细胞膜

取自 食品百科全书

细胞膜(cell membrane):又称质膜.细胞表面的一层薄膜.有时称为细胞外膜或原生质膜.主要结构成份一般是蛋白质占60%-80%,类脂占20%-40%,碳水化合物约占5%(分布在类脂和蛋白质之间).

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"胞饮"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,供应细胞再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.

原始生命向细胞进化所获得的重要形态特征之一，是生命物质外面出现了一层膜性结构，即细胞膜。细胞膜位于细胞表面，厚度通常为7～8nm，由脂类和蛋白质组成。它最重要的特性是半透性，或称选择性透性，对进出入细胞的物质有很强的选择透过性。细胞膜和细胞内膜系统总称为生物膜，具有相同的基本结构特征。

根据细胞的生理生化特征，曾先后推测质膜是一种脂肪栅、脂类双分子层和由蛋白质-磷脂-蛋白质构成的三夹板结构。同时电镜观察也证实质膜确实呈暗-明-暗三层结构。随后冷冻蚀刻技术显示双层膜中存在蛋白质颗粒；免疫荧光技术证明质膜中蛋白质是流动的。据此S.J.Singer等人在1972年提出生物膜的流动镶嵌模型，如图7-4-3和7-4-4所示，，结构特征是：生物膜的骨架是磷脂类双分子层，蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中，细胞膜的表面还有糖类分子，形成糖脂、糖蛋白；生物膜的内外表面上，脂类和蛋白质的分布不平衡，反映了膜两侧的功能不同；脂双层具有流动性，其脂类分子可以自由移动，蛋白质分子也可以在脂双层中横向移动。

细胞膜的基本结构：（1）脂双层：磷脂、胆固醇、糖脂，每个动物细胞质膜上约有109个脂分子，即每平方微米的质膜上约有5x106个脂分子。（2）膜蛋白，分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极性，贯穿膜的内外；外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。（3）膜糖和糖衣:糖蛋白、糖脂

生物膜结构的共同特征：

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：膜结构中的蛋白质和脂质具有相对侧向流动性；

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：膜中各组分的排列是不对称的。

细胞膜功能

（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）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。

1）单纯扩散：脂溶性物质有膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为单纯扩散。

2）易化扩散：非脂溶性物质在膜蛋白的帮助下，顺浓度查获电位差跨膜扩散的过程，成为易化扩散。易化扩散的三个特点：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：即当背后钻云物质增加到一定限度时，转运量不再随之增加，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。

单纯扩散和易化扩散都是顺浓度查进行的，细胞本身不消耗能量，均属于被动转运。

3）主动转运：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。

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。除宝石之物质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。

（6）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。