1、教学基本要求教学基本要求主要教学内容主要教学内容第一节第一节 细胞膜的化学组成和分子结构细胞膜的化学组成和分子结构&膜脂与膜蛋白的比例随生物膜的种类和功能而异，膜脂与膜蛋白的比例随生物膜的种类和功能而异，含量变化从含量变化从1:4到到4:1。膜糖脂分布在细胞表面。膜糖脂分布在细胞表面和胞内膜的非胞质面。和胞内膜的非胞质面。外在蛋白外在蛋白内在蛋白内在蛋白脂锚定蛋白脂锚定蛋白膜脂膜脂膜蛋白膜蛋白磷脂磷脂胆固醇胆固醇糖脂糖脂糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂膜糖类膜糖类生物膜的生物膜的化学组成化学组成（一）膜脂（一）膜脂1.磷脂磷脂类别类别结构：极性头部结构：极性头部+非极性尾部非极性尾部甘油磷脂甘油磷脂磷脂酰
2、胆碱（磷脂酰胆碱（PC）磷脂酰乙醇胺（磷脂酰乙醇胺（PE）磷脂酰丝氨酸（磷脂酰丝氨酸（PS）磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（PI）鞘磷脂鞘磷脂（1）甘油磷脂）甘油磷脂n结构：结构：2分子脂肪酸分子脂肪酸1分子甘油分子甘油 1分子磷分子磷酸酸1个极性小分子（含氨碱或醇类）。个极性小分子（含氨碱或醇类）。头部极性小分子的不同决定着甘油磷脂的种类。头部极性小分子的不同决定着甘油磷脂的种类。n功能：构成生物膜的基本骨架成分。功能：构成生物膜的基本骨架成分。n类别：以头部磷脂酰碱基的不同，有磷脂酰类别：以头部磷脂酰碱基的不同，有磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸，磷脂胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰
3、肌醇等。酰肌醇等。（2）鞘磷脂）鞘磷脂n结构：以鞘胺醇取代甘油，连接头部和尾部。结构：以鞘胺醇取代甘油，连接头部和尾部。n功能：鞘磷脂及其代谢功能：鞘磷脂及其代谢产物神经酰胺、鞘胺醇、产物神经酰胺、鞘胺醇、1-磷酸鞘胺醇参与细胞磷酸鞘胺醇参与细胞分化、凋亡、增殖等多分化、凋亡、增殖等多种活动。种活动。鞘胺醇为约18碳的长链氨基2醇，脂肪酸以酰胺键结合于鞘胺醇。2.2.胆固醇胆固醇结构：极性头部为羟基团，非极性尾部包括结构：极性头部为羟基团，非极性尾部包括固醇环和烃链。固醇环和烃链。定位：散布在磷脂分子间，极性与非极性部定位：散布在磷脂分子间，极性与非极性部位与磷脂的对应。位与磷脂的对应。功能：
4、调节膜的流动性，增强膜的稳定性。功能：调节膜的流动性，增强膜的稳定性。3.3.糖脂糖脂分布：动物细胞质膜分布：动物细胞质膜外表面外表面，约占质膜外层，约占质膜外层脂类的脂类的5%；具有很大的种属差异性和组织差；具有很大的种属差异性和组织差异性。异性。结构：由寡糖（极性头部）与脂类（非极性结构：由寡糖（极性头部）与脂类（非极性尾部）尾部）构成构成。功能：细胞表面受体，参与细胞识别与信号功能：细胞表面受体，参与细胞识别与信号转导。转导。Turn to Page 14&膜脂与水混合后的状态及脂质膜的特性膜脂与水混合后的状态及脂质膜的特性与水混合可形成三种结构与水混合可形成三种结构:胶粒、双层膜囊和胶
5、粒、双层膜囊和双分子层。双分子层。形成的膜具有自动封闭性形成的膜具有自动封闭性n在水中自动封闭成中空的稳定结构在水中自动封闭成中空的稳定结构脂质体脂质体（liposomeliposome）。）。n小的脂质体可融合成大的脂质体，大的脂质体破小的脂质体可融合成大的脂质体，大的脂质体破裂后可形成小的脂质体，自然状态下是裂后可形成小的脂质体，自然状态下是粘滞的二粘滞的二维流体维流体。（二）膜蛋白（二）膜蛋白膜蛋白的功能膜蛋白的功能n细胞内外物质运输（转运蛋白）细胞内外物质运输（转运蛋白）n细胞信号传导（受体蛋白）细胞信号传导（受体蛋白）n细胞之间、细胞与细胞间质之间的相互作用细胞之间、细胞与细胞间质之
6、间的相互作用（连接蛋白）（连接蛋白）n催化相关代谢反应（酶）催化相关代谢反应（酶）膜蛋白的含量膜蛋白的含量不同细胞差异很大，多在不同细胞差异很大，多在4050%。可低至。可低至25%，高至，高至75%，膜功能越复杂蛋白含量越，膜功能越复杂蛋白含量越高。高。1.内在蛋白内在蛋白螺旋疏水区跨膜螺旋疏水区跨膜1次至多次，次至多次，亲水部分位于膜亲水部分位于膜内外两侧；内外两侧；以共价键与胞质面脂层连接（以共价键与胞质面脂层连接（图图4-8,A-C）；）；为不溶性蛋白为不溶性蛋白2.外在蛋白：外在蛋白：膜内外侧均有分布；膜内外侧均有分布；以离子键、氢键附着于膜脂极性头部或内在以离子键、氢键附着于膜脂极
