甘油（DPG，旧称心磷脂）等。