A. 常用的去垢剂有哪些如何进行选择
常用的去垢剂有: 离子型去垢剂 非离子型去垢剂 两类.
如要膜蛋白保持原来的结构应采用：非离子型去垢剂.
B. 细胞生物学实验去垢剂对细胞膜的影响 思考题
1 膜是非极性的。所以越小越不带电越好过
2 动物细胞膜很脆弱，渗透压过大过小都会把膜搞破，去垢剂可以很快的把膜拆碎
3 微量的就可以把膜搞碎了，我们常用0.1%SDS，可以很好的溶解细胞。
4 四膜虫有细胞壁，所以不容易被涨破。
C. 请问非离子型去垢剂增溶膜蛋白的机制是什么
非离子型去垢剂Triton-X100
膜蛋白是膜功能的主要体现者。据估计核基因组编码的蛋白质中30%左右的为膜蛋白。根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可分为整合蛋白（integral protein）、外周蛋白（peripheral protein）和脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）。
整合蛋白可能全为跨膜蛋白（tansmembrane proteins），为两性分子，疏水部分位于脂双层内部，亲水部分位于脂双层外部。由于存在疏水结构域，整合蛋白与膜的结合非常紧密，只有用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤下来，如离子型去垢剂SDS，非离子型去垢剂Triton-X100。
整合蛋白的跨膜结构域可以是1至多个疏水的α螺旋，形成亲水通道的整合蛋白跨膜区域有两种组成形式，一是由多个两性α螺旋组成亲水通道；而是由两性β折叠组成亲水通道(图4-11)。
外周蛋白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亲水部分结合，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，有时很难区分整合蛋白和外周蛋白，主要是因为一个蛋白质可以由多个亚基构成，有的亚基为跨膜蛋白，有的则结合在膜的外部。
D. 细胞生物学
细胞的基本共性：1，相似的化学组成，各细胞的基本构成元素都是C, H, O, N, P,S,等几种，这些元素所形成的氨基酸，核苷酸，脂质和糖类是构成细胞的基本构件。
2，脂-蛋白体系的生物膜
3，相同的遗传装置
4，一分为二的分裂方式
整个生物界最基本的类群包括3个域：原核生物界，古核生物界，真核生物界。
与真核细胞相比，原核细胞的基因组很小，仅为10^6~10^7 bp，大部分原核细胞的主要遗传物质仅为一个环装DNA。
最小最简单的细胞--支原体，支原体能寄生于细胞内繁殖，因此是细胞培养中常见又难以去除的污染源。
革兰氏阳性和阴性菌细胞壁如下图
青霉素的抑菌作用主要通过抑制肽聚糖的合成，从而抑制细胞壁的形成阳性菌因此对青霉素敏感，反之，阴性菌因肽聚糖含量极少，对青霉素不敏感。
细菌细胞质膜：选择性交换物质，细胞质膜内侧含有电子传递与氧化磷酸化的酶系，可以进行有氧呼吸，细胞质膜内侧含有一些酶，与核糖体共同执行合成向外分泌蛋白质的功能。细胞质膜还含有细胞色谱酶与合成细胞壁成分的酶。因此，细胞质膜可以完成内质网，高尔基体和线粒体所承担的大部分工作。此外，细菌细胞膜外侧有受体蛋白，参与细菌对周围环境的应答反应。
中膜体又称间体或质膜体，由细胞膜内陷形成的囊泡状，管状，包层状膜结构，每个细胞内有一个或数个中膜体，其功能尚不明确。
人们延用了真核细胞的染色体概念，也把细菌的核区DNA称为染色体，实际上它没有真正的染色体结构。
细菌细胞核外DNA，细菌细胞中，除核区DNA外，还存在可自主复制的质粒。
细菌细胞的核糖体：核糖体充满于细胞中，少部分附着在细胞膜内侧，合成运输到胞外的蛋白。
细菌细胞内生孢子：很多革兰氏阳性菌处于不利环境或耗尽营养时，容易形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有抵抗力的休眠体。
细菌细胞的增殖及其调控：DnaA蛋白是复制起点(OriC)的结合蛋白，大约10个DnaA蛋白携带ATP结合于OriC, ATP 水解促使此处富含AT碱基对的区域解链，开启DNA复制。
古细菌又称古核生物，常发现于极端特殊环境。
一，生物膜系统
二，遗传信息传递与表达调控
核小体盘绕与折叠成紧密程度不同的常染色质与异染色质，细胞分裂阶段又进一步包装成染色体。核仁主要是转录rRNA与核糖体亚单位装配的场所。
三，细胞骨架系统
细胞骨架系统是由一系列特异的结构蛋白装配而成的网架系统，对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用。细胞骨架可分为胞质骨架与核骨架。胞质骨架主要由微丝，微管与中等纤维等构成。
核骨架包括核纤层( nuclear lamina)与核基质( nuclear matrix)。核纤层的成分是核纤层蛋白，核基质的成分比较复杂。它们与基因表达，染色质构建与排布有关。
细胞的大小及其影响因素：
细胞的尺寸取决于核糖体的活性，因为蛋白质的量由核糖体来决定。
从果蝇到哺乳动物的各种生物，都有一套几乎完全相同的信号网络来调控细胞的大小。哺乳动物中这一网络的中心叫mTOR ( mammalian target of rapamycin)的蛋白激酶，因其能被雷帕霉素( rapamycin)抑制而得名，果蝇等生物中也存在同源蛋白质TOR。在小鼠或果蝇中，该蛋白质的失活会导致细胞体积变小。
细胞外部氨基酸，葡萄糖等营养物质，以及胰岛素等生长因子—活化—mTOR(或TOR)
活化的mTOR有两个功能：活化核糖体蛋白S6( rpS6)的激酶( S6K)，导致rpS6磷酸化，从而可能加强核糖体的翻译效率，因而使细胞增大。活化的mTOR将翻译抑制因子 4E-BP 磷酸化，解除其对翻译起始因子4E的抑制。增强蛋白质的翻译，促使蛋白质积累。
细胞大小的决定是复杂的，还受到其他多种因素的影响。如DNA含量越大，核糖体越多，因而翻译的蛋白质越多，细胞就越大。
原核细胞与真核细胞的比较：
植物细胞与动物细胞的比较：
植物细胞特有结构：细胞壁，液泡，叶绿体。
非细胞生物——病毒：
病毒很小
遗传载体多样性
彻底的寄生性
病毒以复制和装配的方式进行增殖
病毒在细胞内繁殖：
病毒识别和入侵细胞，病毒表面蛋白质与细胞表面特异受体相互作用，病毒与细胞发生特异性的吸附。动物病毒进入细胞的方式有两种：一是细胞以主动胞饮的方式使病毒进入，二是某些有囊膜的病毒，通过其囊膜与细胞质膜融合呃呃呃方式进入细胞，如HIV，或通过胞饮进入细胞，然后与胞饮囊泡的膜融合进入细胞质中。噬菌体侵染细菌时仅将其核酸注入细胞。植物病毒难以穿越坚韧的细胞壁，常常借住于昆虫进食过程侵染植物细胞。
细胞生物学研究方法
研究特异DNA，RNA片段或蛋白质所常用的Southern杂交，Northern杂交和蛋白免疫印迹等。
光学显微镜：
普通复式光学显微镜，相差显微镜和微分干涉显微镜，荧光显微镜，激光扫描共焦显微镜
电子显微镜：
电镜制样技术：超薄切片技术，负染色技术，冷冻蚀刻技术，电镜三维重构与低温电镜技术。
扫描隧道显微镜
细胞及其组分的分析方法：
超离心技术分离细胞组分：密度剃度离心是将要分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的，高溶解性的惰性物质(如蔗糖)形成的密度梯度溶液表面，通过重力或离心力的作用使样品中不同组分以不同的沉降率沉降。各组分的沉降率与它们的大小形状有关，通常以沉降系数表示。
