细胞膜作为细胞整个最基本的生命系统边界,是非常重要的结构,有着特殊的使命。细胞膜的脂质双层是一个天然屏障,各种离子和水溶性分子都很难穿越细胞膜脂质双层的疏水区,从而使胞质中溶质的成分和浓度与细胞外液显著不同。
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,根据是否消耗能量可分为主动运输和被动运输。另外,又根据是否需要膜上载体蛋白的协助分成自由扩散和协助扩散。
物质进出细胞方式:
主动运输:高浓度图片低浓度,需载体蛋白和能量,如矿质元素的吸收。
自由扩散:高浓度→低浓度,不需载体蛋白和能量,如氧气、二氧化碳、水、甘油、酒精等进出细胞。
协助扩散:需要载体蛋白,不需要能量,如葡萄糖进入红细胞。
3、识别:如受精作用(同种生物的精子和卵细胞相互识别并完全融合);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:淋巴细胞的识别。
细胞膜的作用
(1)细胞的界膜,这是细胞膜最重要的功能。无论是真核细胞还是原核细胞,都必定有一个由一定膜结构形成的界膜,不然的话就不会有细胞存在。细胞膜的出现使生命起源到了细胞的形式,也保证了细胞生命活动的正常进行。细胞膜的出现使各种生物大分子集中到一个相对稳定的微环境中,这样有利于细胞的物质和能量代谢,也有利于细胞的生长发育。
(2)物质的跨膜运输膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统,但细胞不是一个封闭的系统,医学教育网搜集|整理细胞的生存、生长和发育依赖于细胞内外的物质交流。膜对于物质的运输具有选择性,只有在需要时,物质才会被运转。物质既可以从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,也可以从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧。前者属被动运输,不需要细胞提供代谢能量;后者属主动运输,需要细胞提供代谢能量。对于大分子的运输,细胞采用的是内吞与外排的方式,通过将物质包裹在囊泡中进行转运。
(3)信号转导膜上的某些蛋白属于信号受体蛋白,这些蛋白与胞外信号分子相结合被激活,然后将信号转入胞内,再通过胞内信号转导分子沿信号通路传递,最终产生特定的生物学效应。例如,某些信号分子激活细胞膜上的受体后,可促进细胞增殖。
(4)胞间连接与通讯多细胞生物体内,细胞通过细胞膜进行细胞间的多种相互作用。动物细胞间有多种连接方式,概括起来为:紧密连接、锚定连接和间隙连接,植物细胞间主要是通过细胞壁连接在一起。有些细胞连接方式主要是为细胞间的通讯提供结构基础,如动物细胞的间隙连接,在相邻细胞间形成孔道结构;植物细胞间的胞间连丝,也成为细胞间物质转运和信息交流的通道。
(5)胞间的识别,识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己或异己分子的认识和鉴别。通过细胞表面受体与胞外信号分子的选择性相互作用,导致一系列的生理生化反应,从而实现信号传递。细胞识别是细胞发育和分化过程中一个十分重要的环节,细胞通过识别和黏着形成不同类型的组织。
细胞膜由哪三部分构成
(一)脂质双分子层
膜的脂质主要由磷脂和胆固醇组成,其中磷脂占总量的70%以上。磷脂中含量最多的是磷脂酰胆碱。
影响膜流动性的因素主要有:①胆固醇的含量增高引起的膜流动性降低。②脂肪酸烃链较短,不饱和度较高,则会增加膜的流动性。③镶嵌蛋白质越多,膜的流动性越低。
(二)细胞膜的蛋白
根据膜蛋白的功能,可分为酶蛋白、转运蛋白、受体蛋白等。根据它们在膜上存在的形式,可分为表面蛋白和整合蛋白。与物质跨膜转运功能有关的功能蛋白,如载体、通道、离子泵和转运体等,都属于整合蛋白。
(三)细胞膜的糖类
主要是一些寡糖和多糖链以共价键的形式与膜蛋白或膜脂质结合,生成糖蛋白或糖脂。
1.按组成元素分:构成细胞膜的成分有磷脂,糖蛋白,糖脂和蛋白质。
2.按组成结构分:磷脂双分子层是构成细胞膜的的基本支架。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,含有少量糖类。其中部分脂质和糖类结合形成糖脂,部分蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。
3.化学组成:细胞膜主要由脂质(主要为磷脂)、蛋白质和糖类等物质组成;其中以蛋白质和脂质为主。在电镜下可分为三层,即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带,中间夹有一条厚2.5nm的透明带,总厚度约7.0~7.5nm左右这种结构不仅见于各种细胞膜,细胞内的各种细胞器膜如:线粒体、内质网等也具有相似的结构。
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