7、性头部或内在蛋白表面（蛋白表面（图图4-8,G,H）；）；为可溶性蛋白为可溶性蛋白3.脂锚定蛋白（原属外在蛋白）脂锚定蛋白（原属外在蛋白）膜两侧均有分布，不贯穿脂双层；膜两侧均有分布，不贯穿脂双层；以共价键直接与膜脂分子结合或通过寡糖链间以共价键直接与膜脂分子结合或通过寡糖链间接与膜脂分子链接（图接与膜脂分子链接（图4-8,D-F）；）；属可溶性蛋白属可溶性蛋白（三）膜糖类（三）膜糖类1.膜糖的种类：主要有半乳糖，半乳糖氨，葡膜糖的种类：主要有半乳糖，半乳糖氨，葡萄糖，葡萄糖氨，甘露糖，岩藻糖，唾液酸萄糖，葡萄糖氨，甘露糖，岩藻糖，唾液酸（N-乙酰神经氨酸）。占膜物质的乙酰神经氨酸）。占膜物质
8、的210%。2.膜糖存在形式：均以寡糖链与蛋白质或脂类膜糖存在形式：均以寡糖链与蛋白质或脂类结合；分布于动物细胞表面，构成结合；分布于动物细胞表面，构成 cell coat或或称称glycocalyx。3.膜糖功能：吸附水分，形成粘性表面，使细膜糖功能：吸附水分，形成粘性表面，使细胞免受机械损伤或化学损伤；直接参与细胞胞免受机械损伤或化学损伤；直接参与细胞识别、配体受体识别、细胞免疫和粘附作用。识别、配体受体识别、细胞免疫和粘附作用。二、细胞膜的分子结构模型二、细胞膜的分子结构模型（一）片层结构模型（一）片层结构模型1.细胞膜是细胞膜是蛋白质蛋白质-磷脂磷脂-蛋白质蛋白质的三夹板样结构的三夹板
9、样结构2.由由J Danielli&H Davson于于1935年年根据膜的物理根据膜的物理性质推理性质推理出。出。（二）单位膜模型（二）单位膜模型1.细胞膜呈细胞膜呈暗暗-明明-暗暗的三夹板样结构，暗层各的三夹板样结构，暗层各2 nm，明层明层3.5 nm，总厚度，总厚度7 nm2.由由D.H.Robertson于于1959年年根据电镜观察结果根据电镜观察结果提出，提出，表明了生物膜在形态结构上的共同点表明了生物膜在形态结构上的共同点什么是生物膜的分子结构模型？什么是生物膜的分子结构模型？（三）液态镶嵌模型（三）液态镶嵌模型1.1.脂质分子排成双层构成膜的连续主体，既具有晶体脂质分子排成双层
10、构成膜的连续主体，既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性；蛋白子分子排列的有序性，又具有液体的流动性；蛋白子分子以多种形式与脂分子结合；强调膜的流动性和分子以多种形式与脂分子结合；强调膜的流动性和蛋白分布的不对称性蛋白分布的不对称性2.2.由由Singer&NilsonSinger&Nilson于于19721972年提出，较好地解释了生年提出，较好地解释了生物膜的功能特性物膜的功能特性（四）脂筏模型（四）脂筏模型1.定义：膜中富含胆固醇、鞘磷脂和一些特定蛋白定义：膜中富含胆固醇、鞘磷脂和一些特定蛋白质的区域称为脂筏。质的区域称为脂筏。2.特点：厚度较大，流动性较低。特点：厚度较大，流动
11、性较低。3.功能：参与信号转导、受体介导的胞吞作用，胆功能：参与信号转导、受体介导的胞吞作用，胆固醇代谢、运输固醇代谢、运输三、细胞膜的特性三、细胞膜的特性（一）细胞膜的不对称性（一）细胞膜的不对称性1.膜脂的膜脂的不对称性不对称性：如卵磷脂和鞘磷脂多分布在：如卵磷脂和鞘磷脂多分布在膜的外层；脑磷脂、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌膜的外层；脑磷脂、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇多分布在膜的内层。醇多分布在膜的内层。2.膜蛋白的不对称性：膜两面蛋白的数量、种类膜蛋白的不对称性：膜两面蛋白的数量、种类和基团种类与性质不同。和基团种类与性质不同。3.膜糖膜糖的的不对称性不对称性：糖链均分布在非胞质面。：糖链均分布
12、在非胞质面。膜两侧成分的不同决定了膜两侧功能的差异。膜两侧成分的不同决定了膜两侧功能的差异。（二）细胞膜的流动性（二）细胞膜的流动性1.膜脂双分子层是二维流体膜脂双分子层是二维流体膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断的运动膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断的运动状态状态生理状态下，细胞膜处于生理状态下，细胞膜处于液晶态液晶态，分子既有排，分子既有排列的有序性，又有流动性，处于运动状态列的有序性，又有流动性，处于运动状态温度的改变使膜可以在液晶态和晶态之间转变，温度的改变使膜可以在液晶态和晶态之间转变，这种膜脂状态的改变称为这种膜脂状态的改变称为相变相变，发生相变的，发生相变的临临界温度界温度称为