速度沉降主要用于分离密度相近而大小不一的细胞组分。
等密度沉降用于分离不同密度的细胞组分。
细胞成分的细胞化学显示方法： 为了测定蛋白质，核酸，多糖和脂质等细胞组分通常利用一些显色剂与所检测物质中一些特殊集团特异性结合的特征。
福尔根反应可以特异显示呈紫红色的DNA的分布。其原理是：酸水解可以去除RNA，仅保留DNA，并去除DNA上嘌呤脱氧核糖核苷键的嘌呤。使脱氧核糖的醛基暴露。所暴露的自由醛基与希夫试剂反应呈紫红色。
PAS反应则利用过碘酸氧化作用生成醛基，醛基与碱性品红反应产生紫红色化合物，用于确定多糖的存在。
四氧化锇与不饱和脂肪酸反应呈黑色，用以证明脂滴的存在。苏丹Ⅲ(深红色)染色则通过扩散进入脂滴中，使脂滴着色。
蛋白质检测方法：米伦反应，氮汞试剂与组织中的蛋白质侧链上的酪氨酸残基反应，形成红色沉淀。重氮反应中，氢氧化重氮与酪氨酸，色氨酸和组氨酸起反应形成有色复合物。蛋白质中的-SH基可用形成硫醇盐共价键的试剂进行检测。
由于大多数固定剂对酶都有失活或钝化作用，所以，在进行细胞中某种酶的定性研究时，样品制备常采用冰冻切片，或以冷丙酮，甲醛进行短时间固定，以尽量保持酶的活性。
特异蛋白抗原的定位与定性：
免疫荧光与免疫电镜是最常见的研究细胞内蛋白质分子定位的重要技术。对蛋白质组分进行体外分析定性通常采用免疫印迹，放射免疫沉淀和蛋白质芯片，质谱分析等技术。
1，免疫荧光技术就是将免疫学方法(抗原-抗体特异结合)与荧光标记技术相结合用于研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。包括直接和间接免疫荧光技术两种。
2，免疫电镜技术：
免疫电镜技术可分为免疫铁蛋白技术，免疫酶标技术与免疫胶体金技术，其主要区别是与抗体结合的标志物不同。
细胞内特异核酸的定位与定性：
细胞内特异核酸( DNA或RNA)的定性与定位的研究，通常采用原位杂交技术。用标记的核酸探针通过分子杂交确定特异核苷酸序列在染色体上或在细胞中位置的方法称为原位杂交。
定量细胞化学分析与细胞分选技术：
流式细胞术可定量地测定某一细胞中的DNA，RNA或某一特异的标记蛋白的含量，以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞的数量，它还可将某一特异染色的细胞从数以万计的细胞群体中分离出来，以及将DNA含量不同的中期染色体分离出来，甚至可用于细胞的分选。
细胞培养与细胞工程：
动物细胞培养，原代培养细胞一般传至10代左右就传不下去了，细胞生长出现停滞，大部分细胞衰老死亡。极少数细胞度过危机，又可传代40~50代次，传至50代以后又出现危机。
植物细胞培养：单倍体细胞培养，用花药在人工培养基上进行培养。可以从小孢子(雄性生殖细胞)直接发育成胚状体，然后长成单倍体植株。或者通过愈伤组织诱导分化。
原生质体培养，一般用植物的体细胞，先用纤维素酶处理去掉细胞壁，去壁的细胞称为原生质体。原生质体可以在无菌培养基中生长分裂。
细胞融合与单克隆抗体技术：
两个或多个细胞融合为一个双核或者多核细胞的现象称为细胞融合。介导动物细胞融合常用的促融剂有灭活的病毒或化学物质(如聚乙二醇，PEG);植物细胞融合时，要先用纤维素去掉细胞壁，然后才便于原生质体融合。20世纪80年代又挡发明了电融合技术(electronfusion method)。将悬浮细胞在低压交流电场中聚集成串珠状细胞群，或对相互接触的单层培养细胞，再施加高压电脉冲处理使其融合。
基因型相同的细胞融合称为同核体，基因型不同的融合后称为异核体。
B淋巴细胞杂交瘤技术用于制备单克隆抗体(monoclonal antibody)
制备过程：将小鼠骨髓瘤细胞与经绵阳红细胞免疫过的小鼠脾细胞( B淋巴细胞)在聚乙二醇或灭活的病毒介导下发生融合。由于骨髓瘤细胞缺乏TK或HGPRT,在含氨基蝶呤的培养液内不能成活。只有融合细胞才能在HAT(次黄嘌呤，氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷)的培养液内通过旁路合成核酸而得以生存。通过HAT选择培养和细胞克隆，可以获得大量分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞株。
为了探明核质相互作用的机制，科学家们创建了细胞拆合技术。所谓细胞拆合技术就是把细胞核与细胞质分离开来，然后把不同来源的胞质体(cytoplast)和核体( karyoplast)相互组合，形成核质杂交细胞。
细胞拆合可以分为物理法和化学法两种类型。物理法就是用机械方法或短波光把细胞核去掉或使之失活，然后用微吸管吸取其他细胞的核，注入去核的细胞质中，组成新的杂交细胞。这种核移植必须用显微操纵仪进行操作。化学法是用细胞松弛B (cytochalasin B)处理细胞，细胞出现排核现象，再结合离心技术，将细胞拆分为核体和胞质体两部分。显微操作技术是在显微镜下，用显微操作装置对细胞进行解剖和向核内注入基因。
荧光漂白恢复技术(fluorescence photobleaching recovery, FPR)技术是使用亲脂性或亲水性的荧光分子，如荧光素，绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质藕联，用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率。FPR技术的原理是：利用高能激光束照射细胞的某一特定区域，使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭，这一区域称光漂白( photobleaching)区。随后，由于细胞中脂质分子或蛋白质分子的运动，周围非漂白区的荧光强度逐渐恢复到原有水平。这一过程称为荧光恢复。荧光恢复的速度在很大程度上反映荧光标记蛋白或脂质在细胞中运动速率。
单分子技术与细胞生命活动的研究：
与生命科学相关的单分子技术是在细胞内实时观测单一生物分子运动规律的技术。
酵母双杂交技术：
酵母双杂交技术( yeast two-hybrid system)是一种利用单细胞真核生物酵母在体内分析蛋白质-蛋白质相互作用的系统。细胞基因转录起始需要转录激活因子的参与，转录激活因子一般由两个或两个以上相互独立的结构域构成，即DNA结合域( DNA binding domain, DB)和转录激活域( activation domain, AD)。前者可以识别DNA上特异转录调控序列并与之结合；后者可与其他成分作用形成转录复合体，从而启动它所调节基因的转录。如果要证明蛋白A是否与蛋白B在细胞内相互作用，则可分别制备DB与蛋白A的融合蛋白(又称"诱饵"，t)，以及AD与蛋白B的融合蛋白(又称猎物，prey)。如果蛋白A与蛋白B在细胞内相互结合，则可形成与转录激活因子类似的具有DB和AD结构域的复合物，从而启动报告基因的表达。反之，则报告基因不表达。
荧光共振能量转移技术:
荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)技术是用来检测活细胞内两种蛋白质分子是否直接相互作用的重要手段。其基本原理是：在一定波长的激发光照射下，只有携带发光集团A的供体分子可被激发出波长为A的荧光，而同一激发光不能激发携带发光集团B的受体分子发出波长为B的荧光。然而，当供体所发出的荧光光谱A与受体上的发光集团的吸收光谱相互重叠，并且两个发光集团之间距离小到一定程度时，就会发生不同程度的能量转移，即受体分子的发光集团吸收了供体所发出的荧光，结果受体分子放出了波长为B的荧光，这种现象称为FRET现象。如下图：
