第4章 质膜与细胞表面

《细胞生物学》系列课程：第四章质膜和细胞表面一《细胞生物学》系列课程第四章质膜和细胞表面一第四章质膜和细胞表面概述：质膜、内膜系统、生物膜、单位膜第一节质膜的化学成分第二节质膜的分子结构第三节质膜的特性第四节细胞表面及其特化结构第五节质膜与细胞的物质运输概述：质膜（plasmamembrane）细胞质与外界相隔开的一层界膜，又称细胞膜(cellmembrane)，厚7~10nm存在意义：屏障作用，提供稳定的内环境物质转运信号传递、细胞识别等内膜系统（Endo-membranesystem）除质膜外，真核细胞内还有一些膜结构。

概念：真核细胞内那些在结构、功能及发生上密切关联的膜性结构细胞器的总称。

生物膜（biologicalmembrane）所有膜性结构的总称20Ao35Ao20Ao单位膜（unitmembrane）——生物膜的共同形态结构特征概念：透射电镜下，生物膜呈现出“两暗夹一明”铁轨样形态，称为单位膜。

第一节质膜的化学成分脂类：50%蛋白质：40~50%糖类：1~10%不同类型生物膜三种物质的比例不同，一般，膜功能复杂，蛋白质含量高。

一、膜脂（membranelipid）概述膜脂是细胞膜的基本组成成分种类：磷脂（最多）、胆固醇和糖脂特点：兼性（双亲性、两亲性）分子存在形式：脂质双分子层功能：生物膜的基本骨架屏障作用赋予膜流动性(一)磷脂（phospholipid）——膜脂的基本成分含量最多的膜脂，约占膜脂的50%以上双亲性分子1个亲水头2个疏水尾（多为脂肪酸链）可分两大类：甘油磷脂鞘磷脂胆碱乙醇胺丝氨酸肌醇1.甘油磷脂——以甘油为骨架磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇极性基团磷酸甘油脂肪酸链磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）2.鞘磷脂——以鞘氨醇为骨架在神经细胞膜中特别丰富，原核和植物细胞膜中不含。

1个亲水头2个疏水尾胆碱等胆碱脂肪酸脂肪酸脂肪酸烃链甘油磷脂鞘磷脂磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰胆碱鞘磷脂鞘氨醇分子团脂质体磷脂双层磷脂分子在水溶液中的3种构型：①球形单层分子团②双分子层③脂质体抗体聚乙二醇脂溶性药物人工脂质体应用：转基因载体药物载体膜功能的研究疏水尾(二)胆固醇（cholesterol）主要存在于动物细胞膜上，原核细胞中无植物细胞中少(约占膜脂2%)含量多不超过膜脂的1/3个别达50%两亲性分子亲水头&疏水尾（胆固醇）分布：散布在磷脂分子之间功能：①维持膜的稳定性②调节膜的流动性（双向调节）甾环胆固醇对膜流动性的双向调节糖脂（三）糖脂（glycolipid）普遍存在于原核和真核细胞质膜上，约占膜脂总量的5%。

《细胞生物学》题库第四章细胞膜与细胞表面一、名词解释1. 脂质体——脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，脂质体中可以裹入不同的药物或酶等具有特殊功能的生物大分子。

2. 流体镶嵌模型——主要强调：1.膜的流动性，膜脂和膜蛋白均可侧向运动2.膜蛋白分布的不对称性3. 细胞膜——又称质膜，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。

4. 去垢剂——是一端亲水一端疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。

5. 膜内在蛋白——又称整合蛋白，多数为跨膜蛋白，与膜紧密结合。

6. 细胞外被——又称糖萼，曾用来指细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖基质，实际上细胞外被中的糖与细胞膜的蛋白分子或脂质分子是共价结合的,形成糖蛋白和糖脂，所以，细胞外被应是细胞膜的正常结构组分，它不仅对膜蛋白起保护作用，而且在细胞识别中起重要作用。

