細胞膜的組成化學(xué)成分主要是脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類,脂質(zhì)中主要是脂肪、磷脂與固醇。細胞膜主要是由磷脂構(gòu)成的富有彈性的半透性膜,對于動物細胞來說,其膜外側(cè)與外界環(huán)境相接觸。
細胞膜的成分
細胞膜是防止細胞外物質(zhì)自由進入細胞的屏障,它保證了細胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定,使各種生化反應(yīng)能夠有序運行。但是細胞必須與周圍環(huán)境發(fā)生信息、物質(zhì)與能量的交換,才能完成特定的生理功能,因此細胞必須具備一套物質(zhì)轉(zhuǎn)運體系,用來獲得所需物質(zhì)和排出代謝廢物。
據(jù)估計細胞膜上與物質(zhì)轉(zhuǎn)運有關(guān)的蛋白占核基因編碼蛋白的15~30%,細胞用在物質(zhì)轉(zhuǎn)運方面的能量達細胞總消耗能量的三分之二。
(相關(guān)資料圖)
細胞膜的主要成分是脂類和蛋白質(zhì),還含少量的多糖、微量的核酸和金屬離子以及水分。在大多數(shù)的膜中,脂類與蛋白質(zhì)的比約為1:1。
構(gòu)成植物細胞膜的脂類有磷脂、糖脂、硫脂和固醇。構(gòu)成細胞膜的蛋白質(zhì)基本上是球蛋白。按照排列位置及其與膜脂的作用方式,膜蛋白可分為外在蛋白和內(nèi)在蛋白。在細胞膜中還有膜糖,主要以糖脂和糖蛋白的形式存在,通常分布在質(zhì)膜的外表面。
細胞膜的水大部分呈液晶態(tài)的結(jié)合水,約占膜重量的30%。細胞膜中的金屬離子在蛋白質(zhì)與脂類中可能起鹽橋的作用。比如,鎂離子對ATP酶復(fù)合體與脂類結(jié)合具有促進作用;鈣離子對調(diào)節(jié)膜的生物功能有重要作用。
關(guān)于細胞膜的結(jié)構(gòu)很早就有人進行研究。1895年Overton研究各種未受精卵細胞的透性,發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)很容易透過細胞膜,而非脂溶性物質(zhì)很難透過,因此他認(rèn)為在細胞表面存在一層類脂。
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。