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第四章 细胞膜与物质的运输

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细胞膜与物质穿膜运输

细胞膜与物质穿膜运输

第四章细胞膜与物质穿膜运输一、学习要求掌握：细胞膜的化学组成、分子组成及其特性和生物学意义。

小分子物质穿膜运输方式及特点；载体蛋白和通道蛋白特性和异同；大分子和颗粒物质的膜泡运输；受体介导的胞吞作用特点及过程。

流动镶嵌模型基本要点。

了解：生物膜的分子结构模型认识的演变、研究方法。

细胞表面及特化结构；细胞膜异常与疾病，胞吞与胞吐作用。

二、自测题（一）单项选择题1. 胆固醇对膜脂的影响是（）。

A. 增加膜的流动性B. 增加膜的稳定性C. 增加膜的无序性D. 增加膜的通透性E. 增加膜的选择性2. 易化扩散和主动运输的共同特点是（）。

A. 顺浓度梯度B. 逆浓度梯度C. 需要消耗能量D. 不需要消耗能量E. 需要载体蛋白3. 葡萄糖经糖载体蛋白的介导，进入细胞内的方式是（）。

A. 简单扩散B. 易化扩散C. 离子泵D. 被动运输E. 通道运输4. 胞吞过程中，提供牵动质膜的“有被”装配机械动力的是（）。

A. 微管蛋白B. 肌动蛋白C. 肌球蛋白D. 网格蛋白E．中间纤维蛋白5. 消化酶的出胞方式是（）。

A. 固有分泌B. 受调分泌C. 简单扩散D. 易化扩散E. 通道运输6. 关于膜受体的说法正确的是（）。

A．配体闸门通道属于载体蛋白B．G蛋白偶联受体通常由几个亚基组成C．酶偶联受体具有7个跨膜螺旋区域D．酶偶联受体被激活后可形成一个或数个SH2结合域E．ACH受体属于G蛋白偶联受体7. 生物膜的流动性主要取决于（）。

A. 水B. 蛋白质C. 脂类D. 核酸E. 糖类8. 膜功能的特异性主要取决于（）。

A. 膜中脂类的种类B. 膜中脂类的含量C. 膜中蛋白质的种类和数量D. 膜中糖的种类E. 膜中糖类含量9. 细胞膜中的脂锚定蛋白与脂类相结合的化学键是（）。

A. 氢键B. 肽键C. 共价键D. 疏水键E. 磷酸二脂键；10. 细胞膜上Na+-K+泵驱动的是（）。

A. 简单扩散B. 易化扩散C. 胞吐作用D. 共运输E. 对运输11. 生物膜上的糖蛋白只分布在（）。

细胞膜与物质的穿膜运输

细胞膜与物质的穿膜运输

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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
质膜中胆固醇与磷脂分子的关系示意图
Cell Membrane and Membrane Transport
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
一、细胞膜的化学组成
(一) 膜脂构成细胞膜的结构骨架 3.糖脂 ➢ 定位：均位于质膜非胞质面单层，糖基暴露于细胞表面。 ➢ 组成：由脂类和寡糖构成。细菌和植物细胞的糖脂几乎都是
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
一、细胞膜的化学组成
(一) 膜脂构成细胞膜的结构骨架 1.磷脂
⑴ 甘油磷脂的化学结构
甘油磷脂以甘油为骨架，甘油分子的1、2位羟
基分别与脂肪酸形成酯键，3位羟基与磷酸形成
酯键。
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
一、细胞膜的化学组成
(一) 膜脂构成细胞膜的结构骨架
1.磷脂 ⑴ 甘油磷脂的化学结构 磷酸基团可分别与胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇 结合，形成亲水的头部。两条长短不一的脂肪酸 链构成疏水的尾部，通常为14～24个碳原子组成， 一条烃链不含双键（饱和链），另一烃链含有一 个或几个顺式排列的双键（不饱和链），形成一 个约30°角的弯曲。
极性头部，固醇环固定在磷脂分子邻近头部的烃链
上，疏水的烃链尾部埋在脂双层的中央。
➢ 功能：调节膜的流动性，增强膜的稳定性。
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第四章 细胞膜与物质的穿膜运输
胆固醇分子化学结构
Cell Membrane and Membrane Transport

