一、细胞膜
细胞膜又称质膜,是包裹于细胞表面,细胞内也有丰富的膜性结构称细胞内膜系统,常把质膜与细胞内膜统称为生物膜,又称为单位膜。
(一) 细胞膜结构
1.超微结构:细胞膜高倍电镜下细胞膜呈现为平行的三层结构,即电子致密的内、外两层与电子透明的中间夹层。
1_1细胞膜
2.化学组成:主要是蛋白质和脂类,此外,还含有糖类、水、无机盐和金属离子。
(1)膜脂:脂类均为兼性分子,分子的头部为亲水极,另一端是疏水极的尾部。在水溶液中它们能自动形成双分子层结构,使疏水的尾部埋藏在里面,即膜的中央,亲水的头部露在外面,朝向膜的内外表面。蛋白质通过非共价键与脂类结合,构成膜的主体;糖类通过共价键与膜的某些脂类或蛋白质组成糖脂或糖蛋白膜脂以磷脂为主,还含有胆固醇和糖脂。于是类脂双层在电镜下表现为三层结构。
(2)膜蛋白:膜蛋白是膜执行各种功能的物质基础。分为内在蛋白和外在蛋白。内在蛋白为球形蛋白质,以不同深度镶嵌于双层类脂中,可构成膜受体、载体、酶和抗原等,所以又称为跨膜蛋白。外在蛋白仅有亲水性氨基酸基团,附着在细胞膜内、外表面。
膜蛋白可在细胞膜中侧向移动,执行其多样化的功能。
(3)膜糖:糖类只分布于细胞质膜的外表面,以寡糖链的形式分别与膜脂和膜蛋白结合,形成糖或糖脂蛋白。多数细胞的糖衣薄而不易分辨。绝大部分膜蛋白为糖蛋白。
膜糖的功能:寡糖链参与构成其表面功能基团。糖脂增强质膜外层的坚固性,并参与调节细胞生长、细胞分化过程中的细胞识别和免疫调节等重要功能。
3.生物膜液态镶嵌模型:在膜内,类脂分子一方面以自身长轴为中心作垂直于膜平面的旋转,另一方面在单层内作侧向移动,从而膜脂呈现整体的流动性,这种流动性受其分子中脂肪酸链非饱和程度的影响,也受其中胆固醇的调节。
(二)细胞膜的主要功能
1.物质跨膜运输 细胞膜是细胞与细胞外环境间的半透膜屏障,对于物质进出细胞有选择性调节作用。
(1)被动运输:指物质顺浓度梯度转运过程而言,此过程不消耗能量。
(2)主动运输:质膜上的载体蛋白将离子、营养物和代谢物等,逆电化学梯度从低浓度侧向高浓度侧的耗能运输。所耗能量由具有atp酶活性的膜蛋白分解atp提供。
(3)大分子与颗粒物质的运输:通过胞吞作用是和胞吐作用来完成对于蛋白质、多核苷酸和多糖等大分子物质以及颗粒等的运输。即由质膜运动产生内凹、外凸而导致内吞入胞或外吐和出芽而出胞。
人类和动物的许多细胞均靠胞吞作用摄取物质。根据所摄物质的物理性质不同把胞吞作用分为三类:
①胞饮作用:由质膜包裹液态物质形成吞饮小泡或吞饮体的过程。
②吞噬作用:为各种具有变形运动、吞噬能力的细胞所特有,吞噬的物质多为颗粒性物质。
③受体介导入胞作用:它是细胞依赖质膜上的特异性受体蛋白识别外界某种特异性物质而发生的内吞活动,首先在质膜上形成凹陷,当特定大分子与凹陷部位的相应受体结合时,凹陷进一步向胞质回缩,并从质膜上箍断形成有被小泡,此后的过程就与内吞小泡进行过程相同。
胞吐作用:指把细胞内分泌颗粒、突触小泡等有膜结构内的物质排出细胞的过程。当它们与细胞膜接触后,与细胞膜相融合,封闭的膜结构开放,内容物排出细胞外。
2.信息跨膜传递 信息跨膜传递是质膜的重要功能。质膜上有多种受体蛋白,能感受外界各种化学信息,将信息传人细胞后,使胞内发生各种生物化学反应和生物学效应。
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