第一章 细胞膜与物质的穿膜运输：本章内容：（一）细胞膜 (cell membrane)、单位膜 (unit membrane) 与生物膜的概念和功能。 （二）生物膜的化学组成：膜脂 (membrane lipid) 的类型；膜蛋白的类型；生物膜的糖类、细胞表面的糖类。（三）膜的流动性 (fluidity)：膜脂的分子运动、膜脂的流动性、膜蛋白在膜内的侧向运动；膜不对称性 (asymmetry)：膜脂的不对称性、膜蛋白的不对称性。（四）生物膜的分子结构模型：片层结构模型；单位膜模型；流动镶嵌模型(fluid mosaic model)；晶格镶嵌模型；板块模型（block model)；脂筏模型。（五）小分子物质的跨膜运输：膜的选择通透性和单纯扩散 (simple diffusion)、膜运输蛋白 (membrane transport protein)、载体蛋白 (carrier protein) 介导的主动运输 (active transport) 和葡萄糖载体蛋白 (glucose carrier protein)、通道蛋白 (channel protein) 介导的运输。（六）大分子和颗粒物质的跨膜运输（七）细胞表面：质膜的特化结构和功能、细胞连接 (cell junction)、紧密连接 (tight junction)、桥粒 (desmosome)、缝隙连接 (gap junction)。（八）细胞膜与疾病：膜流动性异常、膜转运系统异常、膜受体异常、细胞膜与肿瘤1.1细胞膜的组成:细胞膜在电镜下呈现暗明暗三层结构 。细胞膜由脂类、蛋白质、糖组成。组成生物膜的脂类由磷脂、胆固醇、糖脂，分子结构共同特点是双亲性分子，头部溶于水，尾部溶入脂。其中磷脂的亲水性头部是磷脂酰碱基 疏水尾部是两条脂肪酸链，磷脂头部朝向水溶液排列在内外表面，尾部相对排在内侧，排列成脂双分子层，构成膜的主体结构 。胆固醇极性头部是羟基，尾部是脂肪酸链，类固醇环把头部尾部连接起来，分布于磷脂分子中，极性头部紧靠磷脂的极性头部，类固醇环固定于磷脂的烃链上。作用：可调节膜的流动性，加强膜的稳定性。糖脂分布分布在膜的非胞质面。是某些大分子的受体，与细胞识别、信号传导有关。蛋白质分为内在膜蛋白和外在膜蛋白：内在膜蛋白是插入或穿过脂双层，与膜结合非常紧密。外在膜蛋白：与脂类分子的极性头部或通过内在蛋白间接与膜连接。膜蛋白是膜特定功能的主要承担者和执行者。糖类要么与脂类结合形成糖脂，要么与蛋白质结合形成糖蛋白。糖类只分布在膜的非胞质侧。本节拓展内容：细胞膜的发现过程；与细胞膜有关的疾病。[单选题]生物膜中含量最高的脂类是
1.2细胞膜的结构模型:1935年提出了第一个细胞膜的分子模型：片层结构模型，又叫三明治式模型。片层学说认为，细胞膜上的脂质，平行排列并垂直于膜表面，非极性端相对，极性端向外。在脂双层内外表面各附有一层球形蛋白质。1959年，J.D.Robertson（罗伯森）通过透射电镜观察到细胞外层的细胞膜呈“暗-明-暗”三层结构，细胞膜的中间是厚约3.5nm的双层脂分子亮带，而内表面和外表面是厚约2nm的蛋白质暗带，总厚约7.5nm，并以此提出“单位膜”模型。该模型认为：磷脂双分子层构成细胞膜的主体，非极性端相对，极性端向外。双层脂质，内外表面，各有一层β折叠的蛋白质分子。1972年S. J. Singer（辛格）和 G. Nicolson（尼科尔斯）提出“流动镶嵌模型”，该模型的内容要点概括为：1. 