13、膜的称为膜的相变温度相变温度2.膜脂分子的运动膜脂分子的运动侧向运动侧向运动 尾部摆动尾部摆动 伸缩震荡伸缩震荡翻转运动翻转运动 旋转运动旋转运动 烃链旋转异构运动烃链旋转异构运动3.影响膜脂流动性的因素影响膜脂流动性的因素（1）脂肪酸链的饱和程度：饱和程度低流动性强；）脂肪酸链的饱和程度：饱和程度低流动性强；（2）脂肪酸链的长度：脂肪酸链短流动性强；）脂肪酸链的长度：脂肪酸链短流动性强；（3）胆固醇的含量：含量低流动性强；）胆固醇的含量：含量低流动性强；（4）卵磷脂与鞘磷脂的比值：前者比值高流动性）卵磷脂与鞘磷脂的比值：前者比值高流动性强；强；（5）内在蛋白含量：含量低流动性强；）内在蛋白含
14、量：含量低流动性强；（6）环境温度、）环境温度、pH值、离子强度、金属离子对膜值、离子强度、金属离子对膜的流动性均有一定影响的流动性均有一定影响4.膜蛋白分子的运动膜蛋白分子的运动侧向运动侧向运动旋转运动旋转运动生物膜的流动性是保生物膜的流动性是保证其正常功能的重证其正常功能的重要条件。要条件。&小分子物质跨膜运输的几条基本途径：小分子物质跨膜运输的几条基本途径：简单扩散简单扩散通道蛋白介导的易化扩散通道蛋白介导的易化扩散载体蛋白介导的易化扩散载体蛋白介导的易化扩散载体蛋白介导的主动运输载体蛋白介导的主动运输一、膜的选择通透性和简单扩散一、膜的选择通透性和简单扩散（一）膜的选择通透性（一）膜的
15、选择通透性1.定义：生物膜选择性地定义：生物膜选择性地让某些物质透过的功能让某些物质透过的功能特性称为半透性或选择特性称为半透性或选择通透性。通透性。2.影响物质扩散跨膜的影响物质扩散跨膜的因素因素（1）分子大小）分子大小（2）脂溶性）脂溶性（3）是否带电荷）是否带电荷3.选择通透性的意义选择通透性的意义（1）细胞能选择性地摄取和排出物质）细胞能选择性地摄取和排出物质（2）维持细胞质膜内外、细胞器膜内外的差异）维持细胞质膜内外、细胞器膜内外的差异（3）维持细胞内环境的稳定）维持细胞内环境的稳定（二）简单扩散（二）简单扩散（Simple diffusion）1.特点特点（1）从高浓度侧向低浓度侧
16、的物理扩散）从高浓度侧向低浓度侧的物理扩散（2）不消耗代谢能，消耗浓度差自身的势能）不消耗代谢能，消耗浓度差自身的势能（3）不需特殊蛋白协助）不需特殊蛋白协助（4）扩散速度取决于）扩散速度取决于分子大小、分子大小、带电荷情况、带电荷情况、极性极性和脂溶性强弱和脂溶性强弱2.条件：膜两侧存在浓度差，物质能透过膜。条件：膜两侧存在浓度差，物质能透过膜。二、膜转运蛋白介导的跨膜运输二、膜转运蛋白介导的跨膜运输膜转运蛋白膜转运蛋白(transport membrane protein)是膜上是膜上具有物质转运功能的跨膜蛋白，转运极性分子和具有物质转运功能的跨膜蛋白，转运极性分子和离子等不能经简单扩散跨
17、膜的物质。离子等不能经简单扩散跨膜的物质。膜转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白。膜转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白。（一）离子通道介导的易化扩散（一）离子通道介导的易化扩散通道蛋白的功能：介导易化扩散通道蛋白的功能：介导易化扩散易化扩散：易化扩散：在转运蛋白介导下，极性分子和离子顺电在转运蛋白介导下，极性分子和离子顺电化学梯度跨膜转运称易化扩散。化学梯度跨膜转运称易化扩散。通道蛋白介导易化扩散的特点：通道蛋白介导易化扩散的特点：n由由45个以上的亚单位构成的个以上的亚单位构成的亲水通道亲水通道，水溶性物，水溶性物质可通过；质可通过；n对物质转运具有高度选择性；对物质转运具有高度选择性；n转运速度快，
18、每秒钟内可通过转运速度快，每秒钟内可通过106108个离子，比个离子，比载体蛋白转运的最快速率快载体蛋白转运的最快速率快1000倍；倍；n依赖不同区域物质的浓度差实现物质运输；依赖不同区域物质的浓度差实现物质运输；n离子通道都是门控通道离子通道都是门控通道1.配体门控通道配体门控通道配体门控通道配体门控通道都是受体偶联离子通道，或称离子通道都是受体偶联离子通道，或称离子通道偶联受体偶联受体。与胞外特定配体结合后构象改变与胞外特定配体结合后构象改变，“闸门闸门”打开，允打开，允许某种离子快速跨膜转运。乙酰胆碱受体是典型的配许某种离子快速跨膜转运。乙酰胆碱受体是典型的配体门控通道。体门控通道。2.
