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        細胞膜的思維導圖【高中生物】

        2018-1-23 11:55| 發布者: admin| 查看: 21000| 評論: 0

        摘要:   細胞膜主要是由蛋白質構成的富有彈性的半透性膜,膜厚8-----10nm,外側緊貼細胞壁。其主要功能是選擇性地交換物質,吸收營養物質,排出代謝廢物,分泌與運輸蛋白質! “唇M成元素分  構成細胞膜的成分有磷脂 ...

          細胞膜主要是由蛋白質構成的富有彈性的半透性膜,膜厚8-----10nm,外側緊貼細胞壁。其主要功能是選擇性地交換物質,吸收營養物質,排出代謝廢物,分泌與運輸蛋白質。


          按組成元素分


          構成細胞膜的成分有磷脂和糖蛋白。


          按組成結構分


          磷脂雙分子層是構成細胞膜的的基本支架。細胞膜的主要成分是蛋白質和脂質,含有少量糖類。其中部分脂質和糖類結合形成糖脂,部分蛋白質和糖類結合形成糖蛋白。


          化學組成


          細胞膜主要由脂質(主要為磷脂)、蛋白質和糖類等物質組成;其中以蛋白質和脂質為主。在電鏡下可分為三層,即在膜的靠內外兩側各有一條厚約2.5nm的電子致密帶,中間夾有一條厚2.5nm的透明帶,總厚度約7.0~7.5nm左右這種結構不僅見于各種細胞膜,細胞內的各種細胞器膜如:線粒體、內質網等也具有相似的結構。


          細胞膜有重要的生理功能,它既使細胞維持穩定代謝的胞內環境,又能調節和選擇物質進出細胞。細胞膜通過胞飲作用(pinocytosis)、吞噬作用(phagocytosis)或胞吐作用(exocytosis)吸收、消化和外排細胞膜外、內的物質。在細胞識別、信號傳遞、纖維素合成和微纖絲的組裝等方面,質膜也發揮重要作用。有些細胞間的信息交流并不是靠細胞膜上的受體來實現的,比如某些細胞分泌的甾醇類物質,這些物質可以作為信號,與其他細胞進行信息交流,但是這些物質并不是和細胞膜上的受體結合的,而是穿過細胞膜,與細胞核內或細胞質內的某些受體相結合,從而介導兩個細胞間的信息交流的!所以說細胞膜的生理作用并不是很大,只是用來保護細胞。


          概述


          細胞膜把細胞包裹起來,使細胞能夠保持相對的穩定性,維持正常的生命活動。此外,細胞所必需的養分的吸收和代謝產物的排出都要通過細胞膜。所以,細胞膜的這種選擇性的讓某些分子進入或排出細胞的特性,叫做選擇滲透性。這是細胞膜最基本的一種功能。如果細胞喪失了這種功能,細胞就會死亡.。


          細胞膜除了通過選擇性滲透來調節和控制細胞內,外的物質交換外,還能以"胞吞"和"胞吐"的方式,幫助細胞從外界環境中攝取液體小滴和捕獲食物顆粒,供應細胞在生命活動中對營養物質的需求。細胞膜也能接收外界信號的刺激使細胞做出反應,從而調節細胞的生命活動。細胞膜不單是細胞的物理屏障,也是在細胞生命活動中有復雜功能的重要結構。


          鑲嵌性


          磷脂雙分子層和蛋白質的鑲嵌面;或按二維排成相互交替的鑲嵌面;


          蛋白質極性


          膜內在性蛋白質的極性區突向膜表面,非極性部分埋在雙層內部;


          流動性


          細胞膜是由磷脂雙分子層和鑲嵌、貫穿在其中及吸附在其表面的蛋白質組成的,磷脂雙分子層疏水的尾部在內,親水頭部在外。磷脂由分子層構成了膜的基本支架,這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的液體,具有流動性.蛋白質分子有的鑲在磷脂分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數蛋白質分子也是可以運動的。 比較經典的證明是用仙臺病毒介導完成不同小鼠染色細胞的融合,一段時間后,紅與綠是均勻點狀分布于細胞膜周圍,說明膜是具有流動性的.


          磷脂分子的流動性受著一些因素的影響,主要影響因素有:


         、贉囟龋涸谝欢囟认,磷脂分子從液晶態(能流動具有一定形狀和體積的物態)轉變為凝膠狀(不流動)的晶態。這一能引起物相變化的溫度稱為相變溫度。當環境溫度在相變溫度以上時,細胞膜磷脂分子處于流動的液晶態;而在相變溫度以下時,則處于不流動的晶態。細胞膜磷脂分子相變溫度越低,細胞膜磷脂分子流動性就越大;反之,相變溫度越高,細胞膜磷脂分子的流動性也就越小。


         、诩毎ち字肿拥闹舅徭湥猴柡统潭雀叩闹舅徭溡蚓o密有序地排列,因而流動性;而不飽和脂肪酸鏈由于不飽和鍵的存在,使分子間排列疏松而無序,相變溫度降低,從而增強了膜的流動性。所以細胞膜也具有流動性。脂肪酸鏈的長度對細胞膜磷脂分子的流動性也有影響:隨著脂肪酸鏈的增長,鏈尾相互作用的機會增多,易于凝集(相變溫度增高),流動性下降。


         、勰懝檀迹耗懝檀紝毎ち字肿恿鲃有缘恼{節作用隨溫度的不同而改變。在相變溫度以上,它能使磷脂的脂肪酸鏈的運動性減弱,從而降低細胞膜磷脂分子的流動性。而在相變溫度以下時,膽固醇可通過阻止磷脂脂肪酸鏈的相互作用,緩解低溫所引起的細胞膜磷脂分子流動性劇烈下降。


