本章內容4.1細胞膜的化學組成4.2細胞膜的分子結構模型及特性4.3細胞表面及其功能4.4細胞表面的特化結構第一頁，共八十九頁。1質膜與細胞內膜第二頁，共八十九頁。2細胞的生物膜體系第三頁，共八十九頁。3細胞膜的結構模式圖第四頁，共八十九頁。4與細胞膜相關的概念細胞被（cellcoat）-----糖蛋白、糖脂的糖鏈向膜外伸展、交織而成的毯狀構造。也稱糖被（glycocalyx）。細胞表面（cellsurface）------由細胞被、細胞膜和胞質溶膠構成的復合結構。廣義上，還包括鞭毛、纖毛、微絨毛等表面特化結構&細胞連接。第五頁，共八十九頁。5細胞表面的范疇第六頁，共八十九頁。64.1細胞膜的化學組成

膜脂-----構成膜的主體蛋白質-----參與構成膜主體糖類-----3%~10%(糖脂、糖蛋白)水-----膜的內外表面，80％自由水無機鹽-----少量，為膜蛋白組分不同細胞的膜，三種主要物質比例相差大

第七頁，共八十九頁。7膜中各成分的比例膜脂蛋白質糖類其它第八頁，共八十九頁。8膜結構研究的好材料第九頁，共八十九頁。9紅細胞

◆RedBloodCell是結構最簡單的細胞:■成熟的紅細胞沒有細胞器；■質膜是紅細胞惟一的膜結構；■紅細胞質膜易于提純和分離；◆人們對膜結構的認識，大多來自于對紅細胞膜結構的研究。第十頁，共八十九頁。10紅細胞膜超微結構第十一頁，共八十九頁。114.1.1膜脂

（磷脂、糖脂、膽固醇）

1、磷脂

磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）神經鞘磷脂（鞘磷脂）磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸

第十二頁，共八十九頁。12卵磷脂的結構l

頭部:

膽堿+磷酸+甘油

極性、親水

l

尾部:脂肪酸

非極性、疏水

第十三頁，共八十九頁。13磷脂分子的性質第十四頁，共八十九頁。14脂質體(Liposome)

除作為生物膜的研究模型，更重要的用途是作為臨床上各種藥物的載體；遺傳性疾病基因療法中靶基因的運載體，可將靶基因高效率地導入待治療的細胞。

第十五頁，共八十九頁。15脂質體的形成第十六頁，共八十九頁。162、膽固醇存在于真核細胞膜中，

▼兼性分子

◆極性頭部

◆非極性尾部功能：增加膜穩定性，調節膜流動性。第十七頁，共八十九頁。17膽固醇與磷脂的關系第十八頁，共八十九頁。183、糖脂的結構與功能

糖脂——磷脂衍生物——糖基取代磷脂頭部的磷酸膽堿。

糖脂功能：膜受體。第十九頁，共八十九頁。194.1.2膜蛋白種類、分布和功能膜蛋白——約占細胞總蛋白25％膜各種功能的執行者1.按位置分:

◆外周蛋白——膜內外表面

◆鑲嵌蛋白——嵌在脂質雙分子層中or跨膜存在（跨膜蛋白）第二十頁，共八十九頁。20外周蛋白鑲嵌蛋白磷脂雙層外周蛋白鑲嵌蛋白膜蛋白的種類和位置第二十一頁，共八十九頁。21第二十二頁，共八十九頁。222.按膜蛋白與膜脂的相互關系分：①以單一的α螺旋形式伸展越過脂質雙層的跨膜蛋白②以多個螺旋形式多次越過質膜的球形蛋白③位于質膜內表面的膜外在蛋白④位于質膜外表面的膜外在蛋白⑤位于膜脂雙分子層內表面的膜外周蛋白⑥位于膜脂雙分子層外表面的膜外周蛋白第二十三頁，共八十九頁。233.按功能分：①運輸蛋白②連接蛋白③受體蛋白④催化蛋白

第二十四頁，共八十九頁。24本章內容4.1細胞膜的化學組成4.2細胞膜的分子結構模型與特性4.3細胞表面及其功能4.4細胞表面的特化結構第二十五頁，共八十九頁。254.2細胞膜的分子結構模型及特性4.2.1膜的分子結構模型

eg：單位膜模型、流動鑲嵌模型…第二十六頁，共八十九頁。26流動鑲嵌模型第二十七頁，共八十九頁。27流動鑲嵌模型要點：①強調了膜結構的流動性。②強調了膜結構的不對稱性和不均勻性。③膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質、脂質與脂質之間復雜的相互作用實現的。

