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第七章 生物膜 本章主要内容 膜的组成与结构特征 膜的流动性 小分子物质的跨膜转运 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 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。不同的生物膜在组成成分上有一定的差异。 1.1膜脂质及其结构 磷脂分子（甘油磷脂、鞘磷脂） 糖脂（神经节甘脂） 胆固醇 2膜脂分子的特点和结构 糖脂 含糖的脂质。糖脂的种类繁多，不同糖脂分子中，不仅脂肪酸碳氢链的长短不一，饱和程度不同，而且所含糖的种类也相差较大，有单糖、多糖等。 鞘糖脂 甘油糖脂 膜蛋白 膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的基本场所。 可以分为外周蛋白和内在蛋白。 ? 外周蛋白（ p e rip h e ra lp ro te in） 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（in te g ra lp ro te in） 蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。 不容易从膜中分离出来。 主要以?-螺旋形式存在。 生物膜的流动性 1膜脂与膜蛋白的运动 2膜脂跨脂双层的运动需要催化剂 3脂筏 膜脂分子：分子摆动、旋转异构运动、侧向运动、跨膜翻转等。 膜蛋白：扩散运动 、旋转运动 3小分子物质的跨膜转运 ? 促进扩散（ fa c ilita te d d iffu s io n ） 3 .1 .1 小分子物质和离子的过膜转运 主动运输 以钠钾泵（Na+ K+ ATPase）为例 * 一个动物的上皮细胞及其膜系统 甘油磷脂（glycerophospholipid ） 鞘磷脂（sphingophospholipid 双亲水性 生物膜中的糖类化合物在信息 传递和相互识别方面具有 重要 作用。 糖蛋白上的 寡糖链总是 指向细胞的 外面 生物膜的结构 跨膜蛋白 内在蛋白 3.1物质运输的功能 生理意义：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。 3.1.1 小分子物质和离子的过膜转运 ? 简单扩散（ sim p le d iffu sio n ) 顺浓度梯度、不需要能量 、不需要转运载体 由高浓度向低浓度、不需要能量 需通道蛋白或载体蛋白介导 ? 主动转运（ a ctive tra n sp o rt) 逆浓度梯度 消耗能量 转运载体 简单扩散 促进扩散 主动运输 浓度梯度 简单扩散——顺浓度梯度 注意电荷、极性与大小的影响 通道 载体 促进扩散——顺浓度梯度 注意 需要载体或通道协助 主动运输 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。 *