如果两个蛋白质分子的距离在10nm之内，就可能发生FRET现象，由此认为这两个蛋白质存在着直接的相互作用。
放射自显影技术：
利用放射性同位素的电离射线对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性，定位与半定量研究的一种细胞化学技术。对细胞或生物体内生物大分子进行动态研究和追踪(pulse-chase)是这一技术独具的特征。放射自显影技术包括两个主要步骤：即同位素标记的生物大分子前体的掺入和细胞内同位素所在位置的显示。
生物信息学( bioinformatics)
细胞生物学常用模式生物：大肠杆菌，酵母，线虫，果蝇，斑马鱼，小鼠，拟南芥
突变体制备：DNA和RNA两个水平制备，从RNA水平主要是RNA干扰技术。RNAi技术是指利用一段特异的双链RNA或单链反义RNA通过注射，转染或转基因的方法导入到细胞或模式生物体中，这样的RNA可以启动一套信号通路来最终降解与这段RNA对应的，通常是包含这段序列的mRNA，使该mRNA无法翻译成相关的蛋白质。
基因敲除(knock out)是在DNA水平制备突变体的一种方法。通常DNA水平突变体的制备方法有三种(以果蝇为例)：化学诱变法(给果蝇喂食化学诱变剂，造成随机的点突变或者DNA片段丢失)，P因子介导的突变(利用转座子的转座特性及转座子的移动过程中可以带走部分基因组DNA序列的特性)和基于同源重组的定点突变。
蛋白质组学技术：
1，双向凝胶电泳
双相凝胶电泳的第一相是等电聚焦( IEF)电泳，采用pH梯度，根据蛋白质等电点不同进行分离。第二相是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳( SDS-PAGE)，根据蛋白质相对分子质量大小进行分离。
2，色谱技术
3，质谱
4，蛋白质芯片
5，生物信息学
细胞质膜(plasma membrane)曾称细胞膜( cell membrane)。真核细胞，细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜
流动镶嵌模型主要强调：1，膜的流动性 2，膜蛋白分布的不对称性，有的分布于膜表面 ，有的嵌入或横跨脂双分子层。
近些年提出的脂筏模型 ( lipid raft model)是对膜流动性的新的理解。该模型认为甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇，鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的"脂筏"一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。脂筏最初可能是在高尔基体上形成，最终转移到细胞质膜上。有些脂筏可以在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。据推测，一个直径100nm的脂筏可载有600个蛋白质分子
目前对生物膜结构的认识可归纳如下：
1，具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质，磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝水相形成脂双分子层，每层磷脂分子称为一层小叶( leaflet)。
2，蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面，蛋白质的类型，蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜各自的特性与功能。
3，生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间，膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其他生物大分子的复杂的相互作用，在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性。同时也形成了赖以完成多种膜功能的脂筏，纤毛和微绒毛等结构。
4，在细胞生长和分裂等整个生命活动中，生物膜在三维空间上可出现弯曲，折叠，延伸等改变，处于不断地动态变化中。从而保证了诸如细胞运动，细胞增殖等代谢活动的进行。
膜脂：主要包括甘油磷脂(glycerophosphatide),鞘脂(sphingolipid)和固醇( sterol)三种基本类型。生物膜上还有少量的糖脂( glycolipid),鉴于绝大多数的糖脂都属于鞘氨醇的衍生物，因此，目前人们多将糖脂归于鞘脂质。
1，甘油磷脂
甘油磷脂构成了脂膜的基本成分，占整个脂膜的50%以上。甘油磷脂为3-磷酸甘油的衍生物，包括磷脂酰胆碱(卵磷脂，phosphatidylserine , PS),磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine, PE)和磷脂酰肌醇( phosphatidylinositol, PI)等，主要在内质网上合成。组成生物膜的甘油磷脂分子主要特征是：1，具有一个与磷酸基团相结合的极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链)，但存在于线粒体内膜和某些细菌脂膜上的心磷脂除外，它具有4个非极性的尾部。2，脂肪酸碳链为偶数，多数碳链由16或18个碳原子组成。3，除饱和脂肪酸外，常常还含有1~2个双键的不饱和脂肪酸。
2，鞘脂
3，固醇
胆固醇及其类似物统称为固醇，它是一类含有4个闭环的碳氢化合物，其亲水的头部为一个羟基，是一种分子刚性很强的两性化合物。
膜蛋白：
根据膜蛋白分离的难易程度及其与脂分子的结合方式，膜蛋白可分为3种基本类型：外在膜蛋白(extrinsic membrane protein)或称外周膜蛋白(peripheral membrane protein)，内在膜蛋白或称整合膜蛋白(intergral membrane protein)，脂锚定膜蛋白( lipid anchored protein)。
外在膜蛋白为水溶性蛋白质，靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合，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，但膜结构并不被破坏。磷脂酶就是其中一例。它也是蛇毒的活性成分。
脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子(脂肪酸或糖脂)插入膜的脂双分子中，而锚定在细胞质膜上，其水溶性的蛋白质部分位于脂双层外。
内在膜蛋白与膜结合比较紧密，只有用去垢剂处理使膜崩解后才可分离出来。内在膜蛋白占整个膜蛋白的70%~80%，据估计人类基因中，1/4~1/3基因编码的蛋白质为内在膜蛋白。
内在膜蛋白与膜脂结合的方式：
