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質(zhì)膜是什么

圍繞各種細胞器的膜，稱為細胞內(nèi)膜。質(zhì)膜和內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的等方面具有相似性，故總稱為生物膜（biomembrane）。生物膜是細胞進行生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，細胞的能量轉(zhuǎn)換、蛋白質(zhì)合成、物質(zhì)運輸、信息傳遞、細胞運動等活動都與膜的作用有密切的關(guān)系。

真核細胞除了具有質(zhì)膜、核膜外，發(fā)達的細胞內(nèi)膜形成了許多功能區(qū)隔。由膜圍成的各種細胞器，如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等。在結(jié)構(gòu)上形成了一個連續(xù)的體系，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)（ endomembrane system ）。內(nèi)膜系統(tǒng)將細胞質(zhì)分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化（ compartmentalization ）。區(qū)隔化是細胞的高等性狀，它不僅使細胞內(nèi)表面積增加了數(shù)十倍，各種生化反應(yīng)能夠有條不紊地進行，而且細胞代謝能力也比原核細胞大為提高。

質(zhì)膜表面寡糖鏈形成細胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx）；質(zhì)膜下的表層溶膠中具有細胞骨架成分組成的网络結(jié)構(gòu)，除對質(zhì)膜有支持作用外，還與維持質(zhì)膜的功能有關(guān)，所以這部分細胞骨架又稱為膜骨架。細胞外被、質(zhì)膜和表層胞質(zhì)溶膠構(gòu)成細胞表面。

質(zhì)膜主要由膜脂和膜蛋白組成，另外還有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。動物細胞膜通常含有等量的脂類和蛋白質(zhì)。

質(zhì)膜和細胞膜是一個概念嗎

是的。質(zhì)膜是每個細胞把自己的內(nèi)容物包圍起來的一層界膜又稱細胞膜，一般厚度在5～10nm。質(zhì)膜與細胞內(nèi)膜（即各種細胞器的膜）具有共同的結(jié)構(gòu)和相近的功能，統(tǒng)稱為生物膜，也常統(tǒng)一簡稱為膜。質(zhì)膜使細胞與外界環(huán)境有所分隔，而又保持種種聯(lián)系。

細胞膜主要是由磷脂構(gòu)成的富有彈性的半透性膜，膜厚8-10nm，對于動物細胞來說，其膜外側(cè)與外界環(huán)境相接觸。其主要功能是選擇性地交換物質(zhì)，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物，分泌與運輸?shù)鞍踪|(zhì)。

細胞膜的構(gòu)造

1.按組成元素分

構(gòu)成細胞膜的成分有磷脂，糖蛋白，糖脂和蛋白質(zhì)。

2.按組成結(jié)構(gòu)分

磷脂雙分子層是構(gòu)成細胞膜的的基本支架。細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，含有少量糖類。其中部分脂質(zhì)和糖類結(jié)合形成糖脂，部分蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成糖蛋白。

3.化學(xué)組成

細胞膜主要由脂質(zhì)（主要為磷脂）、蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)組成；其中以蛋白質(zhì)和脂質(zhì)為主。在電鏡下可分為三層，即在膜的靠內(nèi)外兩側(cè)各有一條厚約2.5nm的電子致密帶，中間夾有一條厚2.5nm的透明帶，總厚度約7.0~7.5nm左右這種結(jié)構(gòu)不僅見于各種細胞膜，細胞內(nèi)的各種細胞器膜如：線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等也具有相似的結(jié)構(gòu)。

什么是質(zhì)膜

質(zhì)膜(plasma membrane)包在細胞外面，所以又稱細胞膜(cell membrane)，是原生質(zhì)體最外面的一層透明薄膜，外與細胞壁接觸，將細胞的內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境隔開。

它不僅是區(qū)分細胞內(nèi)部與周圍環(huán)境的動態(tài)屏障，更是細胞物質(zhì)交換和信息傳遞的通道。質(zhì)膜和內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成等方面具有相似性，故總稱為生物膜(biomembrane)。

中文名

質(zhì)膜

外文名

plasmalemma;plasma membrane

又稱

細胞膜

應(yīng)用學(xué)科

生物學(xué)

所具特性

流動性;選擇透過性

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定義

圍繞各種細胞器的膜，稱為細胞內(nèi)膜。質(zhì)膜和內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的等方面具有相似性，故總稱為生物膜(biomembrane)。生物膜是細胞進行生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，細胞的能量轉(zhuǎn)換、蛋白質(zhì)合成、物質(zhì)運輸、信息傳遞、細胞運動等活動都與膜的作用有密切的關(guān)系。