细胞膜与物质运输

细胞膜与物质运输

细胞膜与物质运输细胞膜是细胞内外环境的界限，是细胞中最基本的结构之一。

它的主要功能是控制物质的进出，维持细胞内外的平衡。

物质通过细胞膜的运输机制，能够实现细胞内外的交流和物质的互相传递。

一、细胞膜的结构细胞膜是由脂质双层和膜蛋白组成的。

脂质分子呈现两层排列，疏水端朝向内部，亲水端朝向外部。

这种结构使得细胞膜具有半透性，能够选择性地通透一些物质。

二、物质的运输机制细胞膜对物质的运输主要有主动运输和被动运输两种机制。

1. 主动运输主动运输是指细胞膜通过耗费能量主动地将物质从浓度低的一侧转运至浓度高的一侧。

这个过程涉及到细胞膜上的蛋白质通道，如离子泵，它利用ATP分子的能量将离子从低浓度区域运输至高浓度区域。

主动运输能够维持细胞内外的浓度差异，实现物质的积累或排泄。

2. 被动运输被动运输是指物质通过细胞膜的扩散来实现的，不需要细胞耗费额外的能量。

扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域的自发运动。

细胞膜上的通道蛋白在这个过程中起到了重要的作用，通过水分子或化学物质的扩散使得物质从高浓度区域向低浓度区域传输。

三、细胞膜对物质的选择性通透性细胞膜通过选择性通透性实现对物质的筛选和防止错误进出。

细胞膜通道蛋白的空间结构对于物质的辨认起到了关键性的作用。

通过这种机制，细胞膜可以控制溶质的进出，维持细胞内外环境的稳定。

四、特殊的物质运输机制除了主动运输和被动运输之外，细胞膜还有一些特殊的物质运输机制。

1. 胞吞作用胞吞作用是细胞通过细胞膜对外突起形成吞噬泡，将外界的物质吞噬到细胞内部。

这种机制常见于一些单细胞生物的取食和细胞免疫反应。

胞吞作用可以实现细胞对颗粒状物质的摄取。

2. 胞吐作用胞吐作用是细胞通过细胞膜逆向扩张形成泡泡，将细胞内的废弃物或物质排出体外。

这种机制常见于细胞的废物排泄和细胞分泌。

五、物质运输的重要性细胞膜扮演了细胞内外环境交流的桥梁角色，物质的运输对细胞的生命活动至关重要。

1. 营养物质的供应细胞通过运输机制从外界获取营养物质，如葡萄糖、氧气等。

细胞生物学课程第4章细胞膜和物质的跨膜运输(医学院) 厦门大学

细胞生物学课程第4章细胞膜和物质的跨膜运输(医学院) 厦门大学
膜脂分子的运动
1. 侧向扩散：同一平面上相邻的脂分子交换位置。 2. 旋转运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。 3. 摆动运动：膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。 4. 伸缩震荡：脂肪酸链沿着与纵轴进行伸缩震荡运动。 5. 翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。是在翻转酶
脑苷脂
神经节苷脂
（1）分布与定位
糖脂是含糖而不含磷 酸的脂类，普遍存在于原 核和真核细胞的质膜上 （含量5％以下），神经细 胞膜上含量较高（5-10 ％）。
糖脂是两性分子。其 结构与鞘磷脂很相似，只 是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。糖脂均位 于细胞膜的非细胞质面， 及外侧的脂质分子中。
❖ 糖脂是位于脂双层的外侧，——可能作为细胞外配体(ligand)的受体。 ❖ 磷脂酰丝氨基——集中在脂双层的内叶，在生理pH下带负电荷，这种带
电性使得它能够同带正电的物质结合，如同血型糖蛋白A跨膜α螺旋邻近 的赖氨酸、精氨酸结合。 ❖ 磷脂酰胆碱——在衰老的淋巴细胞外表面，作为让吞噬细胞吞噬的信号； 磷脂酰胆碱出现在血小板的外表面，作为血凝固的信号。 ❖ 磷脂酰肌醇——集中在内叶，它们在将细胞质膜的刺激向细胞质传递中 起关键作用。
质完成的 。如： • 载体蛋白——膜内外的物质运输 • 连接蛋白——细胞的相互作用 • 受体蛋白——信号转导 • 各类酶——相关的代谢反应
在不同细胞中膜蛋白的含量及类型有很大差异，依在膜上存在方式不 同可分为：
1.整合蛋白（integral protein） 2.外周蛋白（peripheral protein） 3.脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）
➢ 通道蛋白
是一类跨膜蛋白，它们都是通过疏水的氨基酸链进行重排，形成水性通道，允许 适宜的分子通过。通道蛋白具有选择性，所以在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通 道蛋白参与的只是被动运输， 并且是从高浓度向低浓度运输，所以不消耗能量。 运输特点： ①蛋白不与溶质分子结合，形成跨膜通道介导离子顺浓度梯度通过； ②有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态，如钾泄漏通道，允许钾离子不断外流； ③有些通道蛋白具有选择性和门控性，平时处于关闭状态，仅在特定刺激下才打开，又 称为门通道。主要有：电压门通道、配体门通道、机械门通道。

第四章：细胞质膜

第四章：细胞质膜

的脂双层中呈不均
匀分布，如：PC和
SM主要分布在外小
叶，PE和PS分布在
内小叶。
镰刀形红细胞与荧光标记的 annexinV共孵育的荧光显微镜照片
流式细胞仪检测到的PS暴露
于表面的红细胞的百分比
2，膜蛋白的不对称性 包括：整合蛋白插入的深度不同； 穿过蛋白质两侧的基团不同；
两侧表面边周蛋白的性质种类不同。
1，2：膜整合蛋白 3，4：脂锚定蛋白 5，6：外周蛋白
1、整合膜蛋白（integral membrane protein） 1）也称跨膜蛋白(transmembrane proteins)，为两 性分子，非极性区（疏水区）插在脂双层分子之间， 极性区（亲水区）则朝向膜的表面，占70%～80%。 2）主体穿过细胞膜脂双层，分为单次跨膜、多次跨 膜和多亚基跨膜蛋白三种。 3）单次跨膜蛋白肽链穿过脂双层一次，有胞外、胞 质和跨膜三个结构域，跨膜域含有20～30个疏水性 氨基酸，以α螺旋构象穿越脂双层。穿膜的方式包 括：
结合，因此只要改变溶液的离
子强度甚至提高温度就可以从
膜上分离下来。
有时很难区分整合蛋白和外周蛋白，主要是因为一
个蛋白质可以由多个亚基构成，有的亚基为跨膜蛋
白，有的则结合在膜的外部。
附着
膜蛋白
膜蛋白
周边蛋白
周边蛋白
附着在其他膜蛋白上的周边蛋白
3、脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）
滑入细胞质或在脂肪双层翻转，也可能参与环境相互
作用，细胞识别。
二、细胞膜的特性 （一）膜的不对称性决定膜功能的方向性 膜组分分布不对称性与膜功能的不对称性，使生 命活动高度有序。 1、膜脂的不对称性 1）膜脂内外层化学组成不对称 2）不同膜性细胞器中脂类成分组成不同