目前所了解的内在膜蛋白均为跨膜蛋白，跨膜蛋白在结构上可分为：胞质外结构域，跨膜结构域和胞质内结构域等3个组成部分。它与膜结合的主要方式有：
1，膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心相互作用，这是内在膜蛋白与膜脂结合的最主要和最基本的结合方式。
2，跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基，如精氨酸，赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头部形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca2+，Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头部相互作用。
3，某些膜蛋白通过自身在胞质一侧的半胱氨酸残基共价结合到脂肪酸分子上，后者插入脂双层中进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力。
去垢剂( detergent)是一端亲水，一段疏水的两性小分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。去垢剂可以插入膜脂，与膜脂或膜蛋白的跨膜结构域等疏水部位结合，形成可溶性的颗粒。去垢剂分为离子型去垢剂和非离子型去垢剂两种类型。常用的离子型去垢剂如十二烷基硫酸钠( SDS)具有带电荷的基团，其分子式如下：
SDS可使细胞膜崩解，与膜蛋白疏水部分结合并使其与膜分离，高浓度的SDS还可以破坏蛋白质中的离子键和氢键等非共价键，甚至改变蛋白质亲水部分的构象。这一特性常用于蛋白质成分分析的SDS凝胶电泳。由于SDS对蛋白质的作用较为剧烈，可引起蛋白质变性，因此在纯化膜蛋白时，特别是为获得有生物活性膜蛋白时，常常采用不带电荷的非离子去垢剂。
常用的非离子去垢剂Triton X-100分子式如下：
非离子去垢剂也可使细胞膜崩解，但对蛋白质的作用比较温和，它不仅用于膜蛋白的分离纯化，也用于除去细胞的膜系统，以便对细胞骨架蛋白和其他蛋白质进行研究。
膜脂的流动性主要指脂分子的侧向运动，它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定的，一般来说，脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂的流动性越大(猜想植物油和动物油，手动滑稽)
膜蛋白的流动性
膜脂和膜蛋白运动速率的检测
荧光漂白恢复技术( FPR)是研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。
膜脂和膜蛋白在生物膜上呈不对称分布，糖蛋白和糖脂的糖基部分均位于细胞质膜的外侧。
为了便于研究个了解细胞质膜以及其他生物膜的不对称性，人们将细胞质的各个膜面命名如下：与细胞外环境接触的膜面称质膜的细胞外表面(extrocytoplasmic surface, ES)，这一层脂分子和膜蛋白称细胞膜的外小叶( out leaf),与细胞质基质接触的膜面称质膜的原生质表面(protoplasmic surface, PS)。
膜蛋白的不对称性
细胞质膜相关的膜骨架
细胞质膜特别是膜蛋白常常与膜下结构(主要是细胞骨架系统)相互联系，协同作用，并形成细胞表面的某些特化结构以完成特定的功能。这些特化结构包括膜骨架( membrane associated cytoskeleton)，鞭毛和纤毛，微绒毛及细胞的变形足等，分别与细胞形态的维持，细胞运动，细胞的物质交换和信息传递等功能有关。
膜骨架：膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
红细胞质膜蛋白及膜骨架
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影的蛋白质成分显示：红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白或称血膜肽(spectrin),锚蛋白( ankyrin),带3蛋白，带4.1蛋白，带4.2蛋白和肌动蛋白( actin)，此外还有一些血型糖蛋白(glycoprotein)。
膜骨架蛋白主要成分包括血影蛋白，肌动蛋白，锚蛋白和带4.1蛋白等。
细胞质膜的基本功能
1，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境
2，选择性的物质运输
3，提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息跨膜传导
4，为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行
5，介导细胞与细胞，细胞与胞外基质之间的连接
6，质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
7，膜蛋白的异常与某些遗传病，恶性肿瘤，自身免疫病甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。
E. 细胞生物学复习资料
复习资料很多，下面的只是一部分
第一章 绪论
细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞结构、功能及生活史。
细胞生物学由细胞学Cytology发展而来，Cytology是指对细胞形态（特别是染色体形态）的观察。
在我国的基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
第一章 绪论
本章内容提要:
第一节 细胞生物学研究的内容与现状
一、 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科
二、细胞生物学的主要研究内容
三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域
第二节 细胞学与细胞生物学发展简史
附录 细胞生物学参考书:
第一节 细胞生物学研究的内容与现状
一、 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科
生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学 是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细 胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
二、细胞生物学的主要研究内容
1、细胞核、染色体以及基因表达的研究
2、生物膜与细胞器的研究
3、细胞骨架体系的研究
4、细胞增殖及其调控
5、细胞分化及其调控
6、细胞的衰老与凋亡
7、细胞的起源与进化
8、细胞工程
三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域
1、细胞生物学研究的总趋势
细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势；
当前细胞生物学研究中的三大基本问题:
