细胞膜

包含细胞膜的结构、细胞膜的结构模型、细胞膜的特性、细胞膜的物质转运功能、细胞表面及其特化结构等等。

细胞膜

• 细胞膜的结构
  • 化学组成
    • 膜脂
      • 含量：50%
      • 分类
        • 磷脂（主要）
          • 磷酸甘油酯：最简单代表磷脂酸
          • 鞘磷脂
        • 胆固醇
          • 极性头部
          • 非极性尾部
        • 糖脂
          • 定义：糖脂是含有1个或几个糖基的脂类
          • 分布：所有的细胞膜表面
          • 作用：可能作为某些大分子的受体，与细胞识别及信息传导有关
    • 膜蛋白
      • 含量：40%
      • 分类
        • 膜内在蛋白：约占70~80%
        • 膜外周蛋白：分布在膜的内外表面，主要内表面，水溶性
        • 膜锚定蛋白
        • 根据功能：运输蛋白、连接蛋白、受体蛋白、蛋白酶
      • 存在形式
        • 整合蛋白
        • 周边蛋白
      • 地位：是细胞膜功能的主要承担者，是生物膜最为重要的组成成分，其含量和种类与膜的功能密切相关
    • 膜糖类
      • 含量：10%左右
      • 主要形式：半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖氨、葡萄糖、葡萄糖氨和唾液酸
    • 化学成分：脂类、蛋白质、糖类、水、无机盐、金属离子
• 细胞膜的结构模型
  • 片层结构模型
    • 主要内容：1.第一次对生物膜进行分子结构的描述 2.提出磷脂双分子层结构 3.蛋白质对称均匀平铺在脂质双分子层内外两侧
    • 缺点：不能解释细胞膜的各种功能
  • 单位膜模型
    • 内容：各种细胞的细胞膜以及各种细胞内膜在电镜下都呈“暗-明-暗”的三层式结构，蛋白质呈单层肽链形式分布于脂质双分子层两侧。
    • 缺点：无法对许多膜现象做出满意的解释
  • 流动镶嵌模型
    • 特点：强调了膜的流动性和不对称性，较好的解释了生物膜的功能的特点
    • 缺点：忽视了蛋白质分子对脂类分子流动性的控制作用，不能说明具有流动性的质膜在变化过程中怎样保持膜的相对完整性和稳定性
  • 脂筏模型
    • 缺点：想解释生物膜的某些性质和功能，仍需更多地证据
• 细胞膜的特性
  • 流动性
    • 定义：膜的流动性是指膜内部的脂类和蛋白质两类分子的运动性
    • 分类
      • 膜蛋白的运动性
        • 横向扩散
        • 旋转扩散运动
      • 膜脂分子的运动
        • 横向扩散运动
        • 旋转运动
        • 摆动运动
        • 伸缩震荡运动
        • 翻转运动
        • 旋转异构化运动
    • 影响因素
      • 脂肪酸链的长度和不饱和程度
      • 胆固醇
      • 卵磷脂／鞘磷脂的比值
      • 膜蛋白的影响
    • 意义：一切膜的基本活动均在细胞膜的流动状态下进行。适宜的流动性是生物膜表现正常功能的必要条件，如果细胞膜固化，粘度增大至一定程度，某些物质传送中断，膜内酶的活性将中止，最后导致细胞的死亡。
  • 不对称性
    • 分类
      • 膜脂分布的不对称
      • 脂双分子层的内外两层是不对称
      • 膜蛋白的分布也是不对称的
    • 意义：生物膜结构上的不对称性，保证了膜功能的方向性，具有重要的生物学意义
• 细胞膜的物质转运功能
  • 基础：通透性
  • 形式
    • 穿膜运输
      • 物质：小分子离子
      • 分类
        • 被动运输
          • 特点：不耗能，顺浓度
          • 简单扩散
            • 通透性取决于
              • 脂溶性：脂溶性大易通过
              • 极性:非极性可通过
              • 分子大小：小分子易通过
              • 导电性：不带电荷易通过
          • 易化扩散
            • 物质：非脂溶性或亲水性物质
            • 分类
              • 载体扩散
                • 载体蛋白具有高度的特异性
                • 通过载体易位机制转运
                • 载体蛋白的饱和性
                • 不耗能，顺浓度
              • 通道扩散
                • 电压门控离子通道
                • 配体门控离子通道
                • 机械力激活通道
        • 主动运输
          • 特点
            • 1.逆浓度梯度运输
            • 2.需要能量或与释放能量的过程耦联
            • 3.都有载体蛋白
          • 分类
            • 离子泵
              • 钠钾泵
              • 钙泵
            • 耦联运输
              • 同向协同运输
              • 对向协同运输
    • 膜泡运输
      • 物质：大分子和颗粒物质
      • 特点
        • 伴随着膜的运动，主要是膜本身结构的融合、重组和移位
        • 需要能量
      • 分类
        • 胞吞作用
          • 吞饮作用：液体或极小的颗粒物质
          • 吞噬作用：较大固体物质
          • 受体介导的内吞作用：高效率内吞
        • 胞吐作用
          • 物质：向细胞外分泌的大分子或小分子
• 细胞表面及其特化结构
  • 内容：细胞表面是以脂膜为核心，包括细胞外被和脂膜内侧的膜下溶胶层共同构成的复合结构和功能体系
  • 组成
    • 细胞外被
      • 1.保护作用：防蛋白酶的攻击
      • 2.细胞识别和细胞粘附：细胞识别
      • 3.决定血型
      • 4.抑制增殖
    • 膜下溶胶层：包括细胞骨架蛋白、膜受体与脂膜重塑蛋白和一些特定mRNA分子
    • 细胞表面的特化结构
      • 微绒毛
      • 鞭毛
      • 纤毛