19、电压门控通道电压门控通道跨膜电位的改变跨膜电位的改变诱发通道蛋白构象改变，通诱发通道蛋白构象改变，通道开放，离子顺浓度梯度扩散通过通道。道开放，离子顺浓度梯度扩散通过通道。通道开放时间只有几毫秒，随即迅速自发关通道开放时间只有几毫秒，随即迅速自发关闭。闭。电压门控通道主要存在于可兴奋细胞。电压门控通道主要存在于可兴奋细胞。3.应力激活通道应力激活通道通道受应力作用，构象改变，通道受应力作用，构象改变，“闸门闸门”开启，开启，离子顺浓度梯度进入细胞，引起膜电位变化，离子顺浓度梯度进入细胞，引起膜电位变化，产生电信号。产生电信号。如内耳毛细胞感受声波振动，含羞草如内耳毛细胞感受声波振动，含羞草神经
20、神经-肌肉接头处的几种闸门通道肌肉接头处的几种闸门通道乙酰胆碱受体通道和乙酰胆碱受体通道和GABA（-氨基丁酸氨基丁酸）受体通道都是受体通道都是受体偶联离子通道，或称离子通道偶联受体受体偶联离子通道，或称离子通道偶联受体。（二）载体蛋白介导的易化扩散（二）载体蛋白介导的易化扩散1.载体蛋白的功能：介导易化扩散和主动运输。载体蛋白的功能：介导易化扩散和主动运输。2.载体蛋白的功能特点：载体蛋白的功能特点：（1）通过载体蛋白）通过载体蛋白构型改变构型改变实现物质转运；实现物质转运；（2）具有选择性、特异性、饱和性，存在）具有选择性、特异性、饱和性，存在最大转运速最大转运速度度；（3）转运功能可被竞
21、争性抑制转运功能可被竞争性抑制（4）可进行单一物质的单向运输和两种物质的协同运可进行单一物质的单向运输和两种物质的协同运输（同向运输和对向运输）输（同向运输和对向运输）3.载体蛋白介导易化扩散的特点：载体蛋白介导易化扩散的特点：（1）不消耗代谢能，需有浓度梯度，属被动运输；）不消耗代谢能，需有浓度梯度，属被动运输；（2）运输速度比简单扩散和主动运输快但比通道运输）运输速度比简单扩散和主动运输快但比通道运输慢。慢。（三）载体蛋白介导的主动运输（三）载体蛋白介导的主动运输在载体蛋白介导下，极性分子和离子逆电化学梯度跨在载体蛋白介导下，极性分子和离子逆电化学梯度跨膜转运称主动运输。膜转运称主动运输。
22、生理条件下，同种离子在细胞内外的分布差异很大，生理条件下，同种离子在细胞内外的分布差异很大，例如细胞外的例如细胞外的Na+是细胞内的是细胞内的1213倍，细胞外倍，细胞外Ca2+高高于细胞内约于细胞内约1000倍，细胞内倍，细胞内K+是细胞外是细胞外2030倍。细倍。细胞内外物质浓度差靠主动运输维持。胞内外物质浓度差靠主动运输维持。进行主动运输的载体蛋白常被称为进行主动运输的载体蛋白常被称为“泵泵”。离子泵可。离子泵可直接或间接利用直接或间接利用ATP，具有载体和酶的双重功能。，具有载体和酶的双重功能。主动运输可分为：主动运输可分为：离子泵直接驱动的主动运输；离子泵直接驱动的主动运输；离子梯度
23、驱动的协同运输离子梯度驱动的协同运输1.离子泵直接驱动的主动运输离子泵直接驱动的主动运输（1）Na+-K+泵泵结构：由结构：由 2 24个亚单位个亚单位构成构成，亚单位是跨膜亚单位是跨膜蛋白，胞质侧有蛋白，胞质侧有ATP结合位点，结合位点，亚单位在膜亚单位在膜外侧并糖基化。基态构象泵开口于胞内，结合外侧并糖基化。基态构象泵开口于胞内，结合Na+后引起构象变化，泵开口于胞外。后引起构象变化，泵开口于胞外。功能：功能：Na+-K+泵具有泵具有ATP酶活性，故又称酶活性，故又称Na+-K+ATP酶。从细胞内泵出酶。从细胞内泵出Na+，从细胞外泵入，从细胞外泵入K+，以维持细胞内外的，以维持细胞内外的
24、Na+、K+梯度。梯度。转运机制转运机制载体去磷酸化，构型复原，载体去磷酸化，构型复原，K+被运至细胞内并释放被运至细胞内并释放载体蛋白改变构载体蛋白改变构型，型，Na+被转运至细胞表面并释放被转运至细胞表面并释放胞内胞内Na+与载体蛋白结合与载体蛋白结合载体蛋白水解载体蛋白水解ATP并使自身磷酸化并使自身磷酸化细胞外的细胞外的K+与载体蛋白结合与载体蛋白结合（2）Ca2+泵泵存在部位：主要存在于肌浆网上，由一条大约存在部位：主要存在于肌浆网上，由一条大约由由1000个氨基酸残基的肽链构成，个氨基酸残基的肽链构成，10次穿膜次穿膜（螺旋）；螺旋）；转运原理：与转运原理：与Na+-K+泵相似，通