（1）、细胞内基因组是如何在时间和空间上有序表达的？
（2）、基因表达产物----主要是结构蛋白、核酸、脂质、多糖及其复合物，他们如何逐级装备成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？
（3）、基因表达产物----主要是大量活性因子与信号分子，他们是如何调节细胞最重要的生命活动过程的？
2 、当前细胞基本生命活动研究中的重要领域:
（1）、染色体DNA与蛋白质相互作用关系-----主要是非组蛋白对基因组的作用；
（2）、细胞增值、分化、凋亡的相互关系及其调控；
（3）、细胞信号转导的研究；
（4）、细胞结构体系的装配。
3、细胞重大生命活动的相互关系
第二节 细胞学与细胞生物学发展简史
一、生物科学发展的三个阶段:
1.形态描述生物学时期，19世纪以前；
2.实验生物学时期，20世纪前半世纪；
3.分子生物学时期，20世纪50-60年代至今。
二、细胞生物学发展简史
1. 细胞的发现
2. 细胞学说的建立其意义
细胞学说内容:1） 认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成；
2） 每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；3） 新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。
3. 细胞学的经典时期
1）原生质理论的提出2）细胞分裂的研究3）重要细胞器的发现
4. 实验细胞学与细胞学的分支及其发展
1）细胞遗传学的发展
2）细胞生理学的研究
3）细胞化学
5. 细胞生物学学科的形成与发展
三、细胞学说
Jean-Baptiste de Lamark （1744~1829)，获得性遗传理论的创始人，法国退伍陆军中尉，50岁成为巴黎动物学教授，1809年他认为只有具有细胞的机体，才有生命。Charles Brisseau Milbel（1776~1854)，法国植物学家，1802年认为植物的每一部分都有细胞存在， Henri Dutrochet （1776~1847），法国生理学家，1824年进一步描述了细胞的原理，
Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”(Beitr?ge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。
Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden的细胞形成学说，并于1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”
Schwann提出:有机体是由细胞构成的；细胞是构成有机体的基本单位。
1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于细胞”（omnis cellula e cellula）的着名论断；进一步完善了细胞学说。
把细胞作为生命的一般单位，以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概念立即受到了普遍的接受。
恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一
第二章 细胞基本知识概要
本章内容提要:
第一节 细胞的基本概念
第二节 非细胞形态的生命体-------病毒及其与细胞的关系
第三节 原核细胞与古核细胞
第四节 真核细胞基本知识概要
第一节 细胞的基本概念
一、细胞是生命活动的基本单位
1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；
2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位
3、细胞是有机体生长与发育的基础
4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性
5、没有细胞就没有完整的生命
二、细胞的基本共性
1.所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。
2.所有的细胞都含有两种核酸:即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。
3.作为蛋白质合成的机器—核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。
4.所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
第二节 非细胞形态的生命体 —病毒及其与细胞的关系
一、病毒与细胞在起源与进化中的关系
病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点:
1.生物大分子→病毒→细胞 病毒
2.生物大分子 细胞
3.生物大分子→细胞→病毒
现在来说，第二种观点和第三种观点比较容易接受，而且第三种观点越来越有说服力。
认为病毒是细胞演化的产物的观点主要依据如下:
彻底的寄生性；
病毒核酸与哺乳动物细胞DNA某些片断的相似性；
病毒可以看成是核酸与蛋白质形成的复合大分子。
第三节 原核细胞与古核细胞
一、Basic characteristics of Prokaryotic cell
1. 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA或RNA构成；
2. 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。
二、原核细胞的主要代表
1、支原体
为什么说支原体是一个细胞
（1）能在培养基上生长，具有典型的细胞膜；
（2）具有环状的双螺旋DNA作为遗传信息量的载体；
（3）mRNA与核糖体结合形成多聚核糖体，指导蛋白质的合成；
（4）以一分为二的方式分裂繁殖。
支原体是最小、最简单的细胞。
2、细菌
1）、细菌的三种形态:球状、杆状和螺旋状
2)、细菌细胞的核区与基因组:细菌的核区实际主要由一个环状的DNA分子组成；现在也可以把细菌的环状DNA理解为细菌基因组。
3）、细菌细胞的表面结构:
A. 细胞膜:主要功能是选择性的交换物质----吸收营养物质，排出代谢废物，并且有分泌与运输蛋白的作用。
B. 细胞壁: 所有细菌的细胞壁的共同成分是肽聚糖，由乙酰氨基葡萄糖、乙酰胞壁酸与四五个氨基酸短肽聚合而成的多层网状大分子结构。
C. 细胞壁特化结构:a. 中膜体-----细胞膜内陷而形成的；b. 荚膜-----是一层松散的粘液物质，有一定程度的保护作用；c. 鞭毛-----细菌的运动器官，与真核生物的鞭毛不同，它是由一种称为鞭毛蛋白的弹性蛋白所构成。
4）、细菌细胞的核糖体——部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中，与蛋白质的合成密切相关。
5）、细菌细胞核外DNA------质粒，是裸露环状DNA，在遗传工程研究中很重要。
6）、细菌细胞的内生孢子，即芽孢，是细菌对不良环境或营养耗尽时的反应。
3. 蓝藻细胞:是最简单的自养植物类型之一。
基本特征:1）中心质------相当于细菌的核区，是遗传物质DNA所在部位。