第二十八頁，共八十九頁。284.2.2細胞膜的特性1、膜的不對稱性（膜脂、膜蛋白不對稱）

第二十九頁，共八十九頁。292、細胞膜的流動性膜的動態結構，由膜分子的運動決定。磷脂雙分子層具流動性。生理溫度下，處于液態與晶態間的過渡狀態----液晶態（由磷脂的各種運動引起）。溫度下降，液晶態晶態，溫度上升，晶態液晶態，這種膜狀態的改變稱為相變。引起相變的臨界溫度稱為相變溫度。第三十頁，共八十九頁。30膜脂的運動溫度高于相變溫度液晶態的膜脂流動，即膜脂分子的運動。其運動方式有以下四種：①翻轉運動②測向擴散③鐘擺運動④旋轉運動第三十一頁，共八十九頁。31膜脂的流動性示意第三十二頁，共八十九頁。32膜蛋白的運動細胞膜脂的運動使膜蛋白產生了運動。

膜蛋白的運動方式：

①轉動②側向擴散（在磷脂海洋中漂浮的冰山）證明膜蛋白流動性的實驗：

人鼠細胞融合實驗.第三十三頁，共八十九頁。33人鼠細胞雜交實驗第三十四頁，共八十九頁。343.細胞膜的選擇透性選擇透性（半透性）：讓部分物質通過。細胞膜對不同性質物質的通透性差異大一般地：脂溶性、分子小、不帶電物質易透過。

eg：水分子、磺胺藥，易透過膜第三十五頁，共八十九頁。35本章內容4.1細胞膜的化學組成4.2細胞膜的分子結構模型與特性4.3細胞表面及其功能4.4細胞表面的特化結構第三十六頁，共八十九頁。364.3細胞膜的功能保護屏障、物質和信號交換的門戶

物質轉運、信息傳遞、能量轉換、細胞識別、細胞免疫、細胞分裂、細胞分化、細胞凋亡…第三十七頁，共八十九頁。374.3.1細胞膜的概念

功能：支撐保護、物質交換、信息傳導、細胞識別、細胞通信、細胞連接、…第三十八頁，共八十九頁。384.3.2物質轉運功能

不同物質（小分子、大分子）以不同方式轉運。1.跨膜轉運

①被動運輸②主動運輸(小分子)2.膜泡運輸

①胞吞作用

②胞吐作用(大分子)第三十九頁，共八十九頁。39物質的跨膜轉運概況第四十頁，共八十九頁。401、跨膜轉運（1）被動運輸：不需耗能，順濃度梯度。（2）主動運輸：需耗能、膜蛋白，逆濃度梯度。第四十一頁，共八十九頁。41（1）被動運輸簡單擴散（自由擴散）------僅要濃度梯度易化擴散（幫助擴散）------還要載體蛋白通道擴散-------------------還要通道蛋白第四十二頁，共八十九頁。42小分子穿膜轉運圖解第四十三頁，共八十九頁。43自由擴散（Freediffusion）

又稱簡單擴散（simplediffusion）。它不要膜蛋白的幫助,也不消耗ATP,僅靠膜的兩側被轉運的物質保持一定的濃度差。第四十四頁，共八十九頁。44易化擴散（幫助擴散）圖解第四十五頁，共八十九頁。45載體蛋白（carrierproteins）*特點:

1.具有特異性；

2.參與被動運輸；3.參與主動運輸。第四十六頁，共八十九頁。46載體蛋白的工作原理第四十七頁，共八十九頁。47通道擴散——通道蛋白介導的跨膜轉運@典型的膜通道：

水通道蛋白（aquaporin）離子通道蛋白（ionchannel）

eg：神經細胞、肌肉細胞的離子通道。@離子通道轉運的特點：

1、速度快（百萬每秒，比載體快千倍）；2、選擇性：Na+K+Ca2+Cl-通道不同；3、多數非持續開放（閘門控制）；4、被動轉運，無需ATP。第四十八頁，共八十九頁。48通道蛋白（Channelproteins）

已發現通道蛋白50多種，主要是離子通道(ionchannel)。通道蛋白——持續開放的、非持續開放（閘門）閘門通道(gatedchannel)：間斷開放通道。第四十九頁，共八十九頁。49閘門通道(gatedchannel)

①

電壓閘門通道-----電位差變化時開放。

（要電壓刺激）②

配體閘門通道-----配體受體結合時開放

（要配體刺激）③

離子閘門通道-----離子濃度變化時開放

（要離子刺激）第五十頁，共八十九頁。50配體閘門通道圖解第五十一頁，共八十九頁。51電壓閘門通道示意（動畫）第五十二頁，共八十九頁。52水通道蛋白（aquaporin，AQP）

——水的分子通道

在哺乳動物已發現有13種水通道蛋白，構成水通道蛋白家族。第一個水通道蛋白AQP1于1988年發現，是人紅細胞膜的一種主要蛋白。它可使紅細胞快速膨脹和收縮以適應細胞間滲透性的變化。AQP1蛋白也存在于其他組織的細胞中。AQP1能讓水自由通過，不許離子或其他小分子通過。