真核細胞除了具有質(zhì)膜、核膜外，發(fā)達的細胞內(nèi)膜形成了許多功能區(qū)隔。由膜圍成的各種細胞器，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等。在結(jié)構(gòu)上形成了一個連續(xù)的體系，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)( endomembrane system )。內(nèi)膜系統(tǒng)將細胞質(zhì)分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化( compartmentalization )。區(qū)隔化是細胞的高等性狀，它不僅使細胞內(nèi)表面積增加了數(shù)十倍，各種生化反應(yīng)能夠有條不紊地進行，而且細胞代謝能力也比原核細胞大為提高。

質(zhì)膜表面寡糖鏈形成細胞外被(cell coat)或糖萼(glycocalyx);質(zhì)膜下的表層溶膠中具有細胞骨架成分組成的网络結(jié)構(gòu)，除對質(zhì)膜有支持作用外，還與維持質(zhì)膜的功能有關(guān)，所以這部分細胞骨架又稱為膜骨架。細胞外被、質(zhì)膜和表層胞質(zhì)溶膠構(gòu)成細胞表面。

研究歷史

1. E. Overton 1895 發(fā)現(xiàn)凡是溶于脂肪的物質(zhì)很容易透過植物的細胞膜，而不溶于脂肪的物質(zhì)不易透過細胞膜，因此推測細胞膜由連續(xù)的脂類物質(zhì)組成。

2. E. Gorter F. Grendel 1925 用有機溶劑提取了人類紅細胞質(zhì)膜的脂類成分，將其鋪展在水面，測出膜脂展開的面積二倍于細胞表面積，因而推測細胞膜由雙層脂分子組成。

3. J. Danielli H. Davson 1935 發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜的表面張力比油-水界面的張力低得多，推測膜中含有蛋白質(zhì)，從而提出了"蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)"的三明治模型。認為質(zhì)膜由雙層脂類分子及其內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。1959年在上述基礎(chǔ)上提出了修正模型，認為膜上還具有貫穿脂雙層的蛋白質(zhì)通道，供親水物質(zhì)通過。

4. J. D. Robertson 1959 用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)，厚約7.5nm。這就是所謂的"單位膜"模型。它由厚約3.5nm的雙層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。單位膜模型的不足之處在于把膜的動態(tài)結(jié)構(gòu)描寫成靜止的不變的。

5. S. J. Singer G. Nicolson 1972 根據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)的研究結(jié)果，在"單位膜"模型的基礎(chǔ)上提出"流動鑲嵌模型"。強調(diào)膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性， 但并不能說明具有流動性的質(zhì)膜在變化過程中怎樣保持膜的相對完整性和穩(wěn)定性。

6. Wallach 1975 提出"晶格鑲嵌模型"。認為，膜蛋白對脂類分子的運動有限制作用，鑲嵌蛋白和其周圍的脂類分子形成膜中晶態(tài)部分，而具有流動性的脂類呈小片的點狀分布。因此，脂類的流動性是局部的，并非整個脂類雙分子都在進行流動，這就比較合理地解釋了生物膜既具有流動性又可以保持相對完整性和穩(wěn)定性的原因 。

7.Jain White 1977 提出"板塊鑲嵌模型"。認為在流動的脂雙分子層中存在許多大小不同、剛性較大的能獨立移動的脂類板塊，這些有序結(jié)構(gòu)板塊間存在流動的脂類 ，二者處于連貫的動態(tài)平衡 。

6. 1988年，提出"脂筏模型"。即脂雙分子層并不是一個完全均勻的二維流體，內(nèi)部存在富含膽固醇、鞘脂和特定種類膜蛋白的微區(qū)，這一區(qū)域較厚且較少流動，被稱為"脂筏";其如同一個蛋白質(zhì)停泊的平臺，與膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選均有密切的關(guān)系 。

化學(xué)組成

質(zhì)膜主要由膜脂和膜蛋白組成，另外還有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。動物細胞膜通常含有等量的脂類和蛋白質(zhì)。

質(zhì)膜的流動性對生物體有很大影響。溫度、ph、脂分子結(jié)構(gòu)、膽固醇等多方面影響流動性。古生菌的質(zhì)膜是由單層或單雙層交替的磷脂分子組成，因此流動性較差，抗逆性強。

膜脂

膜脂主要包括磷脂、糖脂和膽固醇三種類型。

(一)、磷脂

是構(gòu)成膜脂的基本成分，約占整個膜脂的50%以上。磷脂分子的主要特征:

具有一個極性頭和兩個非極性的尾(脂肪酸鏈)，但存在于線粒體內(nèi)膜和某些細菌質(zhì)膜上的心磷脂具有4個非極性的區(qū)域。

脂肪酸碳鏈為偶數(shù)，多數(shù)碳鏈由16，18或20個碳原子組成。常含有不飽和脂肪酸(如油酸)。

1、甘油磷脂

以甘油為骨架的磷脂類，在骨架上結(jié)合兩個脂肪酸鏈和一個磷酸基團，膽堿、乙醇胺、絲氨酸或肌醇等分子籍磷酸基團連接到脂分子上。

主要類型有:磷脂酰膽堿(phosphatidyl choline，PC，舊稱卵磷脂)、磷脂酰絲氨酸(phosphatidyl serine，PS)、磷脂酰乙醇胺(phosphatidyl ethanolamine ，PE，舊稱腦磷脂)磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol，PI)和雙磷脂酰甘油(DPG，舊稱心磷脂)等。

2、鞘磷脂

鞘磷脂(sphingomyelin，SM)在腦和神經(jīng)細胞膜中特別豐富，亦稱神經(jīng)醇磷脂，它是以鞘胺醇(sphingoine)為骨架，與一條脂肪酸鏈組成疏水尾部，親水頭部也含膽堿與磷酸結(jié)合。原核細胞和植物中沒有鞘磷脂。

(二)、糖脂

糖脂(圖4-5、4-6)是含糖而不含磷酸的脂類，普遍存在于原核和真核細胞的質(zhì)膜上，其含量約占膜脂總量的5%以下，在神經(jīng)細胞膜上糖脂含量較高，約占5-10%。糖脂也是兩性分子。其結(jié)構(gòu)與SM很相似，只是由一個或多個糖殘基代替了磷脂酰膽堿而與鞘氨醇的羥基結(jié)合。

最簡單的糖脂是半乳糖腦苷脂，它只有一個半乳糖殘基作為極性頭部，在髓鞘的多層膜中含量豐富;變化最多、最復(fù)雜的糖脂是神經(jīng)節(jié)苷脂，其頭部包含一個或幾個唾液酸和糖的殘基。神經(jīng)節(jié)苷脂是神經(jīng)元質(zhì)膜中具有特征性的成分。兒童所患的家族性白痴病(Tay-sachsdisease)就是因為在其細胞內(nèi)缺乏氨基己糖脂酶，不能將神經(jīng)節(jié)苷脂GM2 加工成為GM3，結(jié)果大量的GM2累積在神經(jīng)細胞中，導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化。神經(jīng)節(jié)苷脂本身就是一類膜上的受體，已知破傷風(fēng)毒素、霍亂毒素、干擾素、促甲狀腺素、絨毛膜促性腺激素和5-羥色胺等的受體就是不同的神經(jīng)節(jié)苷脂。

(三)、膽固醇

膽固醇僅存在真核細胞膜上，含量一般不超過膜脂的1/3，植物細胞膜中含量較少，其功能是提高脂雙層的力學(xué)穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)脂雙層流動性，降低水溶性物質(zhì)的通透性。如:在缺少膽固醇培養(yǎng)基中，不能合成膽固醇的突變細胞株很快發(fā)生自溶。

(四)、脂質(zhì)體

質(zhì)體(liposome)是一種人工膜。在水中磷脂分子親水頭部插入水中，疏水尾部伸向空氣，攪動后形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體，直徑25~1000nm不等。脂質(zhì)體可用于轉(zhuǎn)基因，或制備的藥物，利用脂質(zhì)體可以和細胞膜融合的特點，將藥物送入細胞內(nèi)部。

膜蛋白

膜蛋白是膜功能的主要體現(xiàn)者。據(jù)估計核基因組編碼的蛋白質(zhì)中30%左右的為膜蛋白。根據(jù)膜蛋白與脂分子的結(jié)合方式，可分為整合蛋白(integral protein)、外周蛋白(peripheral protein)和脂錨定蛋白(lipid-anchored protein)。

整合蛋白可能全為跨膜蛋白(tansmembrane proteins)，為兩性分子，疏水部分位于脂雙層內(nèi)部，親水部分位于脂雙層外部。由于存在疏水結(jié)構(gòu)域，整合蛋白與膜的結(jié)合非常緊密，只有用去垢劑(detergent)才能從膜上洗滌下來，如離子型去垢劑SDS，非離子型去垢劑Triton-X100。

蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域可以是1至多個疏水的α螺旋，形成親水通道的整合蛋白跨膜區(qū)域有兩種組成形式，一是由多個兩性α螺旋組成親水通道;二是由兩性β折疊組成親水通道。

外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面的蛋白質(zhì)分子或脂分子的親水部分結(jié)合，因此只要改變?nèi)芤旱碾x子強度甚至提高溫度就可以從膜上分離下來，有時很難區(qū)分整合蛋白和外周蛋白，主要是因為一個蛋白質(zhì)可以由多個亞基構(gòu)成，有的亞基為跨膜蛋白，有的則結(jié)合在膜的外部。