2）光合片层-----位于细胞质部分，是同心环状的膜片层结构，上边附着有藻胆蛋白体（包括藻蓝蛋白，一藻蓝蛋白和藻红蛋白），能够把光能传递给叶绿素a，进行原始光和作用。
3）细胞质内含物
4）细胞表面结构
5）细胞分裂
四、原核细胞与真核细胞的比较
1、原核细胞与真核细胞最根本的区别 :
（1）、细胞膜系统的分化和演变。 细胞内部结构和职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。
（2）、遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。 遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的另一重要标志。
（3）、真核细胞内，遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性和区域性，而在原核细胞内则是转录与翻译可以同时发生
五、原核细胞与真核细胞基本特征的比较（p36)
六、原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较(p37)
七、古细菌
古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程
主要证据
（1）细胞壁的成分与真核细胞一样，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素， 抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对真细菌类有强的抑制生长作用，而对古细菌与真核细胞却无作用。
（2）DNA与基因结构:古细菌DNA中有重复序列的存在。此外，多数古核细胞的基因组中存在内含子。
（3）有类核小体结构:古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构。
（4）有类似真核细胞的核糖体:多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（70～84）与真细菌（55）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。
（5）5S rRNA:根据对5S rRNA的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。
第四节 真核细胞基本知识概要
一、真核细胞的基本结构体系
1.生物膜系统:以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；
2.遗传信息表达结构系统:以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统
3.细胞骨架系统:由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。
二、细胞的大小及其分析
各类细胞直径的比较
三、植物细胞与动物细胞的比较
植物细胞特有的结构: 1. 细胞壁 2. 液泡 3. 叶绿体
第三章 细胞生物学研究方法
本章内容提要：
第一节 细胞形态结构的观察方法
第二节 细胞组分的分析方法
第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术
第一节 细胞形态结构的观察方法
一、光学显微镜技术
（一）普通光学显微镜
? 1. 构成：
? ①照明系统
? ②光学放大系统
? ③机械装置
? 2. 原理：经物镜形成倒立实像，经目镜进一步放大成像。
? 3. 分辨率：指分辨物体最小间隔的能力。
（二）荧光显微镜 Fluorescence microscope
特点：光源为紫外线，波长较短，分辨力高于普通显微镜；
有两个特殊的滤光片；
照明方式通常为落射式。
用于观察能激发出荧光的结构。用途：免疫荧光观察、基因定位、疾病诊断。
（三）激光共聚焦扫描显微境
Laser confocal scanning microscope, LCSM
用激光作光源，逐点、逐行、逐面快速扫描。
能显示细胞样品的立体结构。
分辨力是普通光学显微镜的3倍。
用途类似荧光显微镜，但能扫描不同层次，形成立体图像。
（四）相差显微镜
? 把透过标本的可见光的光程差变成振幅差，从而提高了各种结构间的对比度，使各种结构变得清晰可见。在构造上，相差显微镜有不同于普通光学显微镜两个特殊之处。
? 环形光阑（annular diaphragm）：位于光源与聚光器之间。
? 相位板（annular phaseplate）：物镜中加了涂有氟化镁的相位板，可将直射光或衍射光的相位推迟1/4λ。
原理
用途：观察未经染色的玻片标本
（五）微分干涉差显微镜 Differential interference contrast microscope （DIC）
? 1952年，Nomarski发明，利用两组平面偏振光的干涉，加强影像的明暗效果，能显示结构的三维立体投影。标本可略厚一点，折射率差别更大，故影像的立体感更强。
二、电子显微镜
1、电子显微镜的基本知识
电镜与光镜的比较
显微镜 分辨本领 光源 透镜 真空 成像原理
LM 200nm 可见光（400-700） 玻璃透镜 不要求真空 利用样品对光的吸收形成明暗反差和颜色变化
100nm 紫外光（约200nm) 玻璃透镜 不要求真空
TEM 0.1nm 电子束（0.01-0.9） 电磁透镜 要求真空 利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差
2、 原理
? 以电子束作光源，电磁场作透镜。电子束的波长短，并且波长与加速电压(通常50~120KV)的平方根成反比。
? 由电子照明系统、电磁透镜成像系统、真空系统、记录系统、电源系统等5部分构成。
? 分辨力0.2nm，放大倍数可达百万倍。
? 用于观察超微结构（ultrastructure），即小于0.2μm、光学显微镜下无法看清的结构，又称亚显微结构（submicroscopic structures）。
3、主要电镜制样技术
? 1）超薄切片
? 电子束穿透力很弱，用于电镜观察的标本须制成厚度仅50nm的超薄切片，用超薄切片机（ultramicrotome）制作。
? 通常以锇酸和戊二醛固定样品，丙酮逐级脱水，环氧树脂包埋，以热膨胀或螺旋推进的方式切片，重金属（铀、铅）盐染色。
? 2）负染技术
用重金属盐(如磷钨酸)对铺展在载网上的样品染色；吸去染料，干燥后，样品凹陷处铺了一层重金属盐，而凸的出地方没有染料沉积，从而出现负染效果，分辨力可达1.5nm左右。
3）冰冻蚀刻 freeze-etching
? 亦称冰冻断裂。标本置于干冰或液氮中冰冻。然后断开，升温后，冰升华，暴露出了断面结构。向断裂面上喷涂一层蒸汽碳和铂。然后将组织溶掉，把碳和铂的膜剥下来，此膜即为复膜（replica）。
三、扫描隧道显微镜
scanning tunneling microscope，STM
? 原理：根据隧道效应而设计，当原子尺度的针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，此处电子云重叠，外加一电压（2mV~2V），针尖与样品之间形成隧道电流。电流强度与针尖和样品间的距离有函数关系，将扫描过程中电流的变化转换为图像，即可显示出原子水平的凹凸形态。
