细胞膜导图笔记

生物必修一物质的跨膜运输，内容有细胞膜的化学组成、渗透作用、主动运输与被动运输、胞吞作用、胞吐作用、影响因素等，值得收藏学习哦！

细胞膜与物质的穿膜运输

• 细胞膜的化学组成和生物学特性
  • 细胞膜的化学组成
    • 膜脂（结构骨架）
      • 磷脂（主要成分）
        • 甘油磷脂
          • 特征
            • 以甘油为骨架，甘油分子的1、2位羟基与脂肪酸形成酯键，3位羟基与磷酸基团形成酯键
        • 鞘磷脂
          • 不以甘油为骨架，在高尔基复合体合成
      • 胆固醇（稳定细胞膜和调节膜的流动性）
        • 哺乳动物细胞膜富含胆固醇和糖脂，线粒体膜富含心磷脂，大肠杆菌质膜不含胆固醇
      • 糖脂（质膜的非胞质面）
        • 由脂类和寡糖构成，原核和真核细胞膜表面
        • 细菌和植物细胞-糖脂（甘油磷脂的衍生物），动物细胞膜-鞘氨醇的衍生物
        • 作用:作为细胞受体，参与细胞的识别、黏附、信号传导
      • 脂质体
        • 作为运载体
        • 将相应的抗体构建到脂质体膜上
        • 质双层的特点
          • 构成分隔两个水溶性的屏障
          • 连续的，未发现有游离边界，自动重排修复损伤
          • 有柔性，可变性的
    • 膜蛋白以多种方式与脂双分子层结合
      • 内在蛋白（穿膜蛋白:70%～80%），去垢剂分离内在膜蛋白（十二烷基磺酸钠SDS-离子型，Triton X-100非离子型-可获得有功能的膜蛋白）
      • 外在膜蛋白（周边蛋白:20%～30%），极性外侧，非极性内侧。（血影蛋白、锚定蛋白）
      • 脂锚定蛋白（脂连接蛋白），位于膜的两侧
    • 膜糖类覆盖细胞膜表面
      • 细胞外被（糖萼）
        • 定义
          • 在大多数真核细胞表面有富含糖类的周缘区
        • 功能
          • 保护细胞抵御各种物理、化学损伤，参与细胞的识别、黏附、迁移
  • 细胞膜的生物学特性
    • 细胞膜的功能
      • 物质运输，信号传递，细胞识别，能量转换，屏障作用
    • 膜蛋白不对称性（指膜各种成分分布不均匀，包括种类和数量）决定膜功能的方向性
      • 膜脂的不对称性
      • 膜蛋白的不对称性
      • 膜糖的不对称性
    • 膜的流动性（膜脂的流动性和膜蛋白的运动性）是膜功能活动的保证
      • 脂双层为液晶态二维流体
        • 相变:由于温度的改变导致膜状态改变
        • 功能:细胞连接建立，信号传导，细胞的运动，生长分裂，物质转运、分泌、吞噬
      • 膜脂分子的运动方式
        • 侧向扩散
        • 翻转运动
        • 旋转运动
        • 弯曲运动
      • 影响膜脂流动性的因素
        • 膜双分子层含有不饱和脂肪酸越多，膜的相变温度越低，流动性越大
        • 脂肪酸链短的相变温度低，流动性大
        • 胆固醇的双重调节作用（在相变温度上，起到稳定质膜，增加有序性的作用，在相变温度下，防止低温时膜流动性突然降低）
        • 卵磷脂与鞘磷脂的比值下降，流动性也下降
        • 膜蛋白越多，膜脂的流动性越小
        • 膜脂的极性基团，环境温度，PH，离子强度
      • 膜蛋白的运动性
        • 侧向扩散
          • 膜蛋白在膜脂中可以自由漂浮和在膜表面扩散
          • 荧光漂白恢复技术（研究膜蛋白和膜脂流动性的方法）
        • 旋转运动（旋转扩散）
          • 膜蛋白的运动性（限制）
            • 药物抑制细胞能量转换，膜蛋白的运动不会有影响
            • 膜蛋白聚集形成复合物
            • 整合蛋白与周边蛋白相互作用
            • 膜蛋白与细胞骨架成分连接以及膜脂的相互作用
