2022考研农学解析:动物细胞膜系统
1、生物膜是指构成细胞的所有膜的合称。按其所处位置可分为两种:一种处于细胞质外边的一层膜叫质膜,也可叫原生质膜另一种是处于细胞质中构成各类细胞器的膜,叫内膜。质膜可由内膜转化而至(如子细胞的质膜由高尔碳化物水泡融合而成)。
(1)生物膜的物理组成
在真核细胞中,膜结构占整个细胞干重的70%~80%。生物膜由蛋白质、脂类、糖和无机离子等组成。蛋白质约占60%~65%,糖类占25%~40%,糖占5%。经冰冻破裂处理后细胞膜流动性,细胞膜常常从脂单层中央断掉。
a、膜蛋白:物膜中的蛋白质约占细胞蛋白总数的20%~30%,它们或是单纯的蛋白质,或是与糖、脂结合产生的结合蛋白。
外在蛋白为水溶性球形蛋白质,过静电作用及离子键等非共价键与膜脂相连,分布在膜的表面内在蛋白占膜蛋白总数的70%~80%,又叫嵌入蛋白或整合蛋白,其主要特点是水不胺类,分布在脂类双分子层中跨膜蛋白,有的全部埋入疏水区,有的与外在蛋白结合以多酶复合体方式与膜脂结合:膜脂蛋白蛋白部份不直接嵌入膜,而依赖所含的脂肪酸插入脂类双分子层?
b、膜脂:在动物细胞中,构成生物膜的脂质主要是复合盐类,包括磷脂、糖脂、硫脂等。
磷脂是含乙酸基的复合脂。在动物细胞膜中重要的磷脂属甘油磷脂,它们是磷脂酰胆碱(卵磷脂)和磷脂酰乙酸胺(脑磷脂)。磷脂分子结构既有疏水侧链,又有亲水侧链。
c、膜糖:生物膜中的脂类主要分布于质膜的外单分子层。这种糖是不超过15个醇类残基所联接成的具分支的低聚糖链(多糖链),它们大多数与膜蛋白共价结合,少部份与膜脂结合,分别产生糖蛋白和糖脂。
2、生物膜的结构:
(a)流动镶嵌模型:由辛格尔(S、J、)和尼柯尔森(G、)在1972年提出,觉得液态的脂类双分子层中镶嵌着可联通的蛋白质。细胞膜由流动的脂单层和嵌在其中的蛋白质组成。磷脂分子以疏水性尾部相对,极性背部朝向水相组成生物膜骨架,蛋白质或嵌在脂单层表面,或嵌在其内部,或横越整个脂单层,表现出分布的不对称性。模型指出膜的不对称性和流动性。
膜的不对称性:主要是由糖类和蛋白质分布的不对称引起的。蛋白质在膜中有的半埋于内分子层,有的半埋于外分子层,虽然贯串全膜的蛋白质也是不对称的。另外细胞膜流动性,多肽链的分布也是不对称的,它们大多分布于外分子层。
膜的流动性:其二是糖类分子是液晶态可动的,脂质分子随气温改变时常处于液晶态和液态的动态平衡之中,两相中脂质分子排列不同,流动性大小也不同。其一是分布于膜脂双分子层的蛋白质也是流动的,它们可以在脂分子层中侧向扩散,但不能翻转扩散。这说明了少量膜脂与膜蛋白有相对专情的作用,这些作用是膜蛋白行使功能所必须的。
(b)蓝筹股镶嵌模型:蓝筹股镶嵌模型由贾因和怀特在1977年提出。觉得,整个生物膜可以看成是由不同组织结构、不同大小、不同性质、不同流动性的可联通的“板块”所组成,高度流动性的和流动性较小的区域可以同时存在,随着生理状态和环境条件的改变,这种“板块”之间可以彼此转化。
3、生物膜的功能:a、分室作用b、代谢反应的场所c、物质交换d、识别功能。