细胞膜的基本结构

细胞膜是具有特殊结构和功能的半透膜,作为细胞的屏障将细胞内容物与细胞周围环境隔开,使细胞成为一个相对独立的单位。细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还有极少量的糖类。这几种物质分子的存在形式和排列方式是决定细胞膜基本生物学特性的关键因素。

(一)液态镶嵌模型学说

1972年由Singerhe和Nicholson提出了细胞膜流体镶嵌模型假说已被普遍接受,其基本要点是细胞膜上以磷脂为主的脂质分子首先形成细胞膜的流体双分子层基架,在脂质双分子基架上镶嵌着不同分子结构及不同生理功能的各种膜蛋白质,外表面被覆糖链(图2-1)。

构成细胞膜的脂质类成分主要是磷脂,其次是胆固醇。磷脂分子在构成细胞膜时呈双分子层有序排列。磷脂分子的头端——亲水极性基团依次排列在细胞膜的内外表面;而其尾端——疏水非极性基团则朝向细胞膜的内部,所有的脂质分子分别两两相对整齐排列,形成了细胞膜的脂质双分子层基本框架。而膜上的胆固醇含量变化可改变膜的流动性,影响细胞的某些功能。

细胞膜的主要功能都是通过膜蛋白来实现的。根据膜蛋白的功能,可分为酶蛋白、转运蛋白、受体蛋白等。整个蛋白质分子肽链形成三维空间或球形结构。行使物质转运功能的蛋白质有载体、通道、离子泵等。

细胞膜上所含糖类很少,主要与膜上的脂质或蛋白质结合,形成糖脂或糖蛋白,大多裸露在膜的外表面。其生理意义是这些糖链成为抗原决定簇或受体识别的标志,使所结合的蛋白质在功能上产生特异性。

图2-1　细胞膜的液态镶嵌模型

重点提示

单纯扩散、易化扩散、主动转运、入胞和出胞作用转运的物质及特点。

(二)细胞膜的功能特性

细胞膜是选择透过性膜。选择透过性膜是指水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜,并且只有活的生物膜才是选择透过性膜。物质能否透过选择透过性膜则一般取决于膜上载体蛋白的种类。