医学细胞生物学复习资料(2)

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具有调节作用。

（三）糖脂（Glycolipids）

?为含一个或几个糖基的脂类。 ?大约占外层脂类分子的5%左右。 ?脂的特点：（头部——亲水 尾部——疏水） 均含有极性基团和非极性基团，形成亲水头部和疏水尾部，称为双亲媒性分子或兼性分子。 ?脂在水环境中存在的三种形式：单分子团 、双分子层 、脂质体 二、膜蛋白(Membrane proteins)

?细胞膜最重要组成。

?功能越复杂的膜蛋白质所占的比例越大，反之则小。 ?分类：

?膜内在蛋白质：又称镶嵌蛋白，具有受体、载体、酶的作用； ?膜周边蛋白质：又称周围蛋白，具有支架、收缩、调节作用。 ?膜内在蛋白和膜周边蛋白比较 名称 含量 分布 解离方法 功能 膜内在蛋白 70%~80% 镶嵌于膜脂双分子层中 去垢剂 受体、载体、酶等作用 膜周边蛋白 20%~30% 主要分布于膜内侧 改变溶液的离子强起细胞支架、收缩、调度或PH值及加入金节等作用 属螯合剂等 三、膜糖类 ?糖蛋白(glycoprotein) ?糖脂(glycolipid) ?构成细胞外被。 ?细胞外被（cell coat）

?细胞外被又称糖萼，伸展于质膜的外表面，是质膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的寡糖链部分。

?作用：保护；细胞物质运输；决定细胞识别、形态形成和分化时选择性。 ?细胞表面（cell surface）

?包围在细胞质外层的一个复合结构体系和多功能体系，是细胞与外环境物质相互作用，并产生各种复杂功能的部位。包括细胞膜、细胞外被和胞质溶胶。 ?胞质溶胶（cytosol）

?质膜下方的一层厚0.01～0.02μm的较黏滞无结构的液体物质。 ?维持细胞的极性和形态，调节膜蛋白的分布和运动。 ?细胞膜的基本骨架:

?膜脂 生物膜 基本骨架 磷脂 胆固醇 糖脂

?膜蛋白 多种方式 与脂双层结合 膜内在蛋白（镶嵌蛋白） 膜外在蛋白（周边蛋白） ?膜糖 质膜外表面 与脂类结合- 糖脂 与蛋白结合- 糖蛋白

第二节 膜的分子结构

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液态镶嵌模型: (S.J.Singer and G.Nicolson(1972))

脂双层构成膜的连贯主体，它具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。膜中蛋白质分子以不同形式与脂双分子层结合。强调了膜的流动性和膜蛋白的不对称性。

?该模型优点：强调了膜的流动性以及球形蛋白质与脂双分子层的镶嵌关系，可以解释

许多膜中所发生的现象。

?该模型缺点：没有说明具有流动性的细胞膜在变化过程中怎样保持膜的相对完整性和

稳定性。

? “晶格镶嵌模型”和“板块镶嵌模型”对其补充。 第三节 膜的特性

一、膜的不对称性（asymmetry）

?膜蛋白分布的不对称性 ?膜脂分布的不对称性 二、膜的流动性（fluidity）

（一）膜脂的流动性（Fluidity of membrane lipid） 1、膜脂双分子层是二维流体

?生理条件下，膜脂既有固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性，是居于晶态和液态之间的液晶态。

?温度的改变可以在液晶态和晶态之间转换，这种膜脂状态的改变称为相变。发生相变的临界温度称为膜的相变温度。 2、膜脂分子的运动

（二）膜蛋白的运动性（motility of membrane protein）

（1）侧向扩散：膜蛋白在膜脂中可以自由漂浮和在膜表面扩散 （2）旋转运动：膜蛋白能围绕与膜平面相垂直的轴进行旋转运动 （三）影响膜流动性的因素（effect factors of membrane fluidity）