7. 细胞外基质——是指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。

细胞外基质将细胞粘连在一起构成组织，同时，提供一个细胞外网架，在组织中或组织之间起支持作用。

8. 透明质酸——是一种重要的糖胺聚糖，是增殖细胞和迁移细胞胞外基质的主要成分，尤其在胚胎组织中。

9. 细胞连接——是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要组织方式。

10. 细胞粘着——在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集，形成细胞团或组织的过程。

11. 整联蛋白家族——细胞膜上能够识别并结合各种能够含RGD三肽顺序的受体称整联蛋白家族。

12. 连接子——构成间隙连接的基本单位。

13. 免疫球蛋白超家族的CAM——分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。

6.C7.A8.C9.C 10. B 11.C 12.C 13.B 14.D 15.A 16.B 17.B 18.D 19.C 20.D 21.B 22.C1. 膜脂的主要成分包括①磷脂②糖脂③胆固醇④中性脂质2. 膜脂分子有4种运动方式，其中生物学意义最重要的是.侧向运动3. 与细胞质基质接触的膜面称为质膜的.PS4. 细胞外被又称D.糖萼5. 胶原是胞外基质最基本成分之一。

第4章质膜和细胞表面4.1名校考研真题一、选择题1．在对某细胞表面进行免疫荧光标记实验中，发现荧光出现成斑现象，证明了（）。

[浙江师范大学2011研]A．膜脂的流动性B．膜蛋白的流动性C．膜脂的不对称性D．膜蛋白的不对称【答案】B【解析】免疫荧光标记技术主要对蛋白质进行标记。

在某些细胞如血液白细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，已均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新排布，聚集在细胞表面的某些部位，即成斑现象，或聚集在细胞的一端，即成帽现象。

成斑现象和成帽现象进一步证实了膜蛋白的流动性。

2．不能用于研究膜蛋白流动性的方法是（）。

[南京师范大学2007研]A．荧光抗体免疫标记B．荧光能量共振转移C．光脱色荧光恢复D．荧光标记细胞融合【答案】B【解析】荧光能量共振转移（FRET）用于检测体内两种蛋白质之间是否存在直接的相互作用。

3．用去污剂Triton X-100处理血影，带3蛋白及血型糖蛋白消失，但血影维持原来形状，下列推导错误的是（）。

[南开大学2007研]A．用去污剂Triton X-100处理后，血影脂质结构完整，因而血影维持原来形状B．对维持细胞形态并不起决定作用C．带3蛋白及血型糖蛋白是膜内在蛋白D．带3蛋白及血型糖蛋白肯定存在跨膜结构域【答案】A【解析】用Triton X-100处理后可使细胞膜崩解，但对蛋白的作用比较温和，即血影脂质结构被破坏。

4．用冰冻断裂和冰冻蚀刻法检测一个膜，发现其表面几乎没有孔或者泵。

该膜最可能来源于下列哪一种膜？（）[中科院-中科大2007研]A．线粒体内膜B．髓鞘质C．红血细胞D．以上都有可能【答案】B【解析】A项，线粒体内膜上存在质子泵参与呼吸链的电子传递。

C项，红血细胞膜上存在钠钾泵参与物质运输。

二、填空题1．细胞常见的磷脂有：______、______、______。

[中国科学院大学2016、2017研]【答案】卵磷脂；脑磷脂；鞘磷脂2．生活在不同环境中的生物，其细胞质膜中不饱和脂肪酸的含量是不同的。

细胞生物学考研真题库【名校考研真题+章节题库】4章质膜和细胞表面4.1名校考研真题…………………………………………………一、选择题1．在对某细胞表面进行免疫荧光标记实验中，发现荧光出现成斑现象，证明了（）。

[浙江师范大学2011研]A．膜脂的流动性B．膜蛋白的流动性C．膜脂的不对称性D．膜蛋白的不对称【答案】B【解析】免疫荧光标记技术主要对蛋白质进行标记。

在某些细胞如血液白细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，已均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新排布，聚集在细胞表面的某些部位，即成斑现象，或聚集在细胞的一端，即成帽现象。

