（一）膜的不对称性
1、膜蛋白分布的不对称性 1) 膜蛋白在脂双分子层中、膜内外的位置分布是不对称的 2) 膜蛋白在膜内的排布方向是不对称的
2、膜脂的不对称性 1) 磷脂：磷脂酰胆碱和鞘磷脂多分布在膜外层
磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸多分布在膜内层 2) 胆固醇：主要分布在膜外层。 3) 糖脂 :全部分布在膜外层。
3、脂锚定蛋白 (lipid-anchored protein)
又称脂连接蛋白，这类膜蛋白定位于膜的两侧，类似于 膜周边蛋白，但与其不同的是以共价键与脂双层分子结 合，因此，分离锚定蛋白须用去垢剂或有机溶剂处理。
一、膜的化学组成
(三) 膜糖
共价键
单糖或多聚糖 + 膜 脂
共价键
单糖或多聚糖 + 膜蛋白
一、膜的化学组成
(二) 膜蛋白
1、膜内在蛋白 (integral protein)
贯穿脂双层，两端露出膜内外——跨膜蛋白
非胞质面 脂 双 分 子 层
胞质面
1 单次穿膜： 单条a-螺旋贯穿脂质双层
2 多次穿膜： 数条a-螺旋折返穿越脂质双层
内在膜蛋白具有双亲性，其亲水区域暴露在膜的内外表面与水相吸， 它们的疏水区域嵌入膜内，与脂类分子疏水尾部通过疏水键结合， 不易分离提纯。
二、膜的分子结构
★★（三）液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
1972年，Singer 和 Nicolson 总结提出，主要论点：
1. 流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。 2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜表面。 3.强调了膜的流动性和不对称性。
评价： 液态镶嵌模型可以解释
(一) 膜脂
生物膜上的脂类统称膜脂。
磷 脂 (phospholipid)
膜
脂
胆固醇 (cholesterol)
糖 脂 (glycolipid)
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
1、磷脂
磷脂酸（前体）
磷酸甘油酯 磷脂酰胆碱（卵磷脂）
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
类
型
磷脂酰丝氨酸
鞘磷脂
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
糖 脂 (glycolipid) 糖蛋白 (glycoprotein)
功能：细胞外表的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形
成一层外被，称细胞外被或糖萼，具有重要生理作用，几乎涉及所有
细胞与环境相互作用的生物学现象。
细 胞 外 被
脂 双 层
膜蛋白膜蛋白
细胞内
Hale Waihona Puke 二、膜的分子结构生物膜结构描述的历史回顾:
膜脂分子的共同特点：
都有亲水性和疏水性两端，称兼性分子或双亲性分子(amphipathic molecule)
双亲性分子在水溶液中可形成两种排列方式:
脂分子团
脂双分子层
水
水 脂质体
一、膜的化学组成
(二) 膜蛋白
是膜功能的主要体现者。
根据膜蛋白与膜脂的结合方式以及在膜中的位置的不同，分为：
跨膜蛋白 transmembrane protein 膜周边蛋白质 peripheral protein 脂锚定蛋白 lipid-anchored protein
•1925年,Gorter 和Grendell 用丙酮抽提红细胞膜 中的脂类并在水和空气界面上铺展成单分子层,测量 其所占面积相当于所用红细胞膜总面积的两倍,因而 首次提出细胞膜是由连续的脂双分子层组成的。
迄今为止，关于膜的几十种结构模型都是建立在 “脂双分子层”这一基础之上的。
二、膜的分子结构
（一）片层结构模型（lamella structure model）
1、磷脂
（ 亲 水 性 ）
极 性 头 部
结
（非
构
疏极 水性
性尾
）部
鞘磷脂
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
2、胆固醇
极 性 头 部固
醇
环
结
构
非
极
性
尾
部
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
3、糖脂
糖脂与鞘磷脂相似，只是头部不同。 常见糖脂：脑苷脂；神经节苷脂
鞘 胺 醇
半乳糖苷脂
糖脂分子
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
一、膜的化学组成
(二) 膜蛋白
2、膜周边蛋白 (peripheral protein)
附在膜的内外表面，非共价地结合在跨膜蛋白上。
非胞质面 脂 双 分 子 层
胞质面
膜周边蛋白都是水溶性蛋白质，多分布在膜的内表面，靠离子键或其它 较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的极性头部结合，因此只要改 变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来。
1935年 Danielli 和 Davson 提出
蛋
脂
“蛋白质-磷脂-蛋白质”三夹板结构
白 质
双 分 子
层
（二）单位膜模型 （unit membrane model）
1959年 Robertson 提出
评价：提出膜形态共性，解释了某些属性 不足之处： 无法解释膜的动态结构变化， 显示不出各种膜之间的结构功能差异
※膜脂和膜蛋白分布的不对称性决定了膜内外表面功能的不对称性。
三、膜的理化特性 ★★★
（二）膜的流动性
1、膜脂的流动性 ★★膜脂的特性——液晶态
★膜脂分子的运动方式
晶态
液晶态
相变
相变温度
（1）烃链的旋转异构运动 （2）脂肪酸链的伸缩和振荡运动 （3）膜脂分子的旋转运动 （4）侧向扩散运动 （5）翻转运动
细胞膜及其表面细胞生物学
细胞膜 cell membrane
概念：
是包围在细胞质外周的一层界膜，又称质 膜（plasma membrane)
功能：
①使细胞具有相对独立和稳定的内环境 ②是细胞内外物质、信息、能量交换的“门户”
生物膜 biological membrane
在细胞中,除了质膜外, 细胞内还有丰富的膜性结构。由于 这些膜与质膜在化学组成、分子结构和功能运作上具有很多 共性，把质膜和细胞内各种膜相结构的膜统称为生物膜。
极性头部
膜中发生的很多现象，为人们普 遍接受。
脂双分子层
不足之处：忽视了膜各部分流动
疏水尾部
性的不均匀性，忽视了蛋白质分
子对脂分子流动性的控制作用。 内在膜蛋白
外在膜蛋白
晶格镶嵌模型 板块镶嵌模型
补充完善液态镶嵌模型
二、膜的分子结构
目前对膜的分子结构较为一致的看法：
三、膜的理化特性 ★★★
——不对称性和流动性
第一节 细胞膜的分子结构和特性
一、膜的化学组成
生 脂类、蛋白质、糖类 ——主要成分 物 膜 水、无机盐、金属离子 ——少量成分
蛋白质/脂类 : 在不同种类生物膜中有所不同。 一般地说：
功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类 大； 功能少而简单的膜，蛋白质/脂类 小。
第一节 细胞膜的分子结构和特性
一、膜的化学组成