?脂双层中的不饱和脂肪酸越多，膜脂流动性越大。 ?脂肪酸链越短，膜脂流动性越大。 ?胆固醇与磷脂比值：

相变温度以上，胆固醇含量增加，增加膜脂的有序性；

相变温度以下，胆固醇含量增加，防止脂肪酸链相互凝聚，干扰晶态的形成。

?卵磷脂/鞘磷脂：比值越大，膜脂流动性越大 ?脂双层中嵌入的蛋白质越多，膜脂流动性越小

?膜脂中的极性基团、环境温度、PH值、离子强度及金属离子等均对膜脂的流动性产生一定的影响。

小 结:

?细胞膜的化学组成 ?细胞膜的液态镶嵌模型

?细胞膜的特性（不对称性和流动性）

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第三节 细胞膜与物质转运

概 述：

?与细胞膜有关的物质运输活动包括两类：

?穿膜运输：小分子和离子 ?膜泡运输：大分子和颗粒物质

? 穿膜运输

?穿膜运输是小分子物质和离子穿过细胞膜的运输方式。 ?膜的选择性通透

?易于通过膜的物质：脂溶性物质、不带电荷小分子物质 ?不易通过膜的物质：带电荷物质、大分子物质 ?根据是否消耗细胞代谢能，穿膜运输可分为：

?被动运输 ?主动运输 一、被动运输

?指物质从浓度高的一侧，穿过膜运输到浓度低的一侧，即顺浓度梯度穿膜扩散，不消耗细胞代谢能的运输方式。

?依据是否需要膜运输蛋白的协助，可分为：

?简单扩散 ?离子通道扩散 ?易化扩散

（一）简单扩散

?指不需要消耗细胞代谢能，不依靠膜运输蛋白，顺浓度梯度运输小分子物质的运输方式。 ?特点： ?顺浓度梯度运输

?不消耗细胞的代谢能

?不依靠膜运输蛋白（直接穿过膜的脂双层）

?条件： ?溶质在膜两侧保持一定的浓度差

?溶质能透过膜（脂溶性小分子）

?决定扩散速度的因素： ?浓度梯度；

?通过物质的分子大小；

?通过物质在脂质中的相对溶解度。

?以简单扩散的方式通过的物质包括：

? 一些脂溶性物质，如：苯、乙醚、氯仿、甾类激素等。 ?不带电荷 的极性小分子物质，如：H2O、CO2、N2、尿素等。 （二）离子通道扩散

?Na＋、K＋、Ca2+等极性很强的水化离子，借助膜上的离子通道由高浓度一侧向低浓度一侧扩散。

?离子通道为膜上的跨膜蛋白。包括三类：

?电压闸门通道 ?配体闸门通道 ?机械闸门通道 1. 电压闸门通道

?这类通道依据细胞内外带电离子的状态，主要是通过膜电位的变化使其构型发生改变， 从而将\门\打开。

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2. 配体门通道

?这类通道在细胞内外的特定配体与其表面受体结合时，引起门通道蛋白发生构象变化，结果使“门”打开 。 3. 机械闸门通道

?这类通道在细胞内外的机械压力发生改变时，引起门通道蛋白发生构象变化，结果使“门”打开 。

?离子通道蛋白介导的离子转运的主要特征：

?转运速度很快 ； ?高度的选择性； ?都是被动运输。 （三）易化扩散

?一些非脂溶性的物质，需要借助细胞膜上的载体蛋白顺浓度梯度的物质运输方式。 ?特点： ?顺浓度梯度运输

?不消耗细胞的代谢能 ?依靠膜载体蛋白协助

?通过物质：非脂溶性物质或亲水性物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸、金属离子以及细

胞代谢物等。

?过程： 例：葡萄糖载体蛋白介导红细膜上葡萄糖的被动转运。 ?载体蛋白介导的协助扩散具有以下主要特征 :

?高度特异性 ?饱和现象 ?可抑制性 ?决定因素：载体蛋白的饱和状态。 二、主动运输

?通过消耗细胞代谢能，将物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输，即逆浓度梯度运输的过程叫主动运输。