生物必修一第四章细胞的物质输入和输出知识点

生物必修一第四章细胞的物质输入和输出知识点

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。

第4章细胞膜与物质的跨膜运输


2. 影响膜流动的因素
脂肪酸链的饱和度和长度：脂肪酸链所含双键越 多越不饱和，使膜流动性增加。长链脂肪酸相变 温度高，膜流动性降低。
胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。 卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因
为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。 其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸
碱度、离子强度等。
功能: 从结构及组分分析, 脂筏在膜内形成有效的平 台, 它有两个特点: 一是蛋白质聚集在脂筏内,便 于相互作用; 二是脂筏提供的环境有利于蛋白质 的构象变化.脂筏与膜的信号转导、蛋白质转运均 有密切的关系。
2020/4/4
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（五）细胞膜的主要功能
1. 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； 2. 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢
用。细胞外被、质膜和表层胞质溶胶构成细胞表
面。
2020/4/4
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一、细胞膜的不对称性
质膜的内外两层的组分和功能有明显 的差异，称为膜的不对称性。 膜脂、膜蛋 白和复合糖在膜上均呈不对称分布，导致 膜功能的不对称性和方向性，即膜内外两 层的流动性不同，使物质传递有一定方向， 信号的接受和传递也有一定方向等。
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（二）单位模型(unit membrane model)
J. D. Robertson 1959年用超 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，厚约7.5nm。这就是所谓 的“单位膜”模型。它由厚约 3.5nm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。
膜脂的不对称性还表现在膜表面具有胆固醇 和鞘磷脂等形成的微结构域-脂筏。