25、过磷酸化和泵相似，通过磷酸化和去磷酸化改变构象、结合与释放去磷酸化改变构象、结合与释放Ca2+。水解。水解1分子分子ATP转运转运2个个Ca2+。功能：维持胞浆内的低功能：维持胞浆内的低Ca2+浓度和肌细胞肌浆浓度和肌细胞肌浆网中的高网中的高Ca2+浓度。参与控制细胞分泌、神经浓度。参与控制细胞分泌、神经递质释放、肌肉收缩等多种重要活动。递质释放、肌肉收缩等多种重要活动。2.离子梯度驱动的协同运输离子梯度驱动的协同运输（1）特点）特点特定载体蛋白与某种离子泵协同作用、与某种离特定载体蛋白与某种离子泵协同作用、与某种离子跨膜同时发生；子跨膜同时发生；是逆浓度梯度的主动运输，所需动力来自膜两侧是逆
26、浓度梯度的主动运输，所需动力来自膜两侧离子的电化学梯度；离子的电化学梯度；膜两侧的电化学梯度需要离子泵的运转来维持。膜两侧的电化学梯度需要离子泵的运转来维持。（2）类型）类型同向运输同向运输(symport):如小肠对葡萄糖与钠的吸收如小肠对葡萄糖与钠的吸收对向运输对向运输(antiport):如细胞对钠与氢的转运如细胞对钠与氢的转运&主动运输的特点主动运输的特点逆电化学梯度运输逆电化学梯度运输需代谢能需代谢能n直接水解直接水解ATP功能功能n利用离子浓度梯度的势能利用离子浓度梯度的势能都有载体蛋白介导都有载体蛋白介导特性特性简单扩散简单扩散易化扩散易化扩散主动运输主动运输转运蛋白转运蛋白无需
27、无需载体蛋白载体蛋白通道蛋白通道蛋白载体蛋白载体蛋白消耗能量消耗能量无无无无ATP水解或水解或离离子电化学梯度子电化学梯度运输方向运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度逆浓度梯度特异性特异性无无有有有有同一物质可有多种运输方式，细胞根据生理活动的需同一物质可有多种运输方式，细胞根据生理活动的需要运用各种不同方式、通过不同体系、在不同条件下要运用各种不同方式、通过不同体系、在不同条件下完成各种小分子的跨膜运输。完成各种小分子的跨膜运输。第三节第三节 大分子和颗粒物质的跨膜运输大分子和颗粒物质的跨膜运输胞吞作用（胞吞作用（endocytosis）n吞噬作用（吞噬作用（phago
28、cytosis）n胞饮作用（胞饮作用（pinocytosis）n受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用胞吐作用（胞吐作用（exocytosis）&膜泡运输（膜泡运输（vesicular transport）定义：从细胞的一种膜结构出芽或内陷形成囊定义：从细胞的一种膜结构出芽或内陷形成囊泡，同时包裹被运输物，脱离后运输到另一膜泡，同时包裹被运输物，脱离后运输到另一膜结构并与之融合，这一过程被称为膜泡运输或结构并与之融合，这一过程被称为膜泡运输或囊泡运输。囊泡运输。作用：质膜和胞内各种膜性细胞器之间的大分作用：质膜和胞内各种膜性细胞器之间的大分子和颗粒物的运输。子和颗粒物的运输。一、胞吞作用一、胞吞
29、作用定义：质膜内陷，包裹细胞外物质形成胞吞定义：质膜内陷，包裹细胞外物质形成胞吞泡，脱离质膜进入细胞内的物质运输方式。泡，脱离质膜进入细胞内的物质运输方式。又称入胞作用或内吞作用。又称入胞作用或内吞作用。类型：根据胞吞物质的大小、状态和特异程类型：根据胞吞物质的大小、状态和特异程度，可分三类：度，可分三类：n吞噬作用吞噬作用n胞饮作用胞饮作用n受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用（一）吞噬作用（一）吞噬作用1.定义：细胞质膜内陷或形成伪足，内吞的物质定义：细胞质膜内陷或形成伪足，内吞的物质为大于为大于0.25 m的固体颗粒；形成的小囊泡成为的固体颗粒；形成的小囊泡成为吞噬泡或吞噬体吞噬泡或吞噬
30、体2.细胞类别：为中性粒细胞，单核细胞，巨噬细细胞类别：为中性粒细胞，单核细胞，巨噬细胞等吞噬细胞的功能胞等吞噬细胞的功能3.功能：在机体防御中起重要作用功能：在机体防御中起重要作用（二）胞饮作用（二）胞饮作用1.定义：细胞质膜内陷，非特异性摄入液滴或定义：细胞质膜内陷，非特异性摄入液滴或溶质的过程，形成的小囊泡称为胞饮体或胞溶质的过程，形成的小囊泡称为胞饮体或胞饮小泡。饮小泡。2.细胞类型：常见于巨噬细胞，白细胞，毛细细胞类型：常见于巨噬细胞，白细胞，毛细血管内皮细胞，肾小管上皮细胞，小肠上皮血管内皮细胞，肾小管上皮细胞，小肠上皮细胞等。细胞等。（三）受体介导的内吞作用（三）受体介导的内吞作