膜中脂双层构成膜的连贯主体，它既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。2.细胞膜上的蛋白质分子以不同形式与脂双层分子结合，分为内在膜蛋白和外在膜蛋白。流动镶嵌模型强调了膜的流动性、不对称性，可以解释膜功能的复杂性。然而该模型也存在不足之处：它忽视了细胞膜上蛋白质分子对脂质分子流动性的控制，忽视了细胞膜各部分流动性的不均一性。因此科学家分别在1975年和1977年提出晶格镶嵌模型和板块相嵌模型，对流动镶嵌模型进行补充，来弥补这些不足。1988年Simon（西蒙）又提出脂筏模型：该模型认为，在细胞膜上，胆固醇和鞘磷脂富集的区域，形成相对有序的脂相，如同脂筏一样，载着各种蛋白，是一种动态结构，介于无序液体与液晶之间，称为有序液体，是蛋白质停泊的平台。本节拓展内容：以上介绍了模型的优缺点；怎样利用细胞膜的结构治疗疾病。
1.3钠钾泵:钠钾泵是细胞膜上的蛋白质，由大、小两个亚基组成，其中大亚基为多次穿膜的跨膜蛋白，小亚基为一糖蛋白，大亚基上有1个ATP结合位点、3个Na+结合位点、2个K+结点和1个ouabain(乌本苷，能抑制ATP酶，如果乌本苷结合到大亚基，钠钾泵就不能工作了)结合位。钠钾泵工作：首先3个Na+与钠钾泵的大亚基结合，ATP水解变为ADP提供能量，大亚基磷酸化，3个Na+释放至膜外，大亚基构象改变，2个K+ 大亚基结合并发生去磷酸化，大亚基构象再次变化，2个K＋释放至膜内。钠钾泵每工作一次，消耗1分子ATP，泵出3个Na+，泵入2个K+ 。本节拓展内容：用钠钾泵的原理一些疾病的发生，如高血压、白内障、癫痫、偏头痛的原因。
1.4大分子和颗粒物质的膜泡运输:何为膜泡运输呢？大分子和颗粒性物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一系列膜泡的形成和融合来完成转运过程。膜泡运输物质分为胞吞和胞吐。本节重点介绍胞吞中LDL是如何由血液进入细胞并被细胞利。首先LDL和细胞膜上的LDL受体识别结合，衔接蛋白结合网格蛋白并识别特异受体尾段的内吞信号，在这两种蛋白作用下 ，细胞膜向内凹陷，形成有被小窝。细胞膜继续向内凹陷，最后在发动蛋白的作用下，细胞膜收缩形成有被小泡。有被小泡在运输的过程中脱衣被形成无被小泡。无被小泡与内体融合，内体是酸性环境，在这种环境下，受体和配体分开，含有受体的膜泡返回质膜重新被细胞利用，含有LDL的膜泡与溶酶体结合，在溶酶体酶的作用下消化分解，变成胆固醇等被细胞利用。胆固醇进入细胞是受体介导的内吞过程，首先LDL和细胞膜上的受体识别结合，在衔接蛋白和网格蛋白作用下细胞膜向内凹陷，形成有被小窝。细胞膜继续向内凹陷形成有被小泡。有被小泡在运输的过程中脱衣被形成无被小泡。无被小泡与内体融合，受体和配体分开，含有受体的膜泡返回质膜重新被细胞利用，含有LDL的膜泡与溶酶体结合，在溶酶体酶的作用下消化分解，变成胆固醇等被细胞利用。本节拓展学习内容：家族性高胆固醇血症的发病机制发现过程及有关的诺贝尔获奖。