第四章 细胞膜与物质的穿膜运输练习题及答案

第四章细胞膜与物质的穿膜运输一、名词解释1.脂质体( liposome)2.囊泡运输( vesicular transport)3.流动镶嵌模型( fluid mosaic model)4.脂筏(lipid rafts)5.主动运输 (active transport)6.易化扩散( facilitated diffusion)7.协同运输( cotransport)8.受体介导的胞吞作用( receptor-mediated endocytosis)9.简单扩散( simple diffusion)10.被动运输(passive transport)11.单位膜( unit membrane)12.连续性分泌( continuous secretion)13.受调分泌( regulated secretion)二、单项选择题1.生物膜的主要化学成分是A.蛋白质与核酸B.蛋白质与脂类C.蛋白质与糖类D.糖脂E.糖蛋白2.乙酰胆碱的出胞方式是A.受调分泌B.固有分泌C.被动运输D.易化扩散E.离子通道扩散3.蛋白聚糖的出胞方式是A.固有分泌B.受调分泌C.协同运输D.易化扩散E.离子通道扩散4.膜脂分子最主要的运动方式是A.侧向扩散B.翻转运动C.旋转运动D.弯曲运动E.伸缩振荡运动5.细胞吞噬过程中参与伪足形成与伸出的蛋白质主要是A.网格蛋白B.微管蛋白C.肌球蛋白D.中间纤维E.肌动蛋白6.胞吞过程中,提供牵动质膜内陷的包被蛋白是A.COPI蛋白B.肌动蛋白C.OPI蛋白D.网格蛋白E.肌球蛋白7.在生理条件下,胆固醇对膜脂流动性的影响在于A.增加膜的流动性B.增加膜的稳定性C.增加膜的无序性D.增加膜的通透性E.增加膜的选择性8.葡萄糖穿红细胞膜的运输过程中载体蛋白发生A.在脂双层中来回移动B.可逆的构象改变C.形成通道D.在脂双层中翻转E.在脂双层中扩散9.不能自由扩散进出脂双层的物质是A.尿素B.乙醇C. O2D. CO2E.Na+10.构成动物细胞细胞外被的是细胞膜表面的A.细胞壁B.糖蛋白C.离子D.糖蛋白与糖脂外伸的糖链E.水11.细胞膜的流动镶嵌模型认为A.两层蛋白质分子中间夹着一层类脂B.脂双分子层两侧附着蛋白质C.脂双分子层中间夹着一层蛋白质D.脂分子与蛋白质间隔排列E.脂双分子层镶嵌着蛋白质12.物质不需要膜蛋白帮助,不消耗能量,顺浓度梯度通过膜的自由扩散称为共A.简单扩散B.易化扩散C.主动运输D.胞吞作用E.胞吐作用13.以简单扩散方式快速通过细胞膜的物质有A. NaB. CO2C.氨基酸D.葡萄糖E.甘油14.由载体蛋白参与而不消耗代谢能,顺浓度梯度进行的穿膜运输方式是A.简单扩散B.主动运输C.易化扩散D.胞吞作用E.胞吐作用15.易化扩散与主动运输的共同点是A.顺浓度梯度转运B.逆浓度梯度转运C.需要消耗能量D.不需要消耗能量E.需要有载体蛋16.与生物膜流动性呈正相关的是A.鞘磷脂B.膜蛋白C.胆固醇D.卵磷脂E.糖蛋白17.膜功能的特异性主要取决于A.膜脂的种类B.膜脂的含量C.膜蛋白的种类和数量D.膜糖的种类E.膜糖的含量18.细胞中的膜糖分布于A.细胞核膜表面B.膜的非胞质面C.内质网表面D.高尔基复合体表面E.线粒体表面19.电子显微镜下单位膜的结构是A.二层深色带,中间夹一层浅色带B.一层深色带和一层浅色带C.二层浅色带,中间夹一层深色带D.一层深色带E.二层浅色带和二层深色带20.单位膜的总厚度约为A. 5nmB.6nmC. 7.5nmD. 8nmE. 9nm21.载体蛋白顺浓度梯度转运Na入胞的同时,将葡萄糖逆浓度梯度一起带入胞内,此种穿膜运输方式为A.被动运输B.单运输C.同向协同运输D.胞吞作用E.对向协同运输22.葡萄糖经载体蛋白的介导,进入大多数动物细胞内的方式是A.简单扩散B.易化扩散C.离子泵D.协同运输E.通道运输23.细胞膜中的脂锚定蛋白与膜脂类相结合的化学键是A.氢键B.肽键C.共价键D.疏水键E.磷酸二酯键24.细胞膜上的钠钾泵可间接驱动A.简单扩散B.易化扩散C.胞吐作用D.共运输E.胞吞作用25.低密度脂蛋白(LDL)进入细胞的方式是A.协同运输B.易化扩散C.主动运输D.吞噬作用E.受体介导的胞吞作用26.小肠和肾小管上皮细胞膜吸取葡萄糖的转运方式是A.共运输B.对向运输C.被动运输D.易化扩散E.简单扩散27.维持细胞内Na浓度低于细胞外Na浓度10-20倍的是A.Na+-H+交换器B.Na-K+泵C.Na+-Ca2+交换载体D.电压门控Na通道E.Na驱动的葡萄糖转运体28.人体内O2、CO2、N2、水和甘油等进出细胞膜的穿膜运输方式是A.简单扩散B.易化扩散C.主动运输D.胞吞作用E.胞吐作用29.氨基酸通过小肠黏膜上皮细胞游离面进入细胞的方式通常为A.简单扩散B.离子通道扩散C.易化扩散D.协同运输E.胞吞作用30.在细胞膜的物质转运中,Na穿膜运输的方式有A.简单扩散和易化扩散B.简单扩散和主动运输C.易化扩散和主动运输D.易化扩散和离子通道扩散E.离子通道扩散和主动运输31.影响细胞膜流动性的主要因素不包括A.膜蛋白B.胆固醇C.卵磷脂D.脂肪酸的饱和程度E.离子强度32.膜脂分子分布的不对称性是指A.脂分子在膜上亲水头部与疏水尾部不对称B.在两层膜脂中脂分子的种类和数量不同C.在两层膜脂中膜蛋白不同D.细胞膜外表面是亲水的,内表面是疏水的E.脂双层中糖蛋白只分布在胞外层33.膜脂分子最不易发生的运动方式是A.旋转运动B.侧向扩散C.翻转运动D.弯曲运动E.伸缩振荡运动34.Na+-K*泵水解1分子ATP可转运A.3个Na+、2个K+B.3个K+、2个Na+C.2个Na+、2个K+D.3个Na+、3个K+E.3个Na+、1个K+35.处于持续开放状态的膜通道蛋白是A.乙酰胆碱受体B.K+通道C.Ca2+通道D.应力激活阳离子通道E.水通道36.细胞吞入固体颗粒物质的过程为A.胞吞作用B.吞噬作用C.吞饮作用D.受体介导的内吞作用E.胞吐作用37.有被小窝的作用是A.