細胞膜作為細胞整個最基本的生命系統邊界,是非常重要的結構,有著特殊的使命,它由哪些物質組成何種結構來完成相關使命呢?那就讓我們一起了解一下組成細胞膜的成分以及它的結構和功能吧!
一、細胞膜的成分
脂類:約佔50%,以磷脂為主,它既有親水的極性頭部(磷酸和含氨苯的化合物相連接),又有疏水的非極性尾部(2個脂肪酸鏈)。
蛋白質:約佔40%,按其在膜中與磷脂相互作用方式及排列部位不同,可分為外在蛋白和內在蛋白兩大類。
糖類:約佔10%,大多和蛋白質分子結合成為糖蛋白,具有識別、分泌、排洩、免疫等功能,也可和脂類分子結合形成糖脂。
二、細胞膜的結構
1、磷脂雙分子層構成膜的基本骨架。
2、蛋白質以三種形式存在於細胞膜:貫穿(穿透整個磷脂雙分子層)、嵌插(嵌插在磷脂雙分子層中)、鑲嵌(鑲在膜的表面)。
三、細胞膜的結構特點:具有一定的流動性
1、原因:構成磷脂分子「尾部」的兩個脂肪酸,有一個是飽和的,另一個是帶有一個雙鍵的不飽和脂肪酸。這個雙鍵的存在,使磷脂雙分子層中的多脂肪酸難以組合到一起,膜結構中的蛋白質和脂類分子在膜中可作多種形式的移動,因而保證了雙分子層的流動性,即構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子是流動的。
2、驗證實驗:利用不同顏色的螢光物質分別標記人和小鼠細胞膜的蛋白質分子,在不同溫度下追蹤觀察標記的蛋白質分子在融合細胞膜上的分布情況。
3、生物學實例:變形蟲運動;內吞、外排作用;人體內白細胞吞噬細菌;受精作用等。
四、細胞膜的功能特點:選擇透過性
1、原因:細胞要選擇吸收的離子和小分子可以通過,其他的離子、小分子和大分子物質不能通過,而水分子可自由通過。細胞膜上的載體蛋白與所運轉物質(離子)特異結合。
2、驗證實驗:將等量的兩組花瓣(甲、乙),甲浸泡在清水中,乙浸泡在稀鹽酸中,若在清水中的花瓣顏色不變,清水無色,而浸泡在稀鹽酸中的花瓣褪色,溶液變色,從而得出結論。
3、生物學實例:主動運輸;質壁分離和復原實驗等。
五、細胞膜的功能
1、保護細胞內部:為細胞創造一個相對穩定的內部環境。
2、控制物質交換:物質進出細胞必須通過細胞膜,細胞膜對物質的通透具有高度的選擇性,根據是否消耗能量可分為主動運輸和被動運輸。另外,又根據是否需要膜上載體蛋白的協助分成自由擴散和協助擴散。
物質進出細胞方式:
主動運輸:高濃度低濃度,需載體蛋白和能量,如礦質元素的吸收。
自由擴散:高濃度→低濃度,不需載體蛋白和能量,如氧氣、二氧化碳、水、甘油、酒精等進出細胞。
協助擴散:需要載體蛋白,不需要能量,如葡萄糖進入紅細胞。
3、識別:如受精作用(同種生物的精子和卵細胞相互識別並完全融合);神經遞質與受體的特異性結合等。
4、分泌:蛋白質類激素、胞外酶的分泌作用。
5、排洩:細胞的外排作用。
6、免疫:淋巴細胞的識別。
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