细胞膜作为细胞整个最基本的生命系统边界,是十分重要的结构,有着特殊的使命,它由什么物质组成何种结构来完成相关使命呢?那就让我们一起了解一下组成细胞膜的成份以及它的结构和功能吧!
一、细胞膜的成份
糖类:约占50%,以磷脂为主,它既有亲水的极性颈部(乙酸和含氨苯的化合物相联接),又有疏水的非极性尾部(2个脂肪酸链)。
蛋白质:约占40%,按其在膜中与磷脂互相作用形式及排列部位不同,可分为外在蛋白和内在蛋白两大类。
脂类:约占10%,大多和蛋白质分子结合成为糖蛋白细胞膜结构,具有辨识、分泌、排泄、免疫等功能,也可和糖类分子结合产生糖脂。
二、细胞膜的结构
1、磷脂双分子层构成膜的基本骨架。
2、蛋白质以三种方式存在于细胞膜:贯串(穿透整个磷脂双分子层)、嵌插(嵌插在磷脂双分子层中)、镶嵌(镶在膜的表面)。
三、细胞膜的结构特征:具有一定的流动性
1、原因:构成磷脂分子“尾部”的两个脂肪酸,有一个是饱和的,另一个是带有一个苯环的不饱和脂肪酸。这个官能团的存在,使磷脂双分子层中的多脂肪酸无法组合到一起,膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可作多种方式的联通,因此保证了双分子层的流动性,即构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是流动的。
2、验证实验:借助不同颜色的萤光物质分别标记人和大鼠细胞膜的蛋白质分子,在不同水温下追踪观察标记的蛋白质分子在融合细胞膜上的分布情况。
3、生物学实例:变形虫运动;内吞、外排作用;人体内白细胞吞噬病菌;受孕作用等。
四、细胞膜的功能特性:选择透过性
1、原因:细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过细胞膜结构,其他的离子、小分子和大分子物质不能通过,而水份子可自由通过。细胞膜上的载体蛋白与所运转物质(离子)特异结合。
2、验证实验:将等量的两组花瓣(甲、乙),甲曝晒在清水中,乙曝晒在稀硫酸中,若在清水中的花瓣颜色不变,清水无色,而曝晒在稀硫酸中的花瓣退色,氨水变色,因而得出推论。
3、生物学实例:主动运输;质壁分离和复原实验等。
五、细胞膜的功能
1、保护细胞内部:为细胞创造一个相对稳定的内部环境。
2、控制物质交换:物质进出细胞必须通过细胞膜,细胞膜对物质的通透具有高度的选择性,依据是否消耗能量可分为主动运输和被动运输。另外,又按照是否须要膜上载体蛋白的协助分成自由扩散和协助扩散。
物质进出细胞形式:
主动运输:高含量
低含量,需载体蛋白和能量,如矿质元素的吸收。
自由扩散:高含量→低含量,不需载体蛋白和能量,如氢气、二氧化碳、水、甘油、酒精等进出细胞。
协助扩散:须要载体蛋白,不须要能量,如蓝莓糖步入红细胞。
3、识别:如受孕作用(同种生物的卵子和卵细胞互相辨识并完全融合);神经递质与受体的特异性结合等。
4、分泌:蛋白质类激素、胞外酶的分泌作用。
5、排泄:细胞的外排作用。
6、免疫:淋巴细胞的辨识。
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