聚集特定受B.吞入大分子物质C.防止大分子泄漏D.使细胞膜牢固E.吸引胞外物质38.下列过程中,不属于小分子和离子穿膜运输的是A.胞吞作用B.简单扩散C.易化扩散D.主动运输E.离子通道扩散39.细胞膜中膜外在蛋白与脂类的结合主要通过A.共价键B.磷酸二酯键C.糖苷键D.肽键E.非共价键40.主动运输与胞吞作用的共同点是A.转运大分子物质B.逆浓度梯度运输C.需载体的帮助D.有细胞膜形态和结构的改变E.需消耗代谢能41.关于细胞膜上糖类的错误描述是A.膜脂中糖的含量约占膜脂重量的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.糖蛋白中的糖链对蛋白质在膜中的分布影响很大E.与细胞免疫、细胞识别及细胞癌变有密切关系42.膜蛋白不具有的功能是A.转运分子进出细胞B.接受环境信号并传递到胞内C.连接相邻细胞或细胞外基质成分D.结合于膜上的酶可催化细胞的某些化学反应E.使膜发生相变和相分离43.关于细胞膜的错误叙述是A.高度选择性的半通透性膜B.动态的流体结构C.膜载体蛋白只参与主动运输D.接受化学信号的感受器E.膜中的胆固醇是两亲性分子44.受体介导的胞吞作用不具有的特点是A.在细胞膜的特定区域进行B.形成有被小窝和有被小泡C.吸入大量的细胞外液D.其物质转运速度很快E.吸取特定大分子的有效途径45.通过连续性分泌途径排出细胞的物质是A.胶原蛋白B.肾上腺素C.消化酶D.神经递质E.多糖46.下列不属于甘油磷脂的是A.卵磷脂B.鞘磷脂C.磷脂酰肌醇D.脑磷脂E.磷脂酰丝氨酸47.目前被普遍接受的细胞膜分子结构模型是A.单位膜模型B.流动镶嵌模型C.片层结构模型D.脂筏模型E.捕鱼笼模型48.下列关于Ca2+泵的错误叙述是A.可维持细胞内外的Ca2+浓度梯度B.是ATP酶C.通过对向运输方式转运Ca2+D.分布于质膜、内质网膜上E.每次能逆浓度梯度转运2个Ca2+进入肌浆网49.下列属于非离子型去污剂的是A.十二烷基磺酸钠B.十六烷基三甲基C. Triton X-100D.硬脂酸E.甘油三酯50.与家族性高胆固醇血症A.LDL受体不能与LDL结合B.LDL受体的基因突变C.LDL进入细胞后不能被降解D.LDL受体缺乏E.LDL受体结构异常51.下列关于水通道的错误叙述是A.AQP1是红细胞膜上的主要水通道B.经典的选择性水通道只能通透水分子C.水-甘油通道对水分子、甘油、尿素具有通透性D.属于内在膜蛋白E.属于配体门控通道52.下列不属于两亲性分子的是A.卵磷脂B.胆固醇C. SDSD.糖脂E.甘油三酯53.下列关于脂锚定蛋白的正确叙述是A.可位于细胞膜的外侧B.以共价键与脂双层内的脂分子结合C.可位于细胞膜的胞质侧D.可通过与磷脂酰肌醇分子相连的寡糖链共价键结合而锚定到质膜上E.以上都正确54.测定膜蛋白的侧向扩散可使用的技术是A.冰冻蚀刻技术B.荧光漂白恢复技术C.细胞周期同步化D.冷冻电镜技术E. Western印迹分析55.下列不属于内在膜蛋白的是A.孔蛋白B.钙泵C.水通道D.Sre激酶E.钙黏着蛋白多项选择题1.关于细胞膜上的钠钾泵,下列叙述正确的是A.具有ATP酶的活性B.由大小两种亚基组成C.钠离子的结合位点位于胞膜外侧D.乌本苷为其抑制剂E.介导逆浓度梯度运输2.外在膜蛋白的主要特点有A.可与内在膜蛋白相互作用,间接与膜结合B.均分布在膜的外表面C.在膜蛋白中含量少,占20%-30%D.可通过离子键、氢键与膜脂分子的极性头部相结合E.改变溶液离子浓度即可从膜上分离出来3.穿膜蛋白的主要特点有A.在膜蛋白中含量多,占70%~80%B.穿膜蛋白是双亲性分子C.嵌入脂双层分子中D.多以α螺旋方式穿越脂双层E.与膜结合紧密4.膜糖类分布在A.脂类双层分子层中B.细胞膜非胞质侧C.细胞膜胞质侧D.内膜系统中糖残基面向膜腔内E.内膜系统中糖残基面向膜外表面5.在人的红细胞膜中,下列脂类主要分布于脂双层外层的是A.鞘磷脂B.磷脂酰胆碱C.磷脂酰丝氨酸D.磷脂酰乙醇胺E.胆固醇6.穿膜转运方式中的简单扩散和易化扩散的共同点是A.从高浓度向低浓度方向转运B.从低浓度向高浓度方向转运C.需要消耗能量D.不需消耗能量E.需要膜转运蛋白7.影响膜脂流动性的因素有A.环境温度B. phC.膜蛋白的含量D.胆固醇含量E.细胞体积8.在调节细胞内pH方面,起作用的跨膜载体蛋白是A.Na-K泵B.Ca2+泵C.Na2-H交换器D.Cl-HCO3交换器E.离子闸门通道9.Na+-K+泵的生理作用是A.产生和维持膜电位B.维持细胞内外特殊的钠钾离子环境C.调节渗透压保持细胞容积恒定D.为细胞主动运输葡萄糖等物质提供条件E.调节细胞的pH10.在人的红细胞膜中,主要分布于脂双层胞质面的脂类分子是A.磷脂酰肌醇B.磷脂酰胆碱C.磷脂酰丝氨酸D.磷脂酰乙醇胺E.鞘磷脂11.下列可以降低细胞膜流动性的是A.脂肪酸链的长度增加B.脂肪酸链的不饱和程度增加C.卵磷脂与鞘磷脂比例增加D.相变温度以上胆固醇含量增加E.相变温度以下胆固醇含量增加12.载体蛋白介导的穿膜运输的特点是A.均介导顺浓度梯度运输溶质B.通过构象改变介导物质运输C.扩散速率随溶质浓度的升高可无限增大D.有选择性地转运特异性分子E.对被转运物质不进行共价修饰13.通道蛋白介导的跨膜运输的特点是A.逆电化学梯度转运物质B.对被转运物质有高度选择性C.转运速度快D.通道蛋白形成贯穿膜脂双层的亲水孔道E.多数通道不持续开放14.关于细胞膜对离子和小分子物质的穿膜运输,下列说法正确的有A.钠泵对Na+和K的转运属于被动运输B.O2和CO2的穿膜运输方式为简单扩散C.小肠对葡萄糖和氨基酸的吸收属于协同运输D.钙通道可逆电化学梯度特异性的转运NaE.多数离子通道不持续开放15.细胞外被的功能包括A.细胞的迁移和黏附作用B.作为保护层C.细胞周围的水盐平衡D.与细胞通讯有关E.参与细胞识别参考答案名词解释1.脂质体( liposome):是根据磷脂分子可以在水相中自我装配成稳定的脂双层膜的球形结构的趋势而制备的人工球形脂质小囊。