  • 细胞膜的分子结构模型
    • 片层结构模型具有三层夹板式结构特点（蛋白质-磷脂-蛋白质）
    • 单位膜模型体现膜形态结构的共同特点（两暗一明）
      • 磷脂分子亲水端头部向外，附着的蛋白质分子构成暗线，磷脂分子的疏水尾部构成明线
    • 流动镶嵌模型
      • 膜双分子层有晶体分子排列的有序性，也有液体的流动性
      • 膜蛋白与脂双分子层结合是动态的，不对称的具有流动性结构
    • 脂筏模型深化了对膜结构和功能的认识
      • 脂筏（比膜的其他部分厚，有秩序且较少流动）
        • 提供有利于蛋白质变构的环境，形成有效的构象
        • 参与信号传导、受体介导的胞吞、胆固醇代谢运输
        • 脂筏功能紊乱（HIV、肿瘤、动脉粥样硬化、疯牛病、肌营养不良）
• 渗透作用
  • 水分子或其他溶剂分子透过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方进行扩散
  • 条件
    • 具有半透膜
    • 膜两侧有浓度差
  • 动物细胞
    • 细胞质<外界，失水皱缩
    • 细胞质>外界，吸水膨胀、
    • 细胞质=外界，动态平衡
  • 植物细胞
    • 细胞壁：全透性，伸缩性小
    • 原生质层
      • 细胞膜，液泡膜及两层膜间的细胞质
      • 具有选择透过性，相当于半透膜；伸缩性大
      • 质壁分离实验
        • 紫色洋葱鳞片叶外表皮
        • 引流法
        • 0.3g/ml蔗糖溶液
          • 质壁分离，液泡缩小，紫色加深
        • 清水
          • 质壁分离复原
            • 可穿膜溶质可自动复原
• 小分子物质和离子的穿膜运输
  • 简单扩散、离子通道扩散、 易化扩散、主动运输
  • 主动运输
    • 一般低浓度到高浓度
    • 需要载体，消耗能量
    • 肾小管吸收葡萄糖，|小肠上皮细胞吸收葡糖糖、无机盐、氨基酸，钠钾离子泵
  • 被动运输
    • 自由扩散
      • 高浓度到低浓度(细胞膜内外浓度差影响运输速率，浓度差越大越快）
      • 不需要载体和能量
      • 气体、甘油、乙醇、苯等小分子进出细胞
    • 协助扩散
      • 高浓度到低浓度
      • 需要载体，无需消耗能量
      • 受细胞膜内外浓度差，膜上载体数量和种类影响
      • 红细胞吸收葡萄糖，钠钾离子进入神经细胞（钠钾离子通道）
• 大分子和颗粒物质的穿膜运输
  • 胞吞作用
    • 不需要载体，需要消耗能量
    • 吞噬细胞吞噬抗原
  • 胞吐作用
    • 不需要载体，需要消耗能量
    • 胰岛素、消化酶、抗体的分泌，突触前膜释放神经递质
• 影响因素
  • 细胞内外浓度差
    • 主要影响被动运输，主动运输不受浓度差影响
  • 载体数量
    • 协助扩散、主动运输
  • 氧气含量
    • 通过影响细胞呼吸来影响主动运输速率，被动运输不受影响
  • 温度
    • 影响分子运动
      • 自由扩散
    • 影响蛋白质活性
      • 协助扩散
    • 影响酶的活性
      • 主动运输
• 0.5失水过多，细胞死亡
• 1959罗伯特森
• 吸水力增强，渗透压增大
• 1972桑格和尼克森
• 镶、嵌、贯穿
• 膜运输蛋白介导的穿膜运输
  • 载体蛋白（转运体）:通过自身构象改变来运送溶质过膜
  • 通道蛋白（水溶性通道贯穿脂双层）
• 膜的选择性通透和简单扩散
  • 简单扩散（一定的浓度差、溶质能过膜）:高浓→低浓，不耗能，不用协助蛋白载体
    • 脂溶性、非极性、不带电小分子可以通过简单扩散转运
  • 溶液的温度越高，膜的有效面积越大，物质经简单扩散的转运速度快
    • 易化扩散（帮助扩散）是载体蛋白介导的被动运输
      • 不耗能，顺物质浓度梯度或电化学梯度转运
      • 特点（结构特异性:每种易化扩散载体蛋白）