成斑现象和成帽现象进一步证实了膜蛋白的流动性。

2．不能用于研究膜蛋白流动性的方法是（）。

[南京师范大学2007研]A．荧光抗体免疫标记B．荧光能量共振转移C．光脱色荧光恢复D．荧光标记细胞融合【答案】B【解析】荧光能量共振转移（FRET）用于检测体内两种蛋白质之间是否存在直接的相互作用。

3．用去污剂Triton X-100处理血影，带3蛋白及血型糖蛋白消失，但血影维持原来形状，下列推导错误的是（）。

[南开大学2007研]A．用去污剂Triton X-100处理后，血影脂质结构完整，因而血影维持原来形状B．对维持细胞形态并不起决定作用C．带3蛋白及血型糖蛋白是膜内在蛋白D．带3蛋白及血型糖蛋白肯定存在跨膜结构域【答案】A【解析】用Triton X-100处理后可使细胞膜崩解，但对蛋白的作用比较温和，即血影脂质结构被破坏。

4．用冰冻断裂和冰冻蚀刻法检测一个膜，发现其表面几乎没有孔或者泵。

该膜最可能来源于下列哪一种膜？（）[中科院-中科大2007研]A．线粒体内膜B．髓鞘质C．红血细胞D．以上都有可能【答案】B【解析】A项，线粒体内膜上存在质子泵参与呼吸链的电子传递。

C项，红血细胞膜上存在钠钾泵参与物质运输。

二、填空题1．细胞常见的磷脂有：______、______、______。

[中国科学院大学2016、2017研]【答案】卵磷脂；脑磷脂；鞘磷脂2．生活在不同环境中的生物，其细胞质膜中不饱和脂肪酸的含量是不同的。

第四章细胞膜与细胞表面一、名词解释1、人工膜2、光脱色恢复技术3、血影4、膜骨架5、膜蛋白6、去垢剂二、判断题1、生物膜是指细胞膜，也称质膜2、动物细胞膜中胆固醇的含量很高，植物细胞细胞膜胆固醇含量极少，原核细胞质膜中不含胆固醇。

3、若改变血的离子强度，则血影蛋白和肌动蛋白条带消失，说明这两种蛋白不是膜内在蛋白。

4、糖蛋白和糖脂的糖基可以位于细胞外表面，也可以在质膜内表面5、膜脂和膜蛋白都具有流动性，都可进行侧向扩散运动6、用细胞松弛素B处理细胞，可以加强细胞膜的流动性7、胆固醇可以调节细胞膜的流动性。

