第一章 第一节 绪论
生命科学：研究生物体及其活动规律的科学；研究生命现象，揭示生命活动规律和生命本质的科学
研究对象：蛋白质等生物大分子、细胞组织与器官、个体、生态系统（生物圈） 前沿领域：神经科学、合成生物学、冷冻电镜显微学、免疫治疗、基因组治疗 课程分支：细胞生物学工程、分子生物学工程、高等植物学、高等动物学 要诀：
1.多样性与统一性 2.结构与功能
3.生物演化与适应性
第一章 第二节 细胞结构基础（上）
细胞质膜的结构与基本组成
细胞质膜：围绕在细胞最外层，由脂类、蛋白质、糖类组成的生物膜 结构/功能上分割细胞与外界环境 ? 流动镶嵌模型
磷脂双分子层为基本骨架，蛋白质镶嵌、覆盖其中 1.生物膜的流动性 2.膜蛋白分布不对称 冷冻蚀刻技术 ? 脂筏模型
磷脂层为骨架，存在胆固醇和鞘脂富集区作为筏，载有执行特定功能的蛋白质 一、生物膜的结构总结：
1.磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分 2.膜蛋白分布不对称 3.生物膜的流动性
4.生物膜处于动态变化之中 二、生物膜的组成
1.膜脂：甘油磷脂（亲水头部：胆碱、甘油；亲油尾部：烃链）、鞘脂、固醇 （1）基本成分：甘油磷脂，占整个膜脂50%以上 ·磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷酯酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇 ·内质网合成
2.膜蛋白：整合膜蛋白、外周膜蛋白、锚定膜蛋白 ·功能：
（1）作为膜转运蛋白选择性介导小分子物质跨膜运输 （2）酶
（3）作为细胞表面受体与激素结合之后将信号传递到胞内 （4）糖蛋白的糖链可作为细胞之间的识别标志 （5）形成细胞间的连接
（6）作为细胞骨架的附着点形成锚定连接 3.糖链
·只分布在膜外侧，多为寡糖链
·分为蛋白聚糖和糖脂 ·与细胞识别有关
质膜的基本特征与功能
（一）膜脂与膜蛋白的流动性与不对称性 一、生物膜的流动性
膜脂分子（磷脂分子）侧向运动（扩散） 2μm/s 二、影响膜流动性因素 1.脂肪酸链长度（反比）
2.不饱和脂肪酸的不饱和度（正比） 3.温度
4.胆固醇（双向调节）
5.膜脂间、膜脂与蛋白间的相互作用
三、膜蛋白的流动性（荧光抗体免疫标记实验）
·荧光漂白恢复技术FRAP测量膜蛋白、膜脂的扩散速率 膜蛋白流动性的限制（小肠上皮细胞） 四、膜脂的不对称性
1.膜脂分子在膜的脂双层中不均匀分布 2.磷脂在内外侧的种类和数量不同
·卵磷脂、鞘脂在外侧；磷酯酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺在内侧 3.糖脂位于细胞外侧 五、膜蛋白的不对称性
·膜蛋白在质膜上有明确方向性，受体结合胞外信号并传至胞内 ·膜蛋白分布的不对称性是生物膜执行各种复杂功能的保证 （二）质膜功能（膜蛋白决定） 1.提供相对稳定内环境 2.选择性的物质运输 3.提供细胞识别的位点 4.为多种酶提供结合位点
5.介导细胞间、细胞与胞外基质间联系
6.参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
膜转运蛋白
一、载体蛋白
1.与特定溶质分子结合
2.通过构象改变介导物质的主被动运输 3.通常只转运一种分子，特异性高 二、通道蛋白
1.离子通道（main）：主要运送无机离子 ·不与运输物结合，不会饱和，效率高 ·顺电化学浓度梯度，被动运输
·选择性依据：通道直径、形状、带电氨基酸分布
·非连续变化，调控开关影响因素：膜电位变化、化学信号（配体）、压力刺激
2.孔蛋白：选择性较低 位于革兰氏阴性菌、线粒体、叶绿体外膜 3.水孔蛋白：水通道 eg肾小管上皮细胞
小分子物质的跨膜运输
基本类型：简单扩散、被动运输、主动运输 一、简单扩散
·热运动，顺浓度梯度/电化学梯度跨膜转运 ·不需蛋白不需能量
·通透性较低，疏水分子、极性不带电小分子可通过 二、被动运输（协助扩散）
·顺浓度梯度/电化学梯度（动力）跨膜转运 ·需蛋白不需能量
·水分子、糖、氨基酸、核苷酸、细胞代谢物 ·载体：离子通道&载体蛋白 葡萄糖转运蛋白GLUT家族——小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞 三、主动运输（载体蛋白）
·逆浓度梯度/电化学梯度（动力）跨膜转运 ·需蛋白需能量 ·分类 ATP直接供能的：钠钾泵（维持细胞膜电位、渗透平衡、吸收营养） ATP间接供能的：钠钾泵+协同转运蛋白（一个结合钠钾离子，另一个结合其他离子）eg.小肠上皮细胞葡萄糖转运蛋白 光驱动
·水分子、糖、氨基酸、核苷酸、细胞代谢物
细胞连接
一、定义
细胞间、细胞-基质间接触部位形成的特殊连接方式 分布：紧密靠拢的组织 如上皮 二、分类（动物细胞） 1.封闭作用——屏蔽连接 上皮细胞紧密连接 作用：
（1）形成渗透屏障
（2）隔离作用，阻止膜蛋白侧向扩散 2.机械附着——锚定连接 借助细胞骨架系统，两种 与中间丝相连 与肌动蛋白相连 细胞间 细胞与基质 桥粒（盘状致密斑） 半桥粒 支持抵抗外界拉力压力 粘着带（一束微丝） 粘着斑 3.化学通讯——通讯连接（间隙连接） 间隙连接蛋白 连接子
分子量＜1000的离子小分子可通过，实现代谢物共享、信号传递 植物细胞的细胞连接：胞间连丝
胞间连丝使植物体内所有活细胞连成整体——共质体
清华大学普通生物学笔记第一章第一节
