细胞膜的主要成分是什么?其结构特点是具有什么?

发布网友发布时间：2022-04-24 17:48

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热心网友时间：2022-06-23 04:56

细胞表面的一层薄膜。有时称为细胞外膜或原生质膜。细胞膜的化学组成基本相同，主要由脂类、蛋白质和糖类组成。各成分含量分别约为50%、42%、2%~8%。此外，细胞膜中还含有少量水分、无机盐与金属离子等。基本结构　　（1）膜脂（2）膜蛋白（3）膜糖基本特性镶嵌性　　磷脂双分子层和蛋白质的镶嵌面；或按二维排成相互交替的镶嵌面；蛋白质极性　　膜内在性蛋白质的极性区突向膜表面，非极性部分埋在双层内部；流动性　　细胞膜是由磷脂双分子层和镶嵌、贯穿在其中及吸附在其表面的蛋白质组成的，磷脂双分子层疏水的尾部在内，亲水头部在外。磷脂由分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的液体,具有流动性.蛋白质分子有的镶在磷脂分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。比较经典的证明是用仙台病毒介导完成不同小鼠染色细胞的融合，一段时间后，红与绿是均匀点状分布于细胞膜周围，说明膜是具有流动性的. 　　磷脂分子的流动性受着一些因素的影响，主要影响因素有：　　①温度：在一定温度下，磷脂分子从液晶态(能流动具有一定形状和体积的物态)转变为凝胶状(不流动)的晶态。这一能引起物相变化的温度称为相变温度。当环境温度在相变温度以上时，细胞膜磷脂分子处于流动的液晶态；而在相变温度以下时，则处于不流动的晶态。细胞膜磷脂分子相变温度越低，细胞膜磷脂分子流动性就越大；反之，相变温度越高，细胞膜磷脂分子的流动性也就越小。　　②细胞膜磷脂分子的脂肪酸链：饱和程度高的脂肪酸链因紧密有序地排列，因而流动性小；而不饱和脂肪酸链由于不饱和键的存在，使分子间排列疏松而无序，相变温度降低，从而增强了膜的流动性。所以细胞膜也具有流动性。脂肪酸链的长度对细胞膜磷脂分子的流动性也有影响：随着脂肪酸链的增长，链尾相互作用的机会增多，易于凝集(相变温度增高)，流动性下降。　　③胆固醇：胆固醇对细胞膜磷脂分子流动性的调节作用随温度的不同而改变。在相变温度以上，它能使磷脂的脂肪酸链的运动性减弱，从而降低细胞膜磷脂分子的流动性。而在相变温度以下时，胆固醇可通过阻止磷脂脂肪酸链的相互作用，缓解低温所引起的细胞膜磷脂分子流动性剧烈下降。　　④卵磷脂/鞘磷脂比值，比值越高，膜流动性越大　　⑤脂双层中嵌入的蛋白质越多，膜流动性越大　　除以上因素外，细胞膜磷脂分子与膜蛋白的结合程度、环境中的离子强度、pH值等都会影响细胞膜磷脂分子的流动性。　　膜脂的流动是造成细胞膜流动的主要因素，概括起来，膜脂的运动方式主要有四种。　　① 侧向扩散（lateral diffusion）；　　② 旋转运动（rotation）；　　③ 伸缩运动（flex）；　　④ 翻转扩散（transverse diffusion），又称为翻转（flip-flop）　　⑤ 左右摆动　　⑥ 旋转异构运动　　膜蛋白的运动由于膜蛋白的相对分子质量较大，同时受到细胞骨架的影响，它不可能象膜脂那样运动。主要有以下几种运动形式：　　① 随机移动有些蛋白质能够在整个膜上随机移动。移动的速率比用人工脂双层测得的要低。　　② 定向移动有些蛋白比较特别，在膜中作定向移动。例如，有些膜蛋白在膜上可以从细胞的头部移向尾部。　　③ 局部扩散有些蛋白虽然能够在膜上自由扩散，但只能在局部范围内扩散。相变性　　随着环境条件的变化，脂质分子的晶态和液晶态是互变的；更新态　　在细胞中，膜的组分处于不断更新的状态；不对称性　　细胞质膜的不对称性是指细胞质膜脂双层中各种成分不是均匀分布的，包括种类和数量的不均匀。膜的主要成分是蛋白、脂和糖，膜的不对称性主要是指这些成分分布的不对称以及这些分子在方向上的不对称。膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。保证了生命活动的高度有序性。通透性　　物质通过生物半透膜的难易程度。生物半透膜对体内某些分子的通透性大致可分为以下三种情况：自由通过的有水分子；可以透过的有葡萄糖、氨基酸、尿素、氯离子等；不易透过的有蛋白质、钠、钾等。通透性的存在，对细胞内外水的移动，各种物质的交换，酸碱度和渗透压的维持，均有着重要的生理意义。在某些病理情况下(如过敏、创伤、烧伤、缺氧等），由于破坏了生物半透膜的正常结构和功能，使其通透性增加，结果发生组织水肿等反应。功能　　（1）分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能；　　（2）屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过；　　（3）选择性物质运输，伴随着能量的传递；　　（4）生物功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。　　（5）识别和传递信息功能（主要依靠糖蛋白）　　（6）物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的砖运动功能实现的，其主要转运方式有以下四种。　　被动运输：　　1）自由扩散：脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为自由扩散。不耗能，不需要载体。如：水、尿素、二氧化碳等.　　2）协助扩散：非脂溶性物质在膜蛋白的帮助下，顺浓度差或电位差跨膜扩散的过程，称为协助扩散。不耗能，但是需要载体。协助扩散的三个特点：1、特异性：记忆中离子通道或载体一般指转运一种物质。2、饱和性：即当被转运物质增加到一定限度时，转运速率不再随之增加，这是由于离子通道或载体的数量有限的缘故。3、竞争性抑制：记忆中离子通道或载体同时转运两种或两种以上物质时，一种物质浓度增加，将削弱对另一种物质的转运。4.膜蛋白的分类：1 通道蛋白 2 门通道蛋白 3特化蛋白（通过接触改变自身构象来进行转运）如：葡萄糖进入红细胞。　　自由扩散和协助扩散都是顺浓度差进行的，细胞本身不消耗能量，均属于被动转运（被动运输）。　　3）主动运输：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下，被逆浓度差或逆电位差的跨膜转运过程，称为主动转运（主动运输）。主动运输需要消耗大量热量并且需要载体。有选择透过性。如：碘进入海带、葡萄糖进入除红细胞以外的细胞。　　4）入胞和出胞作用：是转运大分子或团块物质的有效方式。物质通过细胞膜的运动从细胞外进入细胞内的过程，称入胞。包括吞噬和吞饮。液态物质入胞为吞饮，如小肠上皮对营养物质的吸收；固体物质入胞为吞噬，如粒细胞吞噬细菌的过程。出胞是通过细胞膜的运动从细胞内派到细胞外的过程。细胞的代谢产物及腺细胞的分泌物都是以出胞作用完成的。又称内吞与外排。也需要能量。　　5）细胞膜的受体功能：受体是细胞识别和结核化学信息的特殊结构，其本质是蛋白质（糖蛋白）。　　补充：　　1）细胞是物质从无生命到有生命的最小单元（且不论病毒），深度分析细胞的能量流动有助于了解生命物质与非生命物质的根本区别。　　2）主动运输和被动运输属于穿膜运输，直接穿膜，仅限于小分子与离子。而入胞与出胞作用（内吞与外排）属于膜泡运输，不穿膜，限于大分子。