生物必修一第四章细胞的物质输入和输出知识点

生物必修一第四章细胞的物质输入和输出知识点细胞的物质输入和输出是维持细胞正常生活活动的重要过程。

以下是生物必修一第四章细胞的物质输入和输出的主要知识点：1. 细胞膜：细胞膜是细胞的外壁，由脂质和蛋白质组成，具有选择通透性。

它对物质的进出起到了筛选作用。

2. 进出口蛋白：细胞膜上有许多特定通道蛋白和携带蛋白，起到调节物质进出的作用。

通道蛋白可形成离子通道，使溶质通过；携带蛋白则通过结合、转运溶质进出细胞。

3. 主动运输：主动运输是指细胞对溶质的浓度梯度产生反应，从低浓度处将溶质移向高浓度处。

常见的主动运输方式有胞吞和胞吐。

4. 胞吞：胞吞是指细胞膜向外突出形成囊泡，将溶质包裹进来，形成胞吞体。

胞吞体随后与溶胞体合并，胞吞体内的溶质被分解消化。

5. 胞吐：胞吐是指细胞膜在物质输入后被内化，形成胞吐体，胞吐体内溶质继续向外分泌。

6. 渗透压和渗透调节：渗透压是指溶液中溶质导致水分子移动的力。

细胞根据物质浓度的变化通过调节渗透压来维持自身的稳定。

7. 过滤和扩散：过滤是指通过细胞膜上的微小孔隙将溶质分离出来，如肾小球的滤泡；扩散是指溶质自由地从高浓度处向低浓度处移动。

8. 活动转运和被动转运：活动转运是利用细胞膜的蛋白质以背离浓度梯度方式将溶质转移到细胞内或细胞外，如Na+/K+泵；被动转运是通过细胞膜上的蛋白质通道使溶质按浓度梯度自然扩散进出细胞。

细胞的物质输入和输出是一个复杂的过程，其中涉及到许多不同的机制和蛋白质的参与。

这些知识点只是对细胞的物质输入和输出进行了简要介绍，详细的知识可以在教材中进一步学习。

第四章 细胞的物质运输


与胞吞作用相反的过程，与分泌活动相关
结构性分泌、调节性分泌


结构性分泌途径 （constitutive pathway of secretion） 分泌蛋白合成后立即包装入高尔基复合体的分泌囊泡中，然后 被迅速带到细胞膜处排出。 存在于多数细胞中

调节性分泌途径 （regulated pathway of secretion）
①溶酶体酶在内质网合成并部分糖基化，然后运送到ＧＣ
②在ＧＣ的顺面扁平囊，溶酶体酶蛋白上部分甘露糖被磷酸 化为Ｍ６Ｐ ③在ＧＣ的反面扁平囊，Ｍ６Ｐ被膜上受体识别并结合，被 选择性富集，并以出芽方式形成运输小泡
④运输小泡与内体融合形成内溶酶体
⑤Ｍ６Ｐ与受体分离，受体通过芽生小泡被转运回ＧＣ膜 ⑥ Ｍ６Ｐ脱磷酸根成为甘露糖
自动力蛋白
第四节 细胞内蛋白质的加工和分泌
一、蛋白质在内质网的加工修饰

内质网膜腔侧面上进行
糖基化（N－连接） 二硫键的修饰



蛋白质的正确折叠
•N－连接寡糖来源：
多萜醇
•寡糖组成：由2 N-乙
酰葡萄糖胺，9 甘露
糖、3 葡萄糖 酶：糖基转移酶 •初步加工：3个葡萄 糖在RER内切除
二、蛋白质在高尔基体的加工修饰

