(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)自由扩散:脂溶性物质由膜的高
浓度
侧向低浓度侧的
扩散过程
,称为自由扩散。
2)协助扩散:非脂溶性物质在
膜蛋白
的帮助下,顺浓度差或电位差跨膜扩散的
过程
,称为协助扩散。协助扩散的三个特点: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:即当被转运物质增加到一定
限度
时,转运
速率
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。4.膜蛋白的分类:1
通道蛋白
2
门通道蛋白
3特化蛋白(通过接触改变自身构象来进行转运)
自由扩散和协助扩散都是顺浓度差进行的,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。
主动运输
需要消耗大量
热量
。
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。出胞是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。
5)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
1.物质跨膜运输细胞膜是细胞与细胞
环境
间的
半透膜
屏障。对于物质进出细。胞有选择性调节作用。
(1)被动运输(passive
transport):指物质顺顺
浓度梯度
转运过程而言,此过程不消耗能量,其交换方式有两种。
1)简单扩散(simple
diffusion):O2、CO2及其它脂溶性物质从高浓度侧向低浓度测穿过
类脂
双层而扩散,不消耗
细胞能量
。
2)易化扩散(facilitated
deffusion):非脂溶性或
亲水性
分子,加
氨基酸
、葡萄糖和
金属离子等借助于
质膜
上
内在蛋白
顺浓度梯度或
电化学梯度
运动,不消耗ATP能量而
使物质分子从高浓度测向低浓度测扩散。
(2)主动运输(active
transport):质膜上的
载体蛋白
将离子、
营养物
和
代谢物
等逆电化学梯度从低浓度侧向高浓度侧的耗能运输。所耗能量由具
ATP酶
活性的膜蛋白分解ATP提供。例如正常
生理
条件
下,人
红细胞
内K+的浓度相当于
血浆
中的30倍,但K+仍能从血浆进入红细胞内,Na+浓度比血浆中低很多,但Na+仍由红细胞向血浆透出,呈现一种逆浓度梯度的“上坡”运输。
近年来均以“泵”的概念来解释主动运输的
机理
,
机体
细胞中主要是通过Na+、K+
_ATP酶和Ca2+_ATP酶构成的Na+和Ca2+泵来完成主动运输。
(3)大分子与
颗粒
物质的运输:对于蛋白质、
多核苷酸
和
多糖
等
大分子物质
以及颗粒等、是由质膜运动产生内凹、外凸而导出内吞入胞或外吐和出芽而出胞。
1)胞吞作用(endocytosis):也称人胞作用,质膜四陷将所摄取的
液体
或颗粒物质包裹,逐渐成泡,脂双层融合、箍断,形成细胞内的独立小泡。
人类
和
动物
的许多细胞均靠胞吞作用摄取物质。根据所摄
物理性质
的物理性质不同把胞吞作用分为两类:胞饮作用(Pinocytosis)由质膜包裹液态物质形成吞饮小泡或吞饮体的过程;吞噬作用(phagocy-tosis)为各种变形的、具有吞噬能力的细胞所特有,吞噬的物质多为
颗粒性
的,如
微生物
、组织
掉片
和
异物
等。
2)胞吐作用(exocytosis):旨把细胞内分泌物、
突触小泡
等有膜结构内的物质排出细胞。当它们与细胞膜接触后,与细胞膜相融合,封闭的膜结构开放,
内容物
排入细胞外。胞吞作用形成的
吞噬体
和吞饮泡都可与
溶酶体
结合,其内容物被
溶酶体酶
处理,其膜可能以小泡方式重返细胞膜。同样,胞吐活动完成后,细胞膜也可在无明显胞吞活动的情况下形成小泡,将过多的膜返回细胞
内部
,这样,细胞膜与
细胞内膜
处于
动态
的平衡,称为膜再循环(recycling
of
membrane)在此过程中,细胞膜也得到更新。
3)受体介导的内吞作用(receptor
mediated
endocytosis):在质膜上形成凹陷,当特定大分子与凹陷部位的相应受体结合时,凹陷进一步向
胞质
回缩,并从质膜上箍断形成有被小泡(coated
vesicles)。此后的过程就与内吞小泡进行的过程相同,这种受体介等内吞具有高度选择性,转运速度很快。
4)膜通道运输:通道也称通道蛋白质(channel
protein),
是由转运蛋白质组成的含水通道,
能使熔质经扩散过膜,是一种被动转运。通道分两种即持续开放与瞬间开放通道。
2.信息跨膜传递
信息跨膜传递是质膜的重要功能。质膜上有各种受体蛋白,能感受外界各种化学信息,将信息传入细胞后,使胞内发生各种生物
化学反应
和
生物学
效应
。
信息传递
规律
是
外源性
刺激直接传给膜上受体,经酶的调控产生
信号
,再激发另一酶的溶性显示出生物学效应。此种反应河分为几条途径:环磷酸腺苷信使途径、
环磷酸鸟苷
信使途径、
磷脂酰肌醇
信使途径和Ca2+的信使
机制
。似上几条途径的详细过程见
细胞生物学
。