在理科的學(xué)科中，相比較物理和化學(xué)，生物還是很好學(xué)的。畢竟生物與我們的生活息息相關(guān)。小編整理了細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，希望能幫助到你更好地學(xué)習生物。
2017年高考生物核心知識點匯總高考生物最易錯易混淆的考點匯總高考生物的高頻考點有哪些?高中生物細胞的多樣性和統(tǒng)一性知識點總結(jié)
1細胞膜的定義
細胞膜(cell membrane)又稱細胞質(zhì)膜(plasma membrane)。細胞表面的一層薄膜。有時稱為細胞外膜或原生質(zhì)膜。厚度約為7～8nm，細胞膜的化學(xué)組成基本相同，主要由脂類、蛋白質(zhì)和糖類組成。各成分含量分別約為50%、40%、2%~10%。其中，脂質(zhì)的主要成分為磷脂和膽固醇。此外，細胞膜中還含有少量水分、無機鹽與金屬離子等。
1細胞膜的結(jié)構(gòu)
膜脂
膜脂質(zhì)主要由磷脂、膽固醇和少量糖脂構(gòu)成。在大多數(shù)細胞的膜脂質(zhì)中，磷脂占總量的70%以上，膽固醇不超過30%，糖脂不超過10%。磷脂又可分為兩類:甘油磷脂(phosphoglycerides)和鞘磷脂(sphingomyelin,SM)。甘油磷脂主要包括磷脂酰膽堿(卵磷脂)(phosphatidylcholine,PC)，其次是磷脂酰絲氨酸(phosphalidylserine,PS)和磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)(phosphatidylethanolamine，PE)，含量最少的是磷脂酰肌醇(phosphatidylinosital,PI)。磷脂、膽固醇和糖脂都是雙嗜性分子。磷脂分子中的磷酸和堿基、膽固醇分子中的羥基以及糖脂分子中的糖鏈等親水性基團分別形成各自分子中的親水端，分子的另一端則是疏水的脂肪酸烴鏈。這些分子以脂質(zhì)雙層的形式存在于質(zhì)膜中，親水端朝向細胞外液或胞質(zhì)，疏水的脂肪酸烴鏈則彼此相對，形成膜內(nèi)部的疏水區(qū)。膜脂質(zhì)雙層中的脂質(zhì)構(gòu)成是不對稱的，含氨基酸的磷脂(磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇)主要分布在膜的近胞質(zhì)的內(nèi)層，而磷脂酰膽堿的大部分和全部糖脂都分布在膜的外層。
膜蛋白
細胞膜蛋白質(zhì)(包括酶)膜蛋白質(zhì)主要以兩種形式同膜脂質(zhì)相結(jié)合：
細胞膜分內(nèi)在蛋白和外在蛋白兩種。內(nèi)在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結(jié)合，兩端帶有極性，貫穿膜的內(nèi)外;外在蛋白以非共價鍵結(jié)合在固有蛋白的外端上，或結(jié)合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白質(zhì)(外周蛋白質(zhì))以帶電的氨基酸或基團——極性基團與膜兩側(cè)的脂質(zhì)結(jié)合;占70%～80%的結(jié)合蛋白質(zhì)(內(nèi)在蛋白質(zhì))通過一個或幾個疏水的α-螺旋(20～30個疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6個氨基酸殘基，相當于膜厚度。相鄰的α-螺旋以膜內(nèi)、外兩側(cè)直鏈肽連接)即膜內(nèi)疏水羥基與脂質(zhì)分子結(jié)合。理論上，鑲嵌在脂質(zhì)層中的蛋白質(zhì)是可以橫向漂浮移位的，因而該是隨機分布的;可實際存在著的有區(qū)域性的分布;(這可能與膜內(nèi)側(cè)的細胞骨架存在對某種蛋白質(zhì)分子局限作用有關(guān))，以實現(xiàn)其特殊的功能：細胞與環(huán)境的物質(zhì)、能量和信息交換等。(Frye和Edidin1970年用發(fā)紅光的堿性芯香紅標記人細胞同用發(fā)綠光熒光素標記膜蛋白抗體標記離體培養(yǎng)的小鼠細胞一起培養(yǎng)，然后使它們?nèi)诤�，從各自分布，�?jīng)過37℃40min后變?yōu)榫鶆蚍植肌９庵缕谉晒饣謴?fù)法，微區(qū)監(jiān)測)細胞膜上存在兩類主要的轉(zhuǎn)運蛋白，即：載體蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein)。載體蛋白又稱做載體(carrier)、通透酶(permease)和轉(zhuǎn)運器(transporter)，能夠與特定溶質(zhì)結(jié)合，通過自身構(gòu)象的變化，將與它結(jié)合的溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到膜的另一側(cè)，載體蛋白有的需要能量驅(qū)動，如：各類ATP驅(qū)動的離子泵;有的則不需要能量，以協(xié)助擴散的方式運輸物質(zhì)，如：纈氨酶素。通道蛋白與與所轉(zhuǎn)運物質(zhì)的結(jié)合較弱，它能形成親水的通道，當通道打開時能允許特定的溶質(zhì)通過，所有通道蛋白均以協(xié)助擴散的方式運輸溶質(zhì)。