? 分辨率：横向为0.1~0.2nm，纵向可达0.001nm。
? 用途：三态（固态、液态和气态）物质均可进行观察。
第二节 细胞组分的分析方法
一、离心分离技术
用途：于分离细胞器与生物大分子及其复合物
转速为10~25kr/min的离心机称为高速离心机。
转速>25kr/min，离心力>89Kg者称为超速离心机。
目前超速离心机的最高转速可达100000r/min，离心力超过500Kg。
（一）差速离心 Differential centrifugation
? 特点：
– 介质密度均一；
– 速度由低向高，逐级离心。
? 用途：分离大小相差悬殊的细胞和细胞器。
? 沉降顺序：核——线粒体——溶酶体与过氧化物酶体——内质网与高基体——核蛋白体。
? 可将细胞器初步分离，常需进一步通过密度梯离心再行分离纯化。
（二）密度梯度离心
? 用介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过离心力场的作用使细胞分层、分离。
? 类型：速度沉降（velocity sedimentation）、等密度沉降（isopycnic sedimentation）。
? 常用介质：氯化铯、蔗糖、多聚蔗糖。
? 分离活细胞的介质要求：
– 1）能产生密度梯度，且密度高时，粘度不高；
– 2）PH中性或易调为中性；
– 3）浓度大时渗透压不大；
– 4）对细胞无毒。
二、 细胞内核酸、蛋白质、酶、糖与脂类等的显示方法
?原理：利用一些显色剂与所检测物质中一些 特殊基团特异性结合的特征，通过显 色剂在细胞中的定位及颜色的深浅来判断某种物质在细胞中的分布和含量。
Feulgen Staining
三、特异蛋白抗原的定位与定性
1、免疫荧光技术： 快速、灵敏、有特异性，但其分辨率有限
2、蛋白电泳(SDS-PAGE)与免疫印迹反应(Western-Blot)
3、免疫电镜技术：
?免疫铁蛋白技术
?免疫酶标技术
应用：通过对分泌蛋白的定位，可以确定某种蛋白的分泌动态；胞内酶的研究；膜蛋白的定位与骨架蛋白的定位等
四、细胞内特异核酸的定位与定性
?光镜水平的原位杂交技术（同位素标记或荧光素标记的探针）
?电镜水平的原位杂交技术（生物素标记的探针与抗生物素抗体相连的胶体金标记结合）
?PCR技术
五、放射自显影技术
1、原理及应用：
?利用同位素的放射自显影，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究；
?实现对细胞内生物大分子进行动态和追踪研究。
2、步骤：
?前体物掺入细胞（标记：持续标记和脉冲标记）
———放射自显影
六、定量细胞化学分析技术
1、显微分光光度术（Microspectrophotometry）
?利用细胞内某些物质对特异光谱的吸收，测定这些物质（如核酸与蛋白质等）在细胞内的含量。
包括： 紫外光显微分光光度测定法
可见光显微分光光度测定法
? 流式细胞仪（Flow Cytometry）
?主要应用：
用于定量测定细胞中的DNA、RNA或某一特异蛋白的含量；
测定细胞群体中不同时相细胞的数量；
从细胞群体中分离某些特异染色的细胞；
分离DNA含量不同的中期染色体。
第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术
一、细胞的培养
1、动物细胞培养
（1） 类型：A 原代培养细胞（primary culture cell)---从机体取出后立即 培养的细胞。1-10代以内的细胞培养称为原代培养细胞。
B 继代培养细胞（sub-culture cell）---适宜在体外培养条件下持续传代培养的细胞称为传代培养细胞
(2) 细胞株（cell strain） 正常二倍体，接触抑制.10~50代
(3) 细胞系（cell line） 亚二倍体或非整倍体，接触抑制丧失，容易传代培养。50代以后。
2、植物细胞
（1）、 原生质体培养 （体细胞培养）
（2）、单倍体细胞培养（花药培养）
3、非细胞体系（cell-free system）：
只来源于细胞，而不具有完整的细胞结构，但包含了进行正常生物学反应所需的物质组成体系。
二、细胞工程
1、细胞工程：
在细胞水平上有计划的保存、改变和创造细胞遗传物质，以产生新的物种和品系，或大规模培养组织细胞以获得生物产品。
其所使用的技术主要是：细胞培养、细胞分化的定向诱导、细胞融合与显微注射。
2、细胞融合（cell fusion）与细胞杂交（cell hybridization）技术
? 用人工方法把同种或不同种的两个或两个以上的细胞，通过介导物作用，融合成一个细胞的技术。亦称细胞杂交（cell hybridization）
? 同核融合细胞
? 异核融合细胞
3、单克隆抗体（monoclone antibody）技术
单克隆抗体技术
? 正常淋巴细胞（如小鼠脾细胞）具有分泌抗体的能力，但不能长期培养，瘤细胞（如骨髓瘤）可以在体外长期培养，但不分泌抗体。于是英国人Kohler和Milstein 1975将两种细胞杂交而创立了单克隆抗体技术，获1984年诺贝尔奖。
第四章 细胞质膜与细胞表面
第一节 细胞质膜与细胞表面特化结构
第二节 细胞连接
第三节 细胞外被与细胞外基质
第一节 细胞质膜与细胞表面特化结构
? 细胞膜(cell membrane)又称质膜（plasma membrane），是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。细胞膜只是真核细胞生物膜的一部分，真核细胞的生物膜（biomembrane）包括细胞的内膜系统（细胞器膜和核膜）和细胞膜（cell membrane）。
一、细胞膜的结构模型
1、结构模型
1） 三明治质膜结构模型: E.Gorter和F．Grendel（1925）, 提出 “protein-lipid-protein”三夹板或三明治质膜结构模型，这一模型影响20年之久。
2） 单位膜模型(unit membrane model)：J.D.Robertson（1959年），提出单位膜模型，大胆的推断所有的生物膜都是由蛋白质-脂类-蛋白质单位膜构成，在电镜下观察，细胞膜显示出 暗---亮----暗三条带，两侧的暗带的厚度约2nm, 推测是蛋白质，中间的亮带厚度约3.5nm，推测是脂双层分子。整个膜的厚度约是7.5nm。
3） 流动镶嵌模型(fluid mosaic model)： S.J.Singer和G.Nicolson（1972），提出生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model)，这种模型认为细胞膜是由脂质双分子层组成，蛋白质以不同的方式，镶嵌，覆盖或横跨双分子层。流动镶嵌模型强调了，a 膜的流动性，b 膜蛋白分布的不对称性。
4） 脂筏模型（lipid rafts model）： K.Simons et al(1997)，提出了脂筏模型（lipid rafts model）Functional rafts in Cell membranes. Nature 387:569-572。
2、生物膜结构
目前对生物膜结构的认识可以归纳如下:
1）磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,尚未发现膜结构中起组织作用的蛋白；
