NO.1为何说细胞膜是系统的边界
①细胞膜将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定。
②对于原始生命来说,膜的出现起着至关重要的作用,它将生命物质与外界环境分隔开,形成了原始的细胞,并成为相对独立的系统。
③虽然动物细胞膜外边有一层细胞壁,并且因为细胞壁是全透性的,对物质进出没有影响,所以动物细胞的边界一直是细胞膜。
NO.2细胞膜的成份
①成分:脂类(约占50%):其中磷脂最丰富,再者还有少量尿酸
蛋白质(约占40%):与细胞膜的功能密切相关
脂类(在占2%~10%)
②细胞膜功能的复杂程度主要与细胞膜上的蛋白质有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类越和数目越多。
③细胞膜外表面上的脂类分子和蛋白质结合产生糖蛋白,或则和脂类结合产生糖脂,这种脂类分子叫作糖被。糖被与细胞表面辨识、细胞间的信息传递等功能有密切联系。
[注意]就细胞膜而言,有糖被的两侧通常为细胞膜的内侧。
NO.3理解细胞膜的结构特点与功能特点
①细胞膜的结构特点:具有一定的流动性
结构基础:磷脂分子和绝大多数的蛋白质分子是可以运动的,而不是静止的。
生理意义:对于细胞完成物质运输、细胞辨识、生长、分裂、运动、细胞融合等功能都是十分重要的。
影响诱因:主要受湿度影响,在适合水温范围内,随气温下降,膜的流动性提高,但气温过低会造成膜被破坏。[注意]弱酸碱液也容易破坏细胞膜,使其丧失活性。
实例:变形虫的伪足、膜与膜之间的融合、细胞的胞吞与胞吐等
②细胞膜的功能特点:具有选择透过性
结构基础:细胞膜上具有蛋白质。
生理意义:控制物质进出
实例:动物根对矿物质元素的选择性吸收、肾小管的重吸收作用、小肠对营业物质的吸收等。
应用:细胞选择性吸收一些小分子与离子、海水淡化、人工透析液等。
③流动性与选择透过性的关系
流动性是选择透过性的基础,只有膜膜具有流动性,能够表现出选择透过性,这也彰显了结构决定功能。
■细胞膜可以控制物质进出细胞
①细胞膜可以有选择性的控制物质进出细胞,这些选择性彰显在两个方面:
1.细胞须要的营业物质,如蓝莓糖、氨基酸、无机盐离子等可以步入细胞:而细胞不须要的或是有害的物质,如真菌的外霉素等不易步入细胞。
2.抗原、激素等细胞形成的分泌物可以排出细胞,细胞形成的废物如尿素和胆固醇等会排到细胞之外。
②细胞膜控制物质步入细胞的能力是相对的,对细胞有害的物质不是不能步入,而是不易步入细胞。个别病毒、病菌也能侵入细胞,使生物体得病。
[注意]只有活细胞的细胞膜能够控制物质出入细胞,死细胞的细胞膜常常具有全透性。
■进行细胞间的信息交流
①通过细胞分泌的物理物质来完成间接交流。这些交流形式须要细胞膜上的受体,受体的物理本质为糖蛋白或糖脂。诸如:内分泌细胞分泌激素通过血液运输抵达靶细胞,与靶细胞膜上的受体结合;神经细胞分泌的神经递质与突触后膜上的受体相结合,使下一个神经细胞激动或抑质。
②通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触来完成信息交流。这些交流形式须要一个细胞的讯号分子顺着细胞通达步入另一个细胞,所以它不须要细胞膜上的受体。诸如:高等动物之间通过胞间连丝互相联接,进行信息交流。
■关注细胞膜结构和成份的探求历程细胞膜成份:①根据脂胺类物质更容易穿过细胞膜步入细胞,推断细胞膜是有脂类组成的。
借助喂奶植物成熟红细胞制备出纯净的细胞膜,经物理剖析获知,组成细胞膜的脂类有磷脂和血脂细胞膜受体,其中磷脂浓度最多。
②将红细胞膜中的脂类提取下来,在空气—水界面上描画成单分子层,面积是细胞表面积的2倍,由此推论:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
③细胞的表面张力显著高于油—水界面的表面张力,猜想细胞膜除含脂类分子外,可能还附有蛋白质。
细胞膜的静态模型
④罗伯特森在电镜下观察到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,提出细胞膜模型假说:所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
该学说的局限性:1.不能解释细胞的生长、变形虫的变型运动、白细胞吞噬细菌、细胞融合等现象。
2.蛋白质分子不是平铺在磷脂分子上的。借助冷藏刻蚀电镜技术观察细胞膜破裂面,发觉蛋白质分子镶嵌在细胞膜上。
细胞膜的动态模型
⑤科学家用发红色和蓝色萤光的颜料分别标记大鼠和人细胞表面的蛋白质分子,将幼鼠细胞和人细胞融合,通过萤光标记的均匀分布,证明细胞膜的蛋白质分子是可以运动的。
⑥1972年,辛格和尼科尔森提出了为大多数人所接受的流动镶嵌模型。
□流动镶嵌模型
来自一化儿
生物膜的主要成份是脂类和蛋白质,还有少量脂类。
①脂质:磷脂双分子层构成膜的基本支架
[注意]细胞膜中的脂类除了有磷脂,植物细胞膜中还富含尿酸。
磷脂分子的腹部亲水,尾部疏水,所以在空气—水界面上产生单分子层,颈部朝下,浸入于水底,尾部朝上。假如膜内外都是水环境,磷脂分子产生疏水端相对,亲水端朝向水环境的双分子层。
按照相像相溶原理,脂类等脂胺类物质更容易通过细胞膜。
②蛋白质:膜的功能主要由蛋白质承当,功能越复杂的细胞膜,其蛋白质浓度越高,种类越多。
细胞膜中的蛋白质有的全部或部份嵌入磷脂双分子层中,有的镶在整个磷脂双分子层的表面,有的则贯串于整个磷脂双分子层,这彰显了膜结构的不对称性,即膜蛋白和脂类的不对称分布。
③糖类和细胞膜上的蛋白质或脂类结合产生糖蛋白或糖脂细胞膜受体,她们都分布在细胞膜的内侧,所以一般情况下可以把糖被的位置作为判定细胞膜内侧的根据。
细胞膜不是静止被动的,而是具有流动性的,主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由联通,膜中的蛋白质大多也能运动。