美國霍普金斯大學醫學院彼得.阿格雷（PeterAgre）教授因發現水通道蛋白獲2003年諾貝爾化學獎。“水通道蛋白與肺水腫”“水通道蛋白與腦水腫”，“腹瀉大鼠結腸水通道蛋白4的表達與分布研究”

第五十三頁，共八十九頁。53（2）主動運輸（activetransport）特點：

消耗ATP、需要載體蛋白、逆濃度梯度類型：1.ATP直接供能的（離子泵）2.ATP間接供能的（協同運輸）3.光能驅動的

（光驅動泵）第五十四頁，共八十九頁。54主動運輸的三種基本類型協同運輸ATP驅動泵光驅動泵方向！第五十五頁，共八十九頁。551.ATP直接供能的主動運輸鈉鉀泵（Na+-K+泵）---轉運Na+、K+

鈣泵（

Ca2+

泵）----轉運Ca2+

氫泵（H+泵）-------轉運H+泵的本質：有ATP酶活性的蛋白。

第五十六頁，共八十九頁。56鈉鉀泵（Na+-K+pump）又稱Na+-K+ATPase或Na+/K+交換泵。存在于一切動物細胞的質膜上。由兩個亞基（α、β）構成。α亞基——多次跨膜蛋白。具ATP酶活性，有Na+和K+的結合位點。β亞基——具組織特異性，糖蛋白。第五十七頁，共八十九頁。57鈉鉀泵的結構特點第五十八頁，共八十九頁。58鈉鉀泵的工作機理在細胞內側α亞基與Na+結合促進ATP水解，α上的一個天冬氨酸磷酸化引起亞基的構象變化，將Na+泵出胞外。同時，胞外的K+與α亞基的另一位點結合，使其去磷酸化，α亞基構象變回原狀，將K+泵進細胞，完成一個循環。第五十九頁，共八十九頁。59鈉鉀泵的工作原理

（每秒運轉1000次）

第六十頁，共八十九頁。60鈉鉀泵工作原理示意第六十一頁，共八十九頁。61

2.ATP間接供能的主動運輸

——協同運輸

利用離子泵所產生的離子濃度差（勢能）

同向伴隨運輸

（cotransportsymport）反向伴隨運輸

（cotransportantiport）第六十二頁，共八十九頁。62協同運輸示意圖單向運輸同向伴隨運輸反向伴隨運輸第六十三頁，共八十九頁。63葡萄糖與鈉離子的同向伴隨運輸第六十四頁，共八十九頁。64伴隨運輸（共運輸）動畫第六十五頁，共八十九頁。65小腸上皮細胞吸收腸腔中葡萄糖的過程第六十六頁，共八十九頁。662、膜泡運輸（1）特點：

①膜的變形與斷裂②消耗能量③轉運大分子

④主動運輸第六十七頁，共八十九頁。67①胞吞作用：

吞飲作用------------對液體or小顆粒吞噬作用------------對較大顆粒受體介導入胞作用----特異吞噬or吞飲,需膜受體。②胞吐作用：

細胞分泌、廢渣的排除。（2）分類第六十八頁，共八十九頁。68第六十九頁，共八十九頁。69胞吐作用第七十頁，共八十九頁。70受體介導的胞吞過程第七十一頁，共八十九頁。71LDL（膽固醇）顆粒的結構第七十二頁，共八十九頁。72膽固醇入胞示意圖第七十三頁，共八十九頁。734.3.3細胞表面受體與細胞通訊1、細胞表面受體與細胞識別2、細胞通訊的機制第七十四頁，共八十九頁。74

細胞通訊與信號傳遞示意圖第七十五頁，共八十九頁。751、細胞表面受體與細胞識別（1）細胞表面受體（cellsurfacereceptor)=膜受體。——細胞表面能結合配體產生生物效應的膜蛋白分子。多為糖蛋白，種類多，結構復雜。（2）細胞識別（cellrecognition）——通過膜受體對其他細胞及各種化學信號分子的認識和鑒別。

第七十六頁，共八十九頁。76細胞表面受體舉例第七十七頁，共八十九頁。77細胞表面受體分三類①離子通道偶聯受體（ion-channel-linkedreceptor）②G蛋白偶聯受體（G-protein-linkedreceptor）；③酶偶聯受體（enzyme-linkedreceptor）

第一類主要存在于神經、肌肉等可興奮細胞；后兩種存在于幾乎所有類型的細胞。第七十八頁，共八十九頁。78第七十九頁，共八十九頁。792、跨膜信息傳遞的機理（1）環腺苷酸信號通路—cAMP信號體系受體-----激活型激素受體（Rs）或抑制型激素受體（Ri）；

調節蛋白----G蛋白------活化型調節蛋白（Gs）或抑制型調節蛋白（Gi）；腺苷酸環化酶（AC）----