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细胞膜的基本特性有哪些?

细胞膜的基本特性有哪些?

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2016-01-31

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    概述细胞膜把细胞包裹起来,使细胞能够保持相对的稳定性,维持正常的生命活动。此外,细胞所必需的养分的吸收和代谢产物的排出都要通过细胞膜。所以,细胞膜的这种选择性的让某些分子进入或排出细胞的特性,叫做选择渗透性。
  这是细胞膜最基本的一种功能。如果细胞丧失了这种功能,细胞就会死亡。  。细胞膜除了通过选择性渗透来调节和控制细胞内,外的物质交换外,还能以"胞吞"和"胞吐"的方式,帮助细胞从外界环境中摄取液体小滴和捕获食物颗粒,供应细胞在生命活动中对营养物质的需求。
  细胞膜也能接收外界信号的刺激使细胞做出反应,从而调节细胞的生命活动。细胞膜不单是细胞的物理屏障,也是在细胞生命活动中有复杂功能的重要结构。  细胞膜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(lateraldiffusion);②旋转运动(rotation);③伸缩运动(flex);④翻转扩散(transversediffusion),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。

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