31、用定义：细胞通过受体的介导摄取胞外特异性大定义：细胞通过受体的介导摄取胞外特异性大分子或颗粒物的过程。分子或颗粒物的过程。特征：特征：n被吞物质需被吞物质需与细胞表面受体结合，因此具有与细胞表面受体结合，因此具有选择性和特异性。选择性和特异性。n内吞后内吞后形成有被囊泡形成有被囊泡。1.有被囊泡的形成过程有被囊泡的形成过程（1）待转运的物质与细胞表面受体）待转运的物质与细胞表面受体形成形成受体受体-配配体复合物体复合物（2）复合物部位的）复合物部位的质膜内陷形成质膜内陷形成有被小窝有被小窝（此（此部位质膜的胞质面有网格蛋白）部位质膜的胞质面有网格蛋白）（3）小窝继续内陷并与质膜分离，形成）小窝
32、继续内陷并与质膜分离，形成有被囊有被囊泡泡，进入细胞内。，进入细胞内。形成配体形成配体-受受体复合物体复合物形成有被小形成有被小窝窝形成有被小形成有被小泡泡脱去外被脱去外被与早期内体与早期内体和溶酶体融和溶酶体融合合水解包含物水解包含物&进一步了解有被囊泡进一步了解有被囊泡（coated vesicle）结构：结构：由内层的生物膜和外层的包被蛋白构成，由内层的生物膜和外层的包被蛋白构成，直径直径50100 nm；形成：由质膜、内质网、高尔基体的特定区域形成：由质膜、内质网、高尔基体的特定区域出芽或内陷形成出芽或内陷形成；功能：是大分子和颗粒物运输的运输体。功能：是大分子和颗粒物运输的运输体。囊
33、泡囊泡运输是沿微管运行的。运输是沿微管运行的。有被囊泡形成过程中有网格蛋白、衔接蛋白和有被囊泡形成过程中有网格蛋白、衔接蛋白和发动蛋白参与。发动蛋白参与。网格蛋白网格蛋白(clathrin)n由由3条重链和条重链和3条轻链构成条轻链构成3曲臂结构，曲臂结构，n囊泡形成过程中装配成有囊泡形成过程中装配成有5边形和边形和6边形网孔边形网孔的笼子，位于小泡表面。的笼子，位于小泡表面。n牵拉质膜形成有被小泡，决定其外部特征。牵拉质膜形成有被小泡，决定其外部特征。n捕获细胞表面受体，决定物质的运输方向。捕获细胞表面受体，决定物质的运输方向。三曲臂结构的网格蛋白聚合形三曲臂结构的网格蛋白聚合形成五边形和六
34、边形网孔的小笼成五边形和六边形网孔的小笼Triskelion structure of clathrin and Coated vesicle衔接蛋白（衔接蛋白（adaptin)n结合网格蛋白与受体；结合网格蛋白与受体；n催化网格蛋白聚合；催化网格蛋白聚合；动力素动力素(dynamin)GTP结合蛋白，分解结合蛋白，分解GTP拉近颈部的膜使其拉近颈部的膜使其融合，掐断衣被小泡。融合，掐断衣被小泡。包被囊泡形成过程示意图2.受体介导的受体介导的LDL内吞作用内吞作用（1）LDL颗粒结构：颗粒中心大约含有颗粒结构：颗粒中心大约含有1500个个胆固醇酯胆固醇酯分子，其外围包着分子，其外围包着500个
35、游离的胆固个游离的胆固醇分子和醇分子和800个个磷脂磷脂分子，分子，载脂蛋白载脂蛋白将三者组将三者组装成球形颗粒。装成球形颗粒。（2）LDL受体结构：受体结构：由由839个氨基酸残基个氨基酸残基构成的单次跨膜糖构成的单次跨膜糖蛋白。蛋白。受体介导的受体介导的LDL内吞过程内吞过程形成配体形成配体-受受体复合物体复合物形成有被小窝形成有被小窝形成有被小泡形成有被小泡小泡脱去外被小泡脱去外被与早期内体和与早期内体和溶酶体融合溶酶体融合水解包含物水解包含物第四节第四节 胞吐作用胞吐作用胞吐作用是细胞向胞外运输大分子物质的方式，胞吐作用是细胞向胞外运输大分子物质的方式，是胞吞作用的逆过程，也称为是胞吞
36、作用的逆过程，也称为外排作用外排作用或或岀胞岀胞作用作用。排出的物质包括残余小体中的部分。排出的物质包括残余小体中的部分残余残余物物和细胞合成的和细胞合成的功能性物质功能性物质。细胞分泌活动细胞分泌活动是典型的胞吐作用。细胞的分泌是典型的胞吐作用。细胞的分泌活动分为活动分为结构性分泌结构性分泌和和调节性分泌调节性分泌。结构性分泌因该为固有分泌结构性分泌因该为固有分泌(constitutive secretion)（一）结构性分泌途径（一）结构性分泌途径1.定义：分泌蛋白在粗面内质网合成后，转运至高定义：分泌蛋白在粗面内质网合成后，转运至高尔基体加工、修饰、分选、包装成分泌泡后尔基体加工、修饰、
