2_细胞膜的分子结构和特性
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细胞是构成人体最基本的结构和功能单位。
人体各器官和系统的功能活动都与组成该器官和系统的细胞群体密不可分。
人体内大约有1014个细胞,按其功能可分为两百余种。
人的细胞一般都很小,必须通过显微镜放大才能看到。
人卵细胞最大,直径约120 μm。
而小淋巴细胞直径只有6 μm左右。
细胞虽然大小和形态不同,但在结构上它们都是由细胞膜(cell membrane)、细胞质(cytoplasm)和细胞核(nuclear)三部分构成的。
一、细胞膜的分子结构模型细胞膜将细胞内容物与细胞周围的微环境分隔,构成细胞的屏障。
细胞膜的形成是生命物质由非细胞形态向细胞形态进化的重要转折,为生命活动提供了相对恒定的环境。
细胞膜与物质转运、信息传递、能量转移、兴奋传导和免疫功能等有密切关系,在细胞的代谢、生长和繁殖中有重要作用。
细胞膜结构和功能的异常可导致多种疾病发生。
细胞膜是包在细胞质表面的一层薄膜,也称质膜(plasma membrane)。
在电镜下观察可见细胞膜由三层结构组成:内、外两层较深,电子密度高;中间层电子密度低,为透明层。
这三层膜结构不仅普遍存在于细胞表面,而且细胞内的膜管系统一般也是由类似的三层膜结构构成的,故它是一般生物膜所具有的共同特征,又称单位膜(unit membrane)。
关于细胞膜的分子结构,目前被多数人认可的是“液态镶嵌模型”学说。
这一学说认为,细胞膜主要由液态脂质双分子层为基架,蛋白质镶嵌在其中构成。
一般来说,从重量上看蛋白质为脂质的4倍,从分子数看,脂质分子为蛋白质分子的10~100倍。
(一)液态脂质双分子层为基本骨架细胞膜脂质分子中,主要是磷脂(占脂质分子70%以上),其次为胆固醇(一般低于30%)。
根据脂质分子的理化特性,其头端是亲水极性基团,尾端是疏水的非极性基团。
将其放在水溶液中时,由于水分子是极性分子,亲水的极性头与水分子相互吸引,而疏水的非极性尾端则受到排斥。
因而在构成细胞膜时,亲水的头端在膜的内外两侧,而疏水的尾端在膜中间,即一些磷脂分子的头朝向细胞外液,另一些的头朝向细胞质,它们的尾部在膜中间,形成脂质双分子层(lipid bilayer)。
高中生物第二章细胞膜的结构和功能知识点一切动物细胞都被一层薄膜所包被,称为细胞膜或质膜(plasma membrane),它把细胞内容物细胞周围环境(主要是细胞外液)分隔开来,使细胞能相对地独立于环境而存在。
很明显,细胞要维持正常的生命活动,不仅细胞的内容物不能流失,而且其化学组成必须保持相对稳定,这就需要在细胞和它所和的环境之间有起屏障作用的结构;但细胞在不断进行新陈代谢的过程中,又需要经常由外界得到氧气和营养物质。
排出细胞的代谢产物,而这些物质的进入和排出,都必须经过细胞膜,这就涉及到物质的跨膜转运过程。
因此,细胞膜必然是一个具有特殊结构和功能的半透性膜,它允许某些物质或离子有选择的通过,但又能严格地限制其他一些物质的进出,保持了细胞内物质成分的稳定。
细胞内部也存在着类似细胞膜的膜性结构。
组成各种细胞器如线粒体、内质网等的膜性部分,使它们与一般胞浆之间既存在某种屏障,也进行着某些物质转运。
细胞膜膜除了有物质转运功能外,还有跨膜信息传递和能量转换功能,这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。
膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用,而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。
一、膜的化学组成和分子结构从低等生物草履虫以至高等哺乳动物的各种细胞,都具有类似的细胞膜结构。
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的细胞膜,亦见于各种细胞器的膜性结构,如线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜等,因而它被认为是一种细胞中普遍存在的基本结构形式。
各种膜性结构主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成;尽管不同来源的膜中各种物质的比例和组成有所不同,但一般是以蛋白质和脂质为主,糖类只占极少量。
如以重量计算,膜中蛋白质约为脂质的1~4倍不等,但蛋白质的分子量比脂质大得多,故膜中脂质的分子数反较蛋白质分子数多得多,至少也超过蛋白质分子数100倍以上。
细胞膜分类全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:细胞膜是细胞的重要组成部分,它起着包裹细胞内容物、保护细胞内部结构以及调节物质交换的作用。
细胞膜的结构和功能复杂多样,根据其组成成分和特性的不同,可以将细胞膜分为多种分类。
下面我们将详细介绍细胞膜的分类及其特点。
一、根据化学成分分类1. 磷脂双分子层膜磷脂双分子层是细胞膜最基本的特征,由两层磷脂分子排列而成。
磷脂分子的特点是有一个亲水性头部和两个亲油性的尾部,可以形成双层结构,使得细胞膜具有半透性和流动性。
绝大多数的细胞膜都是由磷脂双分子层构成的。
2. 蛋白质膜细胞膜中除了磷脂分子外,还含有许多蛋白质。
这些蛋白质在细胞膜上扮演着重要的角色,如传递信号、运输物质、支持细胞结构等。
根据蛋白质在细胞膜上的位置和作用不同,可以将细胞膜分为多种类型,如通道蛋白、载体蛋白、受体蛋白等。
3. 糖脂膜糖脂膜是指在磷脂双分子层上附着有糖类分子的细胞膜。
这种膜在某些细胞表面特别发达,如红细胞和肝细胞等。
糖脂膜在细胞识别和黏附、细胞信号传递等过程中起着重要作用。
二、根据结构特点分类1. 扩散型细胞膜扩散型细胞膜是最简单的细胞膜类型,它主要由磷脂双分子层构成,没有特定的蛋白质结构。
这种细胞膜能够实现物质的自由扩散,并在细胞内外的环境中实现动态平衡。
2. 激活型细胞膜激活型细胞膜是指含有许多膜蛋白的细胞膜,这些蛋白质可以通过结合信号分子使细胞内部发生特定的反应。
激活型细胞膜在细胞信号传导、细胞氧化还原等生物学过程中发挥着重要作用。
3. 吞噬型细胞膜吞噬型细胞膜是一种具有细胞吞噬功能的细胞膜类型,其表面富含受体蛋白,可以与外来微生物或坏死细胞表面的抗原结合,并通过胞吞作用将其内吞到细胞内部,并进行降解处理。
三、根据功能分类1. 质子泵膜质子泵膜是一种特殊类型的细胞膜,它含有能将质子从胞内排出的蛋白质。
质子泵膜在维持细胞内外质子浓度差、调节细胞内pH值等方面具有重要作用。
3. 信号转导膜信号转导膜是一种具有特殊信号传递功能的细胞膜类型,其表面的特定受体蛋白可以与外界信号分子结合,通过一系列的信号传递过程引发细胞内部特定的反应。