1.5胆固醇:大多数人认为：胆固醇是心血管疾病的元凶之一。也有少数人认为，说胆固醇导致心血管疾病是医疗健康领域最大的谎言。真相到底如何？胆固醇属于动物细胞膜上脂类的一种。动物细胞没有类似植物细胞的细胞壁。但是因为胆固醇的存在，动物细胞膜具有一定的刚性，弥补了细胞壁的缺憾。胆固醇还是合成固醇类激素，胆汁和维生素D的原料。所以胆固醇的功能非常重要。可是胆固醇怎么就成了心血管疾病的元凶了呢？还要从1856年说起。德国人Rudolf Virchow提出脂类堆积在动脉壁上的说法。1908年，俄国巴甫洛夫实验室的Alexander I. Ignatowski发现，喂养全脂奶，蛋和肉的兔子会很快患上主动脉粥样硬化。这是表明脂类和心脑血管病有关的第一个证据。1913年，俄国人Nikolai N. Anitschkow发现，Alexander I. Ignatowski实验中饮食的关键是胆固醇。仅喂饲胆固醇的兔子很快发展出很高的血胆固醇以及动脉粥样硬化病变。然而，Nikolai N. Anitschkow的研究在当时却并没有得到应有的重视。孟德尔的遗传学沉睡了35年，而Nikolai N. Anitschkow的胆固醇理论沉睡超过60年才得到重视。在Nikolai N. Anitschkow胆固醇理论沉睡的那些年头，有一些支持性的发现。其中最有名的是Ancel Keys的七国实验。Ancel Keys通过对七国的流行病学调查，表明心梗和中风同血清总胆固醇水平相关。另外，高胆固醇水平和肥胖还能增加癌症患者的死亡率。1973年，Russell Ross等在Science发文，主张动脉粥样硬化是由于血管壁损伤的炎症反应。血管壁慢性的反复的损伤导致血管内皮功能失调，血管平滑肌细胞增殖，巨噬细胞流入，以及细胞内外富含胆固醇的脂类积累，胶原基质的沉积，从而发展出动脉粥样病变。到了1984年，国际心脏研究所（National Heart Institute）终于完成了第一个大规模，随机，双盲实验，表明降低血胆固醇可以降低冠心病的风险。1988年，一个国际性的高血胆固醇控制指南出炉，并不断更新。2002年的第三版被广为引用，达到2.7万次。与此同时，通过抑制胆固醇的合成降低心血管疾病也在潜滋暗长。1976年，日本人远藤（Endo）发现了第一个他汀类小分子化合物美伐他汀（mevastat
1.6水通道的发现:“女儿是水做的骨肉，男人是泥做的骨肉”——贾宝玉其实贾宝玉不知道，男性的水含量（60%）比女性（50%）还要多。孙子兵法虚实篇上说：水之形避高而趋下，兵之形避实而击虚。又说：水因地而制流，兵因敌而制胜。那么，人体的水也是避高趋下，因地制流吗？“天之道损有余而补不足”，自然界中的水是避高而趋下的。“人之道则不然，损不足以奉有余”，生命体内的水有时能被高度特异地利用，这全赖水通道蛋白的存在。细胞膜由脂双层构成；脂双层对水具有有限的通透性；水通道存在于某些细胞的细胞膜上，使细胞膜对水的通透性大大提高。水通道是Peter Agre发现的，并获得了2003诺贝尔化学奖。Peter Agre在描述自己的发现时，用了个词叫做sheer blind luck，就是纯粹的运气。真的是则、这样吗？本知识点就给大家讲述水通道发现中的偶然和必然。
脑苷脂
胆固醇
磷脂
糖脂
答案：磷脂
[单选题]目前被广泛接受的生物膜分子结构模型是
片层结构模型
流动镶嵌模型
单位膜模型
三明治模型
答案：液态镶嵌模型
每消耗一个ATP，转出2个钠离子，转进3个钾离子
通过磷酸化发生构象改变
调节细胞渗透压
参与形成膜静息电位
答案：每消耗一个ATP，转出2个钠离子，转进3个钾离子
质膜上的受体
调节素
网格蛋白
胞内体
答案：网格蛋白
乙酰CoA还原酶
乙酰CoA合成酶
HMG-CoA还原酶
HMG-CoA合成酶
答案：HMG-CoA还原酶
具有选择性
水容量高
需要能量
存在抑制剂
答案：需要能量