37、分选、包装成分泌泡后随即随即转运到质膜内侧分泌出细胞转运到质膜内侧分泌出细胞。2.分布：所有动物细胞都有这种分泌活动。分布：所有动物细胞都有这种分泌活动。（二）调节性分泌途径（二）调节性分泌途径1.定义：指分泌蛋白合成后被储存于分泌泡内，只定义：指分泌蛋白合成后被储存于分泌泡内，只有有细胞接收到细胞外信号时，才将分泌物释放到细胞接收到细胞外信号时，才将分泌物释放到细胞外细胞外。2.分布：仅分泌激素、酶、神经递质的特化细胞有分布：仅分泌激素、酶、神经递质的特化细胞有这种分泌活动。这种分泌活动。膜流膜流通过细胞的内吞和外吐作用，质膜与内膜系统间进行膜的循环通过细胞的内吞和外吐作用，质膜与内膜系统间
38、进行膜的循环运动，局部处于分离与融合的动态变化中。生物膜的此种动态运动，局部处于分离与融合的动态变化中。生物膜的此种动态变化被称为膜流。变化被称为膜流。第四节第四节 细胞表面及其特化结构细胞表面及其特化结构一、细胞表面（一、细胞表面（cell surface）1.定义：细胞表面是细胞与细胞外环境的边界，定义：细胞表面是细胞与细胞外环境的边界，是一个具有复杂结构的多功能体系；结构上包是一个具有复杂结构的多功能体系；结构上包括细胞外被（括细胞外被（cell coat）和细胞质膜。）和细胞质膜。2.功能：保护细胞，稳定细胞内环境；细胞内外功能：保护细胞，稳定细胞内环境；细胞内外物质运输，细胞识别、信
39、息传递；细胞连接，物质运输，细胞识别、信息传递；细胞连接，维持细胞形态维持细胞形态细胞外被细胞外被n定义：细胞外被定义：细胞外被(cell coat)是指动物细胞表面是指动物细胞表面由糖脂和糖蛋白中的糖链形成的周缘区，也由糖脂和糖蛋白中的糖链形成的周缘区，也称糖萼（称糖萼（glycocalyx）。）。n作用：保护，细胞通信，细胞识别作用：保护，细胞通信，细胞识别二、细胞表面的特化机构二、细胞表面的特化机构1.微绒毛（微绒毛（microvillus）（1）结构：是细胞质和质膜共同构成的细胞游）结构：是细胞质和质膜共同构成的细胞游离面（管腔面）的细小指状突起，直径约为离面（管腔面）的细小指状突起，
40、直径约为0.1 m；表面是质膜和糖被，中心有许多纵向；表面是质膜和糖被，中心有许多纵向排列的微丝。排列的微丝。（2）作用：扩大细胞表面积，提高了与外界物）作用：扩大细胞表面积，提高了与外界物质交换的效率。小肠微绒毛使细胞表面积扩大质交换的效率。小肠微绒毛使细胞表面积扩大了了30倍。倍。2.纤毛和鞭毛纤毛和鞭毛（1）形态：细胞表面的细长突起或丝状物。）形态：细胞表面的细长突起或丝状物。比微绒毛粗长，能摆动使细胞表面特化的运比微绒毛粗长，能摆动使细胞表面特化的运动结构。纤毛短、数量多，鞭毛长、数量少。动结构。纤毛短、数量多，鞭毛长、数量少。（2）结构：外被质膜，内含纵向排列的微管。）结构：外被质膜
41、，内含纵向排列的微管。微管为微管为9+2式结构。式结构。3.褶皱褶皱细胞表面的扁形突起，也称片状伪足。广泛存细胞表面的扁形突起，也称片状伪足。广泛存在于巨噬细胞、白细胞表面。在于巨噬细胞、白细胞表面。第五节第五节 细胞膜异常与疾病细胞膜异常与疾病一、载体蛋白异常与疾病一、载体蛋白异常与疾病胱氨酸尿症胱氨酸尿症1.临床表现：尿液中含大量胱氨酸，肾、输尿管及临床表现：尿液中含大量胱氨酸，肾、输尿管及膀胱结石。膀胱结石。2.发病机制：肾小管上皮细胞膜转运胱氨酸及二氨发病机制：肾小管上皮细胞膜转运胱氨酸及二氨基氨基酸（赖、精、鸟）载基氨基酸（赖、精、鸟）载体蛋白异常，原尿中四种氨体蛋白异常，原尿中四种
42、氨基酸重吸收发生障碍；尿液基酸重吸收发生障碍；尿液中胱氨酸达到饱和后析出结中胱氨酸达到饱和后析出结晶，形成尿路结石。晶，形成尿路结石。肾性糖尿病发病机制于此类似。肾性糖尿病发病机制于此类似。肾结石肾结石输尿管结石输尿管结石二、离子通道缺陷与疾病二、离子通道缺陷与疾病囊性纤维化（囊性纤维化（cystic fibrosis,CF）1.临床表现：外分泌腺管被粘稠分泌物堵塞引起临床表现：外分泌腺管被粘稠分泌物堵塞引起一系列症状；慢性咳嗽，痰粘量大，反复肺部一系列症状；慢性咳嗽，痰粘量大，反复肺部感染；慢性腹泻，消化不良，生长发育迟缓感染；慢性腹泻，消化不良，生长发育迟缓2.发病机制：基因突变致发病机制