GC扁平囊不同区室进行

N－连接寡糖进一步加工：
高甘露糖型 复合型
高甘露糖型：
GC中再切除3 甘露糖，最后为2 N－乙酰葡萄糖胺
和6 甘露糖
复合型：
GC中切除6 甘露糖，加上3 N－乙酰葡萄糖胺、3 半
乳糖、3 唾液酸、岩藻糖
O－连接寡糖链形成：
全部在高尔基复合体内进行 先连接N －乙酰葡萄糖胺再连接其他糖基
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（一）离子通道转运各种离子
• 属被动运输 顺梯度，运输时不与溶质结 合 • 转运速率高 106~108个/秒 • 高度选择性 特异性的通道 • 离子通道的开关受闸门控制
1.配体门控通道 ( ligand-gated channel ) 受配体（激素、药物）控制的通道
乙酰胆碱受体是典型的配体门控通道
不同膜性细胞器脂类组成不同
• 质膜 鞘磷脂、磷脂酰胆碱、胆固醇 • 核膜、内质网膜、线粒体外膜 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌 醇 • 高尔基复合体膜 脂类组成介于内质网与质膜之间 • 线粒体内膜 富含心磷脂
2. 膜蛋白分布的不对称 • 跨膜蛋白的方向性 血型糖蛋白N端在膜的非胞质侧（外） 带Ⅲ蛋白的N端在膜的胞质侧（内） • 酶蛋白的分布不同 膜外表面：Mg2+-ATP酶、5’核苷酸酶、 磷酸二酯酶 膜内表面：腺苷酸环化酶（AC） • 红细胞膜的冰冻断裂技术显示内层膜蛋白颗 粒比外层多1倍（外层为1400个/µm2）
（三）膜糖类
• 占质膜重量的2~10% • 糖蛋白和糖脂的糖链位于质膜外侧 • 7种单糖：半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳 糖胺、葡萄糖、葡萄糖胺和唾液酸 • 单糖的数量、种类、排列顺序及其分支不 同组成千差万别的组合形式 • 唾液酸残基常见于糖链的末端，形成真核 细胞表面的负电荷
Cell coat （又称糖萼，glycocalyx）
• 占膜脂分子的5％，由脂类和寡糖构成 • 糖基暴露在细胞外侧 • 细菌和植物细胞的糖脂由甘油酯类衍生来的， 一般为磷脂酰胆碱 • 动物细胞的糖脂是由鞘氨醇衍生来的，称为 鞘磷脂 • 不同类型的糖脂主要区别在于极性头部不同 • 最简单的糖脂是半乳糖脑苷脂,存在髓鞘中 • 最复杂的糖脂是神经节苷脂 （ganglioside）,含1个以上唾液酸残基， 存在神经细胞膜上
第四章 细胞膜与物质的运输
主要内容 ◘ 细胞膜的化学组成与分子结构 ◘ 小分子物质的跨膜运输 ◘ 大分子和颗粒物质的跨膜运输 ◘ 细胞表面及其特化结构 ◘ 细胞膜异常与疾病
第一节 细胞膜的化学组成和分子结构
细胞膜（cell membrane）
• 细胞的界膜，又称质膜（plasma membrane） • 选择性运输物质 • 感受外界信号，传递信息 • 细胞膜与细胞内膜结构相同，统称生物膜 （biological membrane） 单位膜，透射电镜下呈“两暗夹一明” 的三层结构，厚约8nm
2、单位膜模型(unit membrane model)
• 1959年Robertson提出 • 电镜下生物膜呈两暗夹一明的三层结构，称 单位膜 • 磷脂双分子层构成膜的主体，极性头部向外 与附着的蛋白质构成暗带，疏水尾部向内构 成明带 • 膜蛋白是单层肽链以β折叠通过静电作用与磷 脂极性端结合
单位膜
• 脂筏功能的紊乱已涉及HIV、肿瘤、动脉粥样硬 化、老年痴呆、疯牛病等
第二节 小分子物质的跨膜转运
一、膜的选择通透性和简单扩散 1. 细胞膜是选择性半透膜 • 膜的通透性（permeability）
质膜选择性的允许或阻止一些物质通过的 特性。 • 离子浓度差 细胞膜的选择通透性造成细胞内外的离 子浓度差
2. 外在膜蛋白（extrinsic proteins）
• 也称外周蛋白（peripheral protein），占 20％～30％，位于膜的内外表面，内面较多 • 主要是水溶性蛋白质 • 连接较松散，温和处理就与膜分离 周边蛋白通过离子键、氢键或静电作用 与膜脂分子相互作用 高盐溶液可破坏离子键，不需用去垢剂 如：血影蛋白、锚蛋白。细胞色素C等
3.膜糖的不对称性
• 寡糖链连接在质膜的外表面 • 内膜系统的寡糖链连接在膜腔的内侧面 • 糖脂分布在极性上皮细胞的游离面，磷脂 酰胆碱主要是分布在基底面上 • 膜糖、脂类和蛋白质的不对称，保证了膜 两侧的功能不同和方向性
（二）膜的流动性
1. 膜脂的流动 脂双层是一种二维流体，因细胞内外的 水环境阻止膜脂分子自双层中逸出，只能在双 层内运动和交换位置
模式图
电镜下细胞膜
3、流动镶嵌模型(fluid mosaic model)
• 1972年Singer和Nicolson提出 • 磷脂双层构成膜的连续主体 • 强调球形蛋白质镶嵌在脂双分子层内 • 膜是一种动态的、不对称的具有流动性特 点的结构
• 1975年Wallach提出晶格镶嵌模型 镶嵌蛋白及周围形成晶态，流动性的脂类呈 小片点状分布（液态），说明了流动性、稳 定性和完整性。 • 1977年Jouin和White提出板块镶嵌模型 • 脂双层中刚性较大的脂类板块独立移动 • 板块之间是流动的脂类区 • 晶格镶嵌模型及板块镶嵌模型和液态镶嵌模 型实际上没有本质的差异，不过是膜流动性 的分子基础进行了补充说明