8、细胞连接在一定范围内限制了细胞膜的流动性9、温度对于细胞膜的流动性有影响10、细胞膜的流动受到很多因素的限制，这些限制对于细胞膜维持组成的功能是必需的。

11、饱和脂肪酸的含量越高，膜脂的流动性越差。

12、饱和脂肪酸碳链长度越长，膜脂的流动性越强。

13、离子型去垢剂处理细胞膜，可以提取到有活性的膜蛋白。

14、细胞膜的流动性与温度没有太多关系。

15、细胞膜的流动性需要能量。

三、填空题1、细胞膜的组成物质是、和，细胞膜最显著的特点是和。

2、膜脂主要包括、和，其中以为主。

3、根据蛋白质与膜脂结合的方式，可以把膜蛋白分为、和，其中膜蛋白的去除需要用去垢剂。

4、证明细胞膜蛋白的流动性的方法有、和。

用技术可在电镜下观察膜蛋白的不对称性。

5、细胞质膜膜脂的运动方式有、、和等，其中最主要的运动方式为。

6、影响细胞质膜膜脂运动方式的因素有、、和等。

7、去垢剂是分离与研究膜蛋白的常用试剂，可分为离子型去垢剂如和非离子型去垢剂如。

四、选择题1、（）不属于细胞的内膜系统1内质网 2 高尔基体 3 溶酶体 4 线粒体2、细胞膜结构的基本骨架主要是1 磷脂2 胆固醇3 蛋白质4 糖类3、细胞膜是双分子层结构，其脂类是1 兼性分子2 疏水分子3 极性分子4 双极性分子4、细胞膜膜脂成分中含量最多的是1 胆固醇2 磷脂3 糖脂4 蛋白质5、膜脂不具有的运动方式是1 侧向运动2 尾部摆动3 跳跃运动4 自旋运动6、细胞膜膜脂有多种运动方式，其中最主要的运动方式是1 侧向运动2 尾部摆动3 翻转运动4 自旋运动7、能防止细胞膜流动性突然降低的脂类是1 磷脂酰肌醇2 胆固醇3 磷脂酰胆碱4 鞘磷脂8、卵磷脂/鞘磷脂的比例高低对质膜的流动性有很大的影响，一般认为1 比值高，流动性小2 比值高，流动性大9、（）能降低细胞膜的流动性1卵磷脂/鞘磷脂比值高 2 膜蛋白 3 不饱和脂肪酸 4 温度升高10、人红细胞膜ABO血型抗原的成分是1 磷脂2 胆固醇3 糖蛋白4 糖脂11、质膜膜脂的基本运动方式是（）1侧向运动2自旋运动 3 尾部摆动 4 翻转运动五、简答题1、简述膜的流动镶嵌模型的特点，并用实验事实证明。

细胞膜与细胞表⾯第四章细胞膜与细胞表⾯第⼀节细胞膜与细胞表⾯特化结构细胞膜(cell membrane)⼜称质膜(plasma membrane)：是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋⽩质组成的⽣物膜。

细胞膜不仅是细胞结构上的边界，使细胞有⼀个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进⾏物质、能量的交换及信息传递过程中也起着决定性的作⽤。

⽣物膜(biomembrane)：真核细胞内部存在着由膜围绕构建的各种细胞器。

细胞内的膜系统与细胞膜统称为⽣物膜。

它们具有共同的结构特征。

⼀、细胞膜的结构模型⼈们⽤光学显微镜发现了细胞，但到20世纪50年代初，在电镜下显⽰出了质膜的超微结构。

但⼈们并未感到惊奇，因为此前细胞⽣理学家在研究细胞内渗透压时已证明了质膜的存在。

1925年E. Gorter和F. Grendel研究红细胞发现膜脂单层分⼦为红细胞表⾯积的⼆倍，提⽰了质膜是由双层脂分⼦构成的。

随后，⼈们发现质膜的表⾯张⼒⽐油—⽔界⾯的表⾯张⼒低得多，若脂滴表⾯吸附有蛋⽩成分则表⾯张⼒降低，因此Davson和Danielli提出“蛋⽩质—脂质—蛋⽩质”的三明治式的质膜结构模型。

这⼀模型影响达20年之久。

1959年，J. D. Robertson发展了三明治模型，提出了单位膜模型(unit membrane model)，并推断所有的⽣物膜都由蛋⽩质—脂质—蛋⽩质的单位膜构成。

随后的⼀些实验，如免疫荧光标记技术等证明，质膜中的蛋⽩质是可流动的；冷冻蚀刻技术显⽰了双层膜脂中存在膜蛋⽩颗粒。

1972年，S. J. Singer和G. Nicolson在此基础上⼜提出了⽣物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model) 。

这⼀模型随即得到各种实验结果的⽀持。

流动镶嵌模型主要强调：①膜的流动性，膜蛋⽩和膜脂均可侧向运动；②膜蛋⽩分布的不对称性，有的镶在膜表⾯，有的嵌⼊或横跨脂双分⼦层。

近年来有⼈提出脂筏模型(lipid rafts model)，即在⽣物膜上富含胆固醇, 形成有序的脂相，如同“脂筏”⼀样, 并载有各种蛋⽩。