2）蛋白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面, 膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者；
3）生物膜可以看成是蛋白质在双层脂分子的二维溶液。
二、生物膜的组成成分
（一）、膜脂成分：膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。
? 1、磷脂：1）膜脂的基本成分（50％以上）
? 2）分为二类: a 甘油磷脂（磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇）
? b 鞘磷脂
? 3) 主要特征：①具有一个极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链) （心磷脂除外）；
? ②脂肪酸碳链为偶数,多数碳链由16,18或20个组成；
? ③既具有饱和脂肪酸(如软脂酸)又有不饱和脂肪酸(如油酸)；
? 2、糖脂：糖脂普遍存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖脂含量较高；
? 3、胆固醇： 1）胆固醇存在于真核细胞膜上（30%以下），细菌质膜不含有胆固醇，但某些细菌的膜脂中含有甘油脂等中性脂类。
? 2）胆固醇的作用：
? ① 调节膜的流动性；
? ② 增加膜的稳定性；
? ③ 降低水溶性物质的通透性。
（二）、膜脂的运动方式
? 1、侧向运动： 沿膜平面的侧向运动（基本运动方式）
? 2、自旋运动： 脂分子围绕轴心的自旋运动；
? 3、 摆 动： 脂分子尾部的摆动；
? 4、 翻转运动：双层脂分子之间的翻转运动，发生频率还不到脂分子侧向交换频率的
? 10－10。但在内质网膜上,新合成的磷脂分子翻转运动发生频率很高。�
? 1、定义：脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。
三、膜蛋白
（二）、膜内在蛋白与膜脂结合的方式
1、膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。
2、跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基与磷脂分子带
负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca2+、Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。
3、某些膜蛋白在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合脂肪酸分子,插入脂双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。
（三）、去垢剂
1、定义：去垢剂是一端亲水、另一端疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
四、膜的流动性(sk)
（一）、膜脂的流动性
膜脂的流动性主要由
1 脂分子本身的性质决定的,脂肪酸链越短, 不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。
2 温度对膜脂的运动有明显的影响。
3 在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。
4 在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。
（二）、 膜蛋白的流动�
荧光抗体免疫标记实验�成斑现象(patching)或成帽现象(capping) �
（三）、膜的流动性受多种因素影响；细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂的流动。膜蛋白与膜脂分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素
荧光抗体免疫标记实验
（二）、膜脂与糖脂的不对称性�
? 膜脂的不对称性：指同一种膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布；
? 糖脂的不对称性：糖脂分子仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础
F. 大学医学细胞生物学知识点
大学医学细胞生物学知识点
1、分辨率：区分开两个质点间的最小距离。
2、细胞培养：把机体内的组织取出后经过分散(机械方法或酶消化)为单个细胞，在人工培养的条件下，使其生存、生长、繁殖、传代，观察其生长、繁殖、接触抑制、衰老等生命现象的过程。
3、细胞系：在体外培养的条件下，有的细胞发生了遗传突变，而且带有癌细胞特点，失去接触抑制，有可能无限制地传下去的传代细胞。
4、细胞株：在体外一般可以顺利地传40—50代，并且仍能保持原来二倍体数量及接触抑制行为的传代细胞。
5、原代细胞培养：直接从有机体取出组织，通过组织块长出单层细胞，或者用酶消化或机械方法将组织分散成单个细胞，在体外进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。
6、传代细胞培养：原代培养形成的单层培养细胞汇合以后，需要进行分离培养(即将细胞从一个培养器皿中以一定的比率移植至另一些培养器皿中的培养)，否则细胞会因生存空间不足或由于细胞密度过大引起营养枯竭，将影响细胞的生长，这一分离培养称为传代细胞培养。
7、细胞融合：两个或多个细胞融合成一个双核细胞或多核细胞的现象。一般通过灭活的病毒或化学物质介导，也可通过电刺激融合。
8、单克隆抗体：通过克隆单个分泌抗体的B淋巴细胞，获得的只针对某一抗原决定簇的抗体，具有专一性强、能大规模生产的特点。
9、生物膜：把细胞所有膜相结构称为生物膜。
10、脂质体：是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的而制备的人工膜。
11、双型性分子(兼性分子)：像磷脂分子既含亲水性的头部、又含疏水性的尾部，这样的分子叫双性分子。
12、内在蛋白：分布于磷脂双分子层之间，以疏水氨基酸与磷脂分子的疏水尾部结合，结合力较强。只有用去垢剂处理，使膜崩解后，才能将它们分离出来。
13、外周蛋白：为水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，易分离。
14、细胞外被：又称糖萼，细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际上是细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链，是膜正常的结构组分，对膜蛋白起保护作用，在细胞识别中起重要作用。
15、细胞连接：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。
16、紧密连接：紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。