NO.1為何說細(xì)胞膜是系統(tǒng)的邊界
①細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開,保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。
②對(duì)于原始生命來說,膜的出現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用,它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開,形成了原始的細(xì)胞,并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。
③雖然動(dòng)物細(xì)胞膜外邊有一層細(xì)胞壁,并且因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的,對(duì)物質(zhì)進(jìn)出沒有影響,所以動(dòng)物細(xì)胞的邊界一直是細(xì)胞膜。
NO.2細(xì)胞膜的成份
①成分:脂類(約占50%):其中磷脂最豐富,再者還有少量尿酸
蛋白質(zhì)(約占40%):與細(xì)胞膜的功能密切相關(guān)
脂類(在占2%~10%)
②細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度主要與細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)有關(guān),功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類越和數(shù)目越多。
③細(xì)胞膜外表面上的脂類分子和蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生糖蛋白,或則和脂類結(jié)合產(chǎn)生糖脂,這種脂類分子叫作糖被。糖被與細(xì)胞表面辨識(shí)、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切聯(lián)系。
[注意]就細(xì)胞膜而言,有糖被的兩側(cè)通常為細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)。
NO.3理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特點(diǎn)
①細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動(dòng)性
結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):磷脂分子和絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的,而不是靜止的。
生理意義:對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞辨識(shí)、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞融合等功能都是十分重要的。
影響誘因:主要受濕度影響,在適合水溫范圍內(nèi),隨氣溫下降,膜的流動(dòng)性提高,但氣溫過低會(huì)造成膜被破壞。[注意]弱酸堿液也容易破壞細(xì)胞膜,使其喪失活性。
實(shí)例:變形蟲的偽足、膜與膜之間的融合、細(xì)胞的胞吞與胞吐等
②細(xì)胞膜的功能特點(diǎn):具有選擇透過性
結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):細(xì)胞膜上具有蛋白質(zhì)。
生理意義:控制物質(zhì)進(jìn)出
實(shí)例:動(dòng)物根對(duì)礦物質(zhì)元素的選擇性吸收、腎小管的重吸收作用、小腸對(duì)營(yíng)業(yè)物質(zhì)的吸收等。
應(yīng)用:細(xì)胞選擇性吸收一些小分子與離子、海水淡化、人工透析液等。
③流動(dòng)性與選擇透過性的關(guān)系
流動(dòng)性是選擇透過性的基礎(chǔ),只有膜膜具有流動(dòng)性,能夠表現(xiàn)出選擇透過性,這也彰顯了結(jié)構(gòu)決定功能。
■細(xì)胞膜可以控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞
①細(xì)胞膜可以有選擇性的控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,這些選擇性彰顯在兩個(gè)方面:
1.細(xì)胞須要的營(yíng)業(yè)物質(zhì),如藍(lán)莓糖、氨基酸、無機(jī)鹽離子等可以步入細(xì)胞:而細(xì)胞不須要的或是有害的物質(zhì),如真菌的外霉素等不易步入細(xì)胞。
2.抗原、激素等細(xì)胞形成的分泌物可以排出細(xì)胞,細(xì)胞形成的廢物如尿素和膽固醇等會(huì)排到細(xì)胞之外。
②細(xì)胞膜控制物質(zhì)步入細(xì)胞的能力是相對(duì)的,對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)不是不能步入,而是不易步入細(xì)胞。個(gè)別病毒、病菌也能侵入細(xì)胞,使生物體得病。
[注意]只有活細(xì)胞的細(xì)胞膜能夠控制物質(zhì)出入細(xì)胞,死細(xì)胞的細(xì)胞膜常常具有全透性。
■進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流
①通過細(xì)胞分泌的物理物質(zhì)來完成間接交流。這些交流形式須要細(xì)胞膜上的受體,受體的物理本質(zhì)為糖蛋白或糖脂。諸如:內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素通過血液運(yùn)輸?shù)诌_(dá)靶細(xì)胞,與靶細(xì)胞膜上的受體結(jié)合;神經(jīng)細(xì)胞分泌的神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體相結(jié)合,使下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞激動(dòng)或抑質(zhì)。
②通過相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸來完成信息交流。這些交流形式須要一個(gè)細(xì)胞的訊號(hào)分子順著細(xì)胞通達(dá)步入另一個(gè)細(xì)胞,所以它不須要細(xì)胞膜上的受體。諸如:高等動(dòng)物之間通過胞間連絲互相聯(lián)接,進(jìn)行信息交流。
■關(guān)注細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和成份的探求歷程細(xì)胞膜成份:①根據(jù)脂胺類物質(zhì)更容易穿過細(xì)胞膜步入細(xì)胞,推斷細(xì)胞膜是有脂類組成的。
借助喂奶植物成熟紅細(xì)胞制備出純凈的細(xì)胞膜,經(jīng)物理剖析獲知,組成細(xì)胞膜的脂類有磷脂和血脂細(xì)胞膜受體,其中磷脂濃度最多。
②將紅細(xì)胞膜中的脂類提取下來,在空氣—水界面上描畫成單分子層,面積是細(xì)胞表面積的2倍,由此推論:細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。
③細(xì)胞的表面張力顯著高于油—水界面的表面張力,猜想細(xì)胞膜除含脂類分子外,可能還附有蛋白質(zhì)。
細(xì)胞膜的靜態(tài)模型
④羅伯特森在電鏡下觀察到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),提出細(xì)胞膜模型假說:所有的細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
該學(xué)說的局限性:1.不能解釋細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的變型運(yùn)動(dòng)、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、細(xì)胞融合等現(xiàn)象。
2.蛋白質(zhì)分子不是平鋪在磷脂分子上的。借助冷藏刻蝕電鏡技術(shù)觀察細(xì)胞膜破裂面,發(fā)覺蛋白質(zhì)分子鑲嵌在細(xì)胞膜上。
細(xì)胞膜的動(dòng)態(tài)模型
⑤科學(xué)家用發(fā)紅色和藍(lán)色螢光的顏料分別標(biāo)記大鼠和人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子,將幼鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合,通過螢光標(biāo)記的均勻分布,證明細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。
⑥1972年,辛格和尼科爾森提出了為大多數(shù)人所接受的流動(dòng)鑲嵌模型。
□流動(dòng)鑲嵌模型
來自一化兒
生物膜的主要成份是脂類和蛋白質(zhì),還有少量脂類。
①脂質(zhì):磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架
[注意]細(xì)胞膜中的脂類除了有磷脂,植物細(xì)胞膜中還富含尿酸。
磷脂分子的腹部親水,尾部疏水,所以在空氣—水界面上產(chǎn)生單分子層,頸部朝下,浸入于水底,尾部朝上。假如膜內(nèi)外都是水環(huán)境,磷脂分子產(chǎn)生疏水端相對(duì),親水端朝向水環(huán)境的雙分子層。
按照相像相溶原理,脂類等脂胺類物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。
②蛋白質(zhì):膜的功能主要由蛋白質(zhì)承當(dāng),功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,其蛋白質(zhì)濃度越高,種類越多。
細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)有的全部或部份嵌入磷脂雙分子層中,有的鑲在整個(gè)磷脂雙分子層的表面,有的則貫串于整個(gè)磷脂雙分子層,這彰顯了膜結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性,即膜蛋白和脂類的不對(duì)稱分布。
③糖類和細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合產(chǎn)生糖蛋白或糖脂細(xì)胞膜受體,她們都分布在細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè),所以一般情況下可以把糖被的位置作為判定細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的根據(jù)。
細(xì)胞膜不是靜止被動(dòng)的,而是具有流動(dòng)性的,主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由聯(lián)通,膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。