1. 内在膜蛋白（intrinsic proteins）
• 又称跨膜蛋白（transmembrane protein），占膜 蛋白70％～80％，全部或部分插入细胞膜内 • 大部分跨膜蛋白以α螺旋单次或多次穿膜，带Ⅲ蛋白 • 少数跨膜蛋白以β- 折叠多次穿膜形成β筒状结构，如 孔蛋白（porin）。
膜的流动性与膜功能的完成有着密切的关系
三、细胞膜的分子结构模型 1、片层结构模型(lamella structure model) • 1935年Danielli和Davson提出第一个膜的 分子结构模型 • 双层磷脂分子的疏水脂肪酸链在膜的内侧相 对，亲水端朝向膜的内外表面 • 球形蛋白质附着在脂双层的两侧表面，形成 蛋白质-磷脂-蛋白质三层甲板式结构
• 分子大小 • 脂溶性程度 • 电化学梯度
二、膜转运蛋白介导的跨膜运输
• 两类膜转运蛋白： 一类为载体蛋白（carrier protein），结 合特定溶质，改变构象，跨膜运输 一类为通道蛋白（channel protein）， 形成（开放）通道，让特定溶质穿膜运动 • 被动运输与主动运输 被动运输：通道蛋白及许多载体蛋白介导， 顺浓度梯度，不消耗代谢能 主动运输：特定的载体蛋白介导，逆浓度梯 度，消耗代谢能量
2.电压门控通道 ( voltage-gated channel )
• 受跨膜电压变化调节的通道
3.应力激活通道（stress-activated channel） • 感应力使构象改变，通道打开，膜电位变 化 • 内耳毛细胞传递声波信号给听觉神经元
4、脂筏模型（lipid rafts model） • 近年发现含胆固醇和鞘磷脂的微区，聚集了 特定的蛋白质 • 这种含特殊脂质和蛋白质的微区较膜其它部 位厚，更有序，较少流动，称脂筏 • 脂筏直径约70～100nm，其上数百个蛋白 质形成小窝（caveolae），它可转运生物活 性分子入细胞，参与信号转导 • 脂筏的特点 一是聚集蛋白质，便于相互作用 二是提供蛋白质变构环境，形成有效的变构
• N冲动传至神经末梢，电压闸门Ca2+通道瞬 时开放 • Ca2+内流使突触小泡释放Ach • Ach结合突触后膜受体，使Na+通道开放 • 肌细胞膜Na+内流使电压闸门Na+通道短暂 开放 • 肌细胞膜去极化，肌浆网上Ca2+通道开放 • Ca2+内流，引起肌原纤维收缩
神经肌肉接头处离子通道
乙酰胆碱是五聚体跨膜蛋白（α2βγδ）
1）膜脂分子的运动形式 • 烃链的旋转异构运动（流动性的主要因素） C一C 自由旋转产生旋转异构体 反式构象 歪扭构象 • 侧向扩散（lateral diffusion） 同一单分子层内脂类分子交换位置，107次/秒。 扩散距离为1～2 µm/秒
• 翻转运动（flip-flop） 膜脂分子从一层翻转到另一层，慢而少，但 在内质网膜上频繁，造成膜的不对称性 • 旋转运动（rotation） 膜脂分子垂直于膜平面围绕其纵轴快速转动 • 伸缩振荡运动 膜脂的脂肪酸链沿着与膜平面垂直的长轴进 行伸缩、振荡运动。
（1）膜蛋白运动形式 • 侧向扩散 膜蛋白在同一层漂浮扩散，没有翻转运动 细胞融合实验 用培养的人和小鼠成纤维细胞进行融合， 形成人-小鼠杂交细胞 人荧光（红）标记膜蛋白抗体 人膜蛋 白 小鼠荧光（绿）标记膜蛋白抗体 小鼠 膜蛋白
• 旋转运动 围绕垂直于膜平面的轴旋转 自发的热运动，不需能量
• 变构运动 通道蛋白构形改变，执行相关功能 载体蛋白
人工脂双层对各种分子的相对通透性
2.简单扩散（simple diffusion） • 物质顺电化学梯度自由穿膜运输方式 • 不需要膜蛋白协助 • 不需要细胞提供能量 • 两类物质可简单扩散 一类是疏水的小分子：氧气、氮气、苯等 另一类是不带电的极性小分子：水、二氧化 碳、乙醇、尿素、甘油等
扩散速度取决于
3.脂锚定蛋白
• 又称脂连接蛋白（lipid-linked protein） • 两种方式以共价键与质膜的脂类分子结合 • 一种是直接与质膜的脂质分子碳氢链结合 在胞质侧，如Src和Ras，这种锚定与细胞 恶性转化有关（胞质侧碳氢链+Src/Ras） • 另一种是质膜外表面的蛋白质与外层磷脂 酰肌醇分子相连的寡糖链共价结合（糖链+ 蛋白质），称糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白， 如多种水解酶、免疫球蛋白、细胞黏附分 子、膜受体和G蛋白等100多种。
胆碱
鞘磷脂
磷脂分子
2.胆固醇（cholesterol）
• 散布在磷脂分子之间的中性脂质 • 极性头部为羟基团，紧靠磷脂极性头部 • 非极性疏水结构为甾环和烃链 • 稳定膜，调节膜的流动性 甾环结构使与之相邻的磷脂疏水尾 部的一部分不易活动
3.糖脂（glycolipid）
2）影响膜脂的流动性
• 脂肪酸链的饱和程度 不饱和脂肪酸（双键） 流动性 • 脂肪酸链的长短 链短 相变温度 流动 性 • 胆固醇的双重调节作用 相变温度之上：胆固醇 流动性 稳 定 相变温度之下：胆固醇 干扰烃链相互 凝集 防止膜流动性突然降低
• 烃链长短和饱和程度 链短、含双键 流动性大 • 相变温度 相变： 溶胶（液态） 凝胶（晶态） 链短、含双键 相变温度低 • 相分离（phase separation） 以不同饱和程度磷脂组成的人工膜有多 个相变点，在某相变点时同时存在溶胶和凝 胶状态。