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内容：第 1章 ----第 6章
时间,10月 7日上午 8,30----11,00
地点：逸夫楼 3011
第 6章 生物膜与物质运输
Biomembranes and cellular
transportation
本章主要内容：
? 生物膜的化学组成
? 生物膜的性质和结构
? 物质的跨膜运输
生物膜（ Bio-membrane）是指细胞的膜系统。原核生
物只有质膜，而真核生物除了质膜，还有细胞器的膜，
如核膜、线粒体膜、内质网膜等。
几乎所有的生理活动都与生物膜相关，例如物质运输、
能量转换、信息传递、细胞的分裂、运动、相互识别
和通讯，以至肿瘤的发生等。
一个动物的上皮细胞及其膜系统
1,生物膜的化学组成
所有生物膜几乎都是由蛋白质和脂类两大物质
组成，尚含有少量糖、金属离子和水。
1.1 膜脂
磷脂（甘油磷脂、鞘磷脂）
糖脂
胆固醇
以甘油为基础形成的甘油磷脂（ glycerophospholipid）
以神经鞘氨醇为基础还
可以形成鞘磷脂
膜脂分子的特点和结构
双亲性
卵磷脂
亲水的极性的头部
疏
水
的
非
极
性
的
尾
部
微团 双分子层 脂质体
膜的基本结构 —— 脂质双层（ Lipid bilayer）
waterwater
1.2 膜蛋白
膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的场所。可以分为
外周蛋白和内在蛋白。它们是受体，酶，抗原，通道和骨架蛋白等。
? 外周蛋白（ peripheral protein）
分布于双层脂膜的外表层。
与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来。
外周蛋白比较亲水，能溶解于水。
? 内在蛋白（ integral protein）
蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。
溶于水，且不容易从膜中分离出来。
主要以 ?-螺旋形式存在。
跨膜蛋白 （ transmembrane protein)
1.3 膜糖
生物膜中的寡糖链信息传递和细胞的
相互识别方面具有 重 要作用。
糖蛋白上的
寡糖链总是
指向细胞的
外面
生物膜上各种化学组成之间的关系
2,生物膜的性质与结构特点
2.1 生物膜的运动
膜脂分子,分子摆动、旋转运动、侧向运动等。
膜蛋白：扩散运动,旋转运动。
2.2 膜的相变温度及其影响因素
相变温度 是膜脂物理状态互相转变的临界温度。高于相变
温度时，膜呈流动的液态，低于相变温度时，膜呈凝固的胶态。
相变温度受膜脂中脂肪酸的组成影响。烃链短的脂肪酸和不
饱和脂肪酸的含量较高时，膜脂的相变温度较低，膜呈现较好的
流动性。
胆固醇参与膜脂流动性的调节。
2.3 流动镶嵌模型（ Mosaic fluid model）
要点,
? 生物膜的基本结构是脂质双层,蛋白质或镶嵌在膜上或结
合在膜的表面,膜上的寡糖链总是指向膜的胞外一侧,
? 膜上的成分是运动的,随温度变化,脂质双层呈液晶态或
凝胶态,膜的相变温度（ Tm）与膜上脂肪酸烃链的长度和
饱和程度有关。
? 脂质双层的组成成分呈不对称分布,
3,物质的过膜转运
3.1 物质运输的功能
维持细胞的容积、形态、渗透压、电解质的浓度，为细胞的生理
活动提供适宜的环境
从环境摄取营养物质，向环境排出代谢废物
3.2 小分子物质和离子的过膜转运
? 简单扩散（ simple diffusion)
顺浓度梯度
不需要供应能量
? 促进扩散（ facilitated diffusion）
顺浓度梯度
不需要供应能量
需要通道蛋白或载体蛋白介导
? 主动转运（ active transport)
逆浓度梯度
消耗能量 (如 ATP)
需要转运载体
简单扩散 促进扩散 主动运输
物
质
的
电
化
学
梯
度
简单扩散 —— 顺浓度梯度
注意电荷、极性与大小的影响
促进扩散 —— 顺浓度梯度
注意需要载体或通道协助
通道 载体
以钠钾泵，又称 Na+ K+ ATPase
为例。
它是广泛存在于动物细胞膜上的
离子运载体，为蛋白二聚体。其功
能是保持细胞内高钾低钠，细胞外
高钠低钾的浓度梯度，转运过程消
耗 ATP。
钠钾泵有两种构型：
EI型：亲钠排钾，脱磷酸的形式
EII型：亲钾排钠，磷酸化的形式
两种构型发生一次互变，转运出 3
个 Na+,输入 2个 K+，消耗一分子
ATP。
主动运输
3.3 大分子物质的过膜转运
胞吞与胞吐
受体介导的内吞作用 (receptor-mediated endocytosis )
免疫球蛋白
低密度脂蛋白（ LDL，血浆中的胆固醇转运蛋白）
分泌蛋白的胞内转运过程
信号肽学说（ signal peptide hypothesis）
受体介导的细胞内吞作用
受体
内吞泡
配体
溶酶体
内体
信号肽假说（ Signal peptide hypothesis）
核糖体
信号肽受体蛋白
信号肽
新生肽链
信号肽酶
SRP受体
内质网腔
胞液