43、：基因突变致Cl-等物质的通道蛋白等物质的通道蛋白功能缺陷，水、电解质跨膜转运障碍，外分泌功能缺陷，水、电解质跨膜转运障碍，外分泌腺的功能紊乱，分泌液中酸性糖蛋白含量增加、腺的功能紊乱，分泌液中酸性糖蛋白含量增加、粘稠。粘稠。三、膜受体异常与疾病三、膜受体异常与疾病家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症1.临床表现：临床表现：高血脂，动脉硬化、冠心病、心高血脂，动脉硬化、冠心病、心绞痛、心肌梗死绞痛、心肌梗死2.发病机制：发病机制：细胞膜上细胞膜上LDL受体缺陷或缺乏，由此受体介受体缺陷或缺乏，由此受体介导的导的LDL胞吞作用不能进行胞吞作用不能进行；胞内胞内-羟基羟基-甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰
44、辅酶A还原酶活性还原酶活性不能受到抑制，持续合成胆固醇不能受到抑制，持续合成胆固醇；脂酰辅酶脂酰辅酶A-胆固胆固醇脂酰转移酶醇脂酰转移酶(+)-羟基羟基-甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶A还原酶还原酶()胆固醇酯胆固醇酯储存储存细胞内胆固醇合成细胞内胆固醇合成LDL受体缺陷使负反馈受阻受体缺陷使负反馈受阻游离胆固醇游离胆固醇溶酶体溶酶体 水解水解低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDL)LDL受体受体胞外胞外受体介导的胞吞作受体介导的胞吞作用将用将LDL纳入胞内纳入胞内重症肌无力重症肌无力1.临床表现：多在临床表现：多在10岁前发病，大部分患者眼肌岁前发病，大部分患者眼肌受累；若累及延髓，可出现发音、咀嚼
45、、吞咽受累；若累及延髓，可出现发音、咀嚼、吞咽困难。困难。2.病理机制：自身免疫性疾病，患者体内产生了病理机制：自身免疫性疾病，患者体内产生了抗乙酰胆碱受体的抗体。抗乙酰胆碱受体的抗体。进一步可能导致：进一步可能导致：n该受体封闭该受体封闭n引起细胞内吞，受体数目减少引起细胞内吞，受体数目减少n激活补体，破坏运动终板，导致受体脱落激活补体，破坏运动终板，导致受体脱落均使乙酰胆碱不能发挥作用均使乙酰胆碱不能发挥作用复习题复习题一、名词解释一、名词解释生物膜生物膜,单位膜单位膜,液态镶嵌模型液态镶嵌模型,内在蛋白内在蛋白membrane transport protein,facilitated
46、diffusion,receptor,ligand,signal transduction,G protein二、问答题二、问答题1.生物膜的主要化学组成成分是哪些？生物膜的主要化学组成成分是哪些？2.磷脂分子的结构及基本特性什么？磷脂分子的结构及基本特性什么？3.膜蛋白的结合方式有哪些？膜蛋白的结合方膜蛋白的结合方式有哪些？膜蛋白的结合方式与蛋白的溶解性有什么关系？式与蛋白的溶解性有什么关系？4.生物膜的流动性指的是什么？膜脂与膜蛋白的生物膜的流动性指的是什么？膜脂与膜蛋白的运动方式，膜的不对称性表现在哪些方面？运动方式，膜的不对称性表现在哪些方面？5.什么是生物膜液态镶嵌模型（的特征）？什
47、么是生物膜液态镶嵌模型（的特征）？6.你对膜脂、膜蛋白、膜糖类功能有何认识？你对膜脂、膜蛋白、膜糖类功能有何认识？7.哺乳动物细胞内外离子浓度的巨大差异是靠什哺乳动物细胞内外离子浓度的巨大差异是靠什么机制维持的？么机制维持的？p818.载体蛋白和通道蛋白在分子结构与转运功能方载体蛋白和通道蛋白在分子结构与转运功能方面有何不同？面有何不同？p819.以以Na+-K+泵为例说明细胞膜的主动运输过程泵为例说明细胞膜的主动运输过程及其生物学意义。及其生物学意义。P8110.说明主动运输与被动运输的区别。说明主动运输与被动运输的区别。11.说明简单扩散与易化扩散的区别。说明简单扩散与易化扩散的区别。12.家族性高胆固醇血症的致病机制是什么？家族性高胆固醇血症的致病机制是什么？
