【音频】第3章|细胞的基本结构|第1节|细胞膜的结构和功能

1．细胞是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位，一切生命活动都离不开细胞。细胞内的各部分不是孤立的，而是一个有机的整体，细胞膜是这个系统的边界。

2．细胞膜（质膜）的主要成分是脂质（约50％）和蛋白质（约40％），此外，还有少量的糖类，脂质中磷脂最丰富。

3．细胞膜组成和结构的探索

（1）1895年，欧文顿发现，溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜，据此推测：细胞膜是由脂质组成的。

（2）20世纪，科学家利用哺乳动物成熟红细胞，制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。

【提示】哺乳动物成熟红细胞，无细胞壁、细胞核、细胞器，在清水中，细胞会吸水胀破。

（3）1925年，荷兰科学家测得，脂质单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。

（4）20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。

（5）1959年，罗伯特森在电镜下看到了暗－亮－暗三层结构，他认为中间的亮层是脂质分子，细胞膜是静态的统一结构。

（6）1970年，科学家用荧光标记法证明，细胞膜具有流动性。

（7）1972年，辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。

5．流动镶嵌模型的基本内容

磷脂双分子层是膜的基本支架，磷脂分子的疏水端，具有屏障作用，水溶性分子或离子不能自由通过。蛋白质有的镶在磷脂双分子层表面，有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层，它们是载体、受体、酶等，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多，这是不同生物膜差异的根本。磷脂分子和大多数蛋白质分子具有流动性，于是细胞膜具有流动性（结构特性，受温度影响），这是细胞完成物质运输、生长、分裂、运动、受精作用等复杂功能的基础。糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂，这些糖类分子叫作糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等密切相关，糖侧链可用于鉴别细胞的内外，细胞膜不对称。

6．细胞膜的功能

（1）将细胞与外界环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定。

（2）控制物质进出细胞（相对的），即细胞膜具有选择透过性（功能特性）。

（3）进行细胞间的信息交流。在多细胞生物体内，细胞之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存，这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。