合成的蛋白质
本章结束
祝同学们节日愉快！
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地点：逸夫楼 3011
第 6章 生物膜与物质运输
Biomembranes and cellular
transportation
本章主要内容：
? 生物膜的化学组成
? 生物膜的性质和结构
? 物质的跨膜运输
生物膜（ Bio-membrane）是指细胞的膜系统。原核生
物只有质膜，而真核生物除了质膜，还有细胞器的膜，
如核膜、线粒体膜、内质网膜等。
几乎所有的生理活动都与生物膜相关，例如物质运输、
能量转换、信息传递、细胞的分裂、运动、相互识别
和通讯，以至肿瘤的发生等。
一个动物的上皮细胞及其膜系统
1,生物膜的化学组成
所有生物膜几乎都是由蛋白质和脂类两大物质
组成，尚含有少量糖、金属离子和水。
1.1 膜脂
磷脂（甘油磷脂、鞘磷脂）
糖脂
胆固醇
以甘油为基础形成的甘油磷脂（ glycerophospholipid）
以神经鞘氨醇为基础还
可以形成鞘磷脂
膜脂分子的特点和结构
双亲性
卵磷脂
亲水的极性的头部
疏
水
的
非
极
性
的
尾
部
微团 双分子层 脂质体
膜的基本结构 —— 脂质双层（ Lipid bilayer）
waterwater
1.2 膜蛋白
膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的场所。可以分为
外周蛋白和内在蛋白。它们是受体，酶，抗原，通道和骨架蛋白等。
? 外周蛋白（ peripheral protein）
分布于双层脂膜的外表层。
与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来。
外周蛋白比较亲水，能溶解于水。
? 内在蛋白（ integral protein）
蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。
溶于水，且不容易从膜中分离出来。
主要以 ?-螺旋形式存在。
跨膜蛋白 （ transmembrane protein)
1.3 膜糖
生物膜中的寡糖链信息传递和细胞的
相互识别方面具有 重 要作用。
糖蛋白上的
寡糖链总是
指向细胞的
外面
生物膜上各种化学组成之间的关系
2,生物膜的性质与结构特点
2.1 生物膜的运动
膜脂分子,分子摆动、旋转运动、侧向运动等。
膜蛋白：扩散运动,旋转运动。
2.2 膜的相变温度及其影响因素
相变温度 是膜脂物理状态互相转变的临界温度。高于相变
温度时，膜呈流动的液态，低于相变温度时，膜呈凝固的胶态。
相变温度受膜脂中脂肪酸的组成影响。烃链短的脂肪酸和不
饱和脂肪酸的含量较高时，膜脂的相变温度较低，膜呈现较好的
流动性。
胆固醇参与膜脂流动性的调节。
2.3 流动镶嵌模型（ Mosaic fluid model）
要点,
? 生物膜的基本结构是脂质双层,蛋白质或镶嵌在膜上或结
合在膜的表面,膜上的寡糖链总是指向膜的胞外一侧,
? 膜上的成分是运动的,随温度变化,脂质双层呈液晶态或
凝胶态,膜的相变温度（ Tm）与膜上脂肪酸烃链的长度和
饱和程度有关。
? 脂质双层的组成成分呈不对称分布,
3,物质的过膜转运
3.1 物质运输的功能
维持细胞的容积、形态、渗透压、电解质的浓度，为细胞的生理
活动提供适宜的环境
从环境摄取营养物质，向环境排出代谢废物
3.2 小分子物质和离子的过膜转运
? 简单扩散（ simple diffusion)
顺浓度梯度
不需要供应能量
? 促进扩散（ facilitated diffusion）
顺浓度梯度
不需要供应能量
需要通道蛋白或载体蛋白介导
? 主动转运（ active transport)
逆浓度梯度
消耗能量 (如 ATP)
需要转运载体
简单扩散 促进扩散 主动运输
物
质
的
电
化
学
梯
度
简单扩散 —— 顺浓度梯度
注意电荷、极性与大小的影响
促进扩散 —— 顺浓度梯度
注意需要载体或通道协助
通道 载体
以钠钾泵，又称 Na+ K+ ATPase
为例。
它是广泛存在于动物细胞膜上的
离子运载体，为蛋白二聚体。其功
能是保持细胞内高钾低钠，细胞外
高钠低钾的浓度梯度，转运过程消
耗 ATP。
钠钾泵有两种构型：
EI型：亲钠排钾，脱磷酸的形式
EII型：亲钾排钠，磷酸化的形式
两种构型发生一次互变，转运出 3
个 Na+,输入 2个 K+，消耗一分子
ATP。
主动运输
3.3 大分子物质的过膜转运
胞吞与胞吐
受体介导的内吞作用 (receptor-mediated endocytosis )
免疫球蛋白
低密度脂蛋白（ LDL，血浆中的胆固醇转运蛋白）
分泌蛋白的胞内转运过程
信号肽学说（ signal peptide hypothesis）
受体介导的细胞内吞作用
受体
内吞泡
配体
溶酶体
内体
信号肽假说（ Signal peptide hypothesis）
核糖体
信号肽受体蛋白
信号肽
新生肽链
信号肽酶
SRP受体
内质网腔
胞液
合成的蛋白质
本章结束
祝同学们节日愉快！