         、苈蚜字/鞘磷脂比值,比值越高,膜流動性越大


         、葜p層中嵌入的蛋白質越多,膜流動性越小


          除以上因素外,細胞膜磷脂分子與膜蛋白的結合方式、環境中的離子強度、pH值等都會影響細胞膜磷脂分子的流動性。


          膜脂的流動是造成細胞膜流動的主要因素,概括起來,膜脂的運動方式主要有四種。


         、 側向擴散(lateral diffusion);


         、 旋轉運動(rotation);


         、 伸縮運動(flex);


         、 翻轉擴散(transverse diffusion), 又稱為翻轉(flip-flop)


         、 左右擺動


         、 旋轉異構運動


          膜蛋白的運動 由于膜蛋白的相對分子質量較大,同時受到細胞骨架的影響,它不可能象膜脂那樣運動。主要有以下幾種運動形式:


         、 隨機移動 有些蛋白質能夠在整個膜上隨機移動。移動的速率比用人工脂雙層測得的要低。


         、 定向移動 有些蛋白比較特別,在膜中作定向移動。例如,有些膜蛋白在膜上可以從細胞的頭部移向尾部。


         、 局部擴散 有些蛋白雖然能夠在膜上自由擴散,但只能在局部范圍內擴散。


          相變性


          隨著環境條件的變化,脂質分子的晶態和液晶態是互變的;


          更新態


          在細胞中,膜的組分處于不斷更新的狀態;


          不對稱性


          細胞質膜的不對稱性是指細胞質膜脂雙層中各種成分不是均勻分布的,包括種類和數量的不均勻。膜的主要成分是蛋白、脂和糖,膜的不對稱性主要是指這些成分分布的不對稱以及這些分子在方向上的不對稱。膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不對稱性導致了膜功能的不對稱性和方向性。保證了生命活動的高度有序性。


          通透性


          物質通過生物半透膜的難易程度。生物半透膜對體內某些分子的通透性大致可分為以下三種情況:自由通過的有水分子;可以透過的有葡萄糖、氨基酸、尿素、氯離子等;不易透過的有蛋白質、鈉、鉀等。通透性的存在,對細胞內外水的移動,各種物質的交換,酸堿度和滲透壓的維持,均有著重要的生理意義。在某些病理情況下(如過敏、創傷、燒傷、缺氧等),由于破壞了生物半透膜的正常結構和功能,使其通透性增加,結果發生組織水腫等反應。


          細胞膜功能


         。1)分隔、形成細胞和細胞器,為細胞的生命活動提供相對穩定的內部環境,膜的面積大大增加,提高了發生在膜上的生物功能;


         。2)屏障作用,膜兩側的水溶性物質不能自由通過;


         。3)選擇性物質運輸,伴隨著能量的傳遞;


         。4)生物功能:激素作用、酶促反應、細胞識別、電子傳遞等。


         。5)識別和傳遞信息功能(主要依靠糖蛋白)


         。6)物質轉運功能:細胞與周圍環境之間的物質交換,是通過細胞膜的轉運功能實現的,其主要轉運方式有以下四種。


          被動運輸:


          1)單純擴散:脂溶性物質由膜的高濃度側向低濃度側的擴散過程,稱為單純擴散。不耗能,不需要載體。如:水、尿素、二氧化碳等.


          2)協助擴散:非脂溶性物質在膜蛋白的幫助下,順濃度差或電位差跨膜擴散的過程,稱為協助擴散。不耗能,但是需要載體。協助擴散的三個特點:1、特異性:記憶中離子通道或載體一般只轉運一種物質。2、飽和性:即當被轉運物質增加到一定限度時,轉運速率不再隨之增加,這是由于離子通道或載體的數量有限的緣故。3、競爭性抑制:記憶中離子通道或載體同時轉運兩種或兩種以上物質時,一種物質濃度增加,將削弱對另一種物質的轉運。4.膜蛋白的分類:1 通道蛋白 2 門通道蛋白 3特化蛋白(通過接觸改變自身構象來進行轉運)如:葡萄糖進入紅細胞。


          自由擴散和協助擴散都是順濃度差進行的,細胞本身不消耗能量,均屬于被動轉運(被動運輸)。


          3)主動運輸:離子或小分子物質在膜上“泵”的作用下,被逆濃度差或逆電位差的跨膜轉運過程,稱為主動轉運(主動運輸)。主動運輸需要消耗大量熱量并且需要載體。有選擇透過性。如:碘進入海帶、葡萄糖進入除紅細胞以外的細胞。


          4)胞吞胞吐:是轉運大分子或團塊物質的有效方式。物質通過細胞膜的運動從細胞外進入細胞內的過程,稱胞吞。包括吞噬和吞飲。液態物質入胞為吞飲,如小腸上皮對營養物質的吸收;固體物質入胞為吞噬,如粒細胞吞噬細菌的過程。胞吐是通過細胞膜的運動從細胞內派到細胞外的過程。細胞的代謝產物及腺細胞的分泌物都是以胞吐作用完成的,需要消耗能量。


          5)細胞膜的受體功能:受體是細胞識別和結核化學信息的特殊結構,其本質是蛋白質(糖蛋白)。


          補充:


          1)細胞是物質從無生命到有生命的最小單元(且不論病毒),深度分析細胞的能量流動有助于了解 生命物質與非生命物質的 根本區別。


          2)主動運輸和被動運輸屬于穿膜運輸,直接穿膜,僅限于小分子與離子。而入胞與出胞作用(內吞與外排)屬于膜泡運輸,不穿膜,限于大分子。


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