膜糖
膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂細胞膜糖類主要是一些寡糖鏈和多糖鏈，它們都以共價鍵的形式和膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂和糖蛋白;這些糖鏈絕大多數(shù)是裸露在膜的外面(非細胞質(zhì))一側(cè)的。(多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物，細胞外殼cell coat)單糖排序上的特異性作為細胞或蛋白質(zhì)的“標志、天線”—抗原決定簇(可識別，與遞質(zhì)、激素等結(jié)合。ABO血型物質(zhì)即鞘氨醇上寡糖鏈不同。131AA+100糖殘基)。
1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(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，膜的面積大大增加，提高了發(fā)生在膜上的生物功能;
(2)屏障作用，膜兩側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通過;
(3)選擇性物質(zhì)運輸，伴隨著能量的傳遞;
(4)生物功能：激素作用、酶促反應(yīng)、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(zhì)轉(zhuǎn)運功能：細胞與周圍環(huán)境之間的物質(zhì)交換，是通過細胞膜的轉(zhuǎn)運功能實現(xiàn)的，其主要轉(zhuǎn)運方式有以下四種。
被動運輸：
(1)單純擴散：脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度側(cè)向低濃度側(cè)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(xié)助擴散：非脂溶性物質(zhì)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(xié)助擴散。不耗能，但是需要載體。協(xié)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(zhuǎn)運一種物質(zhì)。2、飽和性：即當被轉(zhuǎn)運物質(zhì)增加到一定限度時，轉(zhuǎn)運速率不再隨之增加，這是由于離子通道或載體的數(shù)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(zhuǎn)運兩種或兩種以上物質(zhì)時，一種物質(zhì)濃度增加，將削弱對另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)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(gòu)象來進行轉(zhuǎn)運)如：葡萄糖進入紅細胞。
自由擴散和協(xié)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(zhuǎn)運(被動運輸)。
(3)主動運輸：離子或小分子物質(zhì)在膜上“泵”的作用下，被逆濃度差或逆電位差的跨膜轉(zhuǎn)運過程，稱為主動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運大分子或團塊物質(zhì)的有效方式。物質(zhì)通過細胞膜的運動從細胞外進入細胞內(nèi)的過程，稱胞吞。包括吞噬和吞飲。液態(tài)物質(zhì)入胞為吞飲，如小腸上皮對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收;固體物質(zhì)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(nèi)派到細胞外的過程。細胞的代謝產(chǎn)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(jié)核化學(xué)信息的特殊結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)(糖蛋白)。
補充：(1)細胞是物質(zhì)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(zhì)與非生命物質(zhì)的根本區(qū)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(nèi)吞與外排)屬于膜泡運輸，不穿膜，限于大分子。
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