?特点：逆浓度梯度或电化学梯度运输、要消耗细胞的代谢能、需运输蛋白的帮助。 ?影响因素：细胞代谢状态。 ?分类：

?离子泵——由ATP直接提供能量； ?伴随运输——由ATP间接提供能量。

（一）离子泵

?离子泵：是膜上的一种能将离子逆浓度梯度转运的载体蛋白，实质是一种ATP酶。 ?离子泵具有载体和酶的两重作用。

?种类： ?钠钾泵 ?钙泵（Ca2+-ATP酶） ?质子泵：H+-ATP酶 ?以Na+—K+泵（ Na+—K+ pump)为例说明离子泵的作用机制。

① 组成：大亚基：跨膜蛋白，具有ATP酶活性，是催化亚单位。在细胞质侧有Na+

和ATP结合的部位，外侧有K+和乌本苷结合的部位。

小亚基：具有组织特异性的糖蛋白，功能不详。

②作用过程：

是通过ATP水解供能驱动泵构型改变来完成的。每水解一分子ATP所释放的能量可泵出3个Na+ ，泵入2个K+。 应用乌本苷能抑制Na+—K+泵 。

?Na+-K+泵的作用： ①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积；

②维持低Na+高K+的细胞内环境； ③维持细胞的膜电位；

④驱动糖与氨基酸等的主动运输。

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（二）伴随运输

?是一类靠细胞代谢能间接提供能量完成的主动运输方式。

?物质跨膜运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。

?物质逆浓度梯度跨膜运输需同时伴有离子的顺浓度梯度运输，故名伴随运输。 ?分类： ?共运输（同向协同运输）

?对向运输（反向协同运输）

? 膜泡运输 概 述

?通过膜包裹被转运物形成膜囊泡进行物质转运的方式，称为膜泡运输。 ?是大分子和颗粒物质的运输方式。 ?分类: ?胞吞作用

?胞吐作用

?均需消耗代谢能。 一、胞吞作用

?是指细胞膜局部发生内陷，将外来的大分子或颗粒物质包裹成小囊泡，最终脱离细胞膜进入细胞内的转运过程。 ?类型： ?吞噬作用；

?胞饮作用；

?受体介导的内吞作用。

（一）吞噬作用

?是指细胞内吞较大的颗粒物质或大分子复合物的过程。 ?吞噬作用形成的囊泡较大，称为吞噬体。 ?作用过程：以细菌的吞噬为例说明 。

?吞噬作用是原生动物获取营养物质的重要方式。

?哺乳动物的大多数细胞没有吞噬作用，只有少数特化细胞具有这一功能，如巨噬细胞等，它们广泛分布在组织和血液中，共同防御微生物的侵入，清除衰老死亡的细胞等。 （二）胞饮作用

?是指细胞内吞液体和溶质或极微小颗粒物质的过程 。 ?胞饮作用形成的囊泡较小，称为胞饮小体或胞饮小泡。 ?作用过程：

（三）受体介导的内吞作用

?通过特异性受体—配体结合而引发的吞饮作用，称为受体介导的内吞作用。 ?是一种特异、高效地摄取细胞外大分子的方式 。

?作用过程： ?有被小窝： ?举例：细胞对胆固醇的摄取 ?LDL（低密度脂蛋白）：

LDL颗粒的分子结构为中心含有大约1500个酯化的胆固醇分子，起外包围着800个磷脂分子和500个游离的胆固醇分子，载脂蛋白ApoB100将酯化胆固醇、磷脂、游离胆固醇组装形成球形颗粒。

?LDL受体：由839个氨基酸残基形成的单次跨膜糖蛋白。 ?特点：吸收速度快，具有选择性浓缩作用。

?运输物质：已发现25种受体参与不同大分子的胞吞作用，如胰岛素、某些病毒、

低密度脂蛋白（LDL）和转铁蛋白等。

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