脂錨定蛋白(lipid-anchored protein)可以分為兩類，一類是糖磷脂酰肌醇(glycophosphatidylinositol，GPI)連接的蛋白，GPI位于細胞膜的外小葉，用磷脂酶C(能識別含肌醇的磷脂)處理細胞，能釋放出結(jié)合的蛋白。許多細胞表面的受體、酶、細胞粘附分子和引起羊瘙癢病的PrPC都是這類蛋白。另一類脂錨定蛋白與插入質(zhì)膜內(nèi)小葉的長碳氫鏈結(jié)合，如三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白(trimeric GTP-binding regulatory protein)的α 和γ亞基。

特化結(jié)構(gòu)

質(zhì)膜常帶有許多特化的附屬結(jié)構(gòu)。如:微絨毛、褶皺、纖毛、鞭毛等等，這些特化結(jié)構(gòu)在細胞執(zhí)行特定功能方面具有重要作用。由于其結(jié)構(gòu)細微，多數(shù)只能在電鏡下觀察到。

(一)微絨毛

微絨毛(microvilli)是細胞表面伸出的細長指狀突起，廣泛存在于動物細胞表面。微絨毛直徑約為0.1μm。長度則因細胞種類和生理狀況不同而有所不同。小腸上皮細胞刷狀緣中的微絨毛，長度約為0.6~0.8μm。微絨毛的內(nèi)芯由肌動蛋白絲束組成，肌動蛋白絲之間由許多微絨毛蛋白(villin)和絲束蛋白(fimbrin)組成的橫橋相連。微絨毛側(cè)面質(zhì)膜有側(cè)臂與肌動蛋白絲束相連，從而將肌動蛋白絲束固定。

微絨毛的存在擴大了細胞的表面積，有利于細胞同外環(huán)境的物質(zhì)交換。如小腸上的微絨毛，使細胞的表面積擴大了30倍，大大有利于大量吸收營養(yǎng)物質(zhì)。不論微絨毛的長度還是數(shù)量，都與細胞的代謝強度有著相應(yīng)的關(guān)系。例如腫瘤細胞，對葡萄糖和氨基酸的需求量都很大，因而大都帶有大量的微絨毛。

(二)皺褶

在細胞表面還有一種扁形突起，稱為皺褶(ruffle)或片足(lamllipodia)。皺褶在形態(tài)上不同于微絨毛，它寬而扁，寬度不等，厚度與微絨毛直徑相等，約0.1μm，高達幾微米。在巨噬細胞的表面上，普遍存在著皺褶結(jié)構(gòu)，與吞噬顆粒物質(zhì)有關(guān)。

(三)內(nèi)褶

內(nèi)褶(infolding，)是質(zhì)膜由細胞表面內(nèi)陷形成的結(jié)構(gòu)，同樣具有擴大了細胞表面積的作用。這種結(jié)構(gòu)常見于液體和離子交換活動比較旺盛的細胞。

(四)纖毛和鞭毛

纖毛(cilia)和鞭毛(flagella)是細胞表面伸出的條狀運動裝置。二者在發(fā)生和結(jié)構(gòu)上并沒有什么差別，均由9+2微管構(gòu)成。有的細胞靠纖毛(如草履蟲)或鞭毛(如精子和眼蟲)在液體中穿行;有的細胞，如動物的某些上皮細胞，雖具有纖毛，但細胞本體不動，纖毛的擺動可推動物質(zhì)越過細胞表面，進行物質(zhì)運送，如氣管和輸卵管上皮細胞的表面纖毛。纖毛和鞭毛都來源于中心粒。關(guān)于纖毛和鞭毛的詳細結(jié)構(gòu)和功能可參見第八章細胞骨架。

流動性

質(zhì)膜的流動性由膜脂和蛋白質(zhì)的分子運動兩個方面組成。

1.膜脂分子的運動

1. 側(cè)向擴散:同一平面上相鄰的脂分子交換位置(圖4-15)。

2. 旋轉(zhuǎn)運動:膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉(zhuǎn)。

3. 擺動運動:膜脂分子圍繞與膜平面垂直的軸進行左右擺動。

4. 伸縮震蕩:脂肪酸鏈沿著與縱軸進行伸縮震蕩運動。

5. 翻轉(zhuǎn)運動:膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層。是在翻轉(zhuǎn)酶(flippase)的催化下完成。

6. 旋轉(zhuǎn)異構(gòu):脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致異構(gòu)化運動。

質(zhì)膜和細胞膜的區(qū)別是什么？

質(zhì)膜和細胞膜的區(qū)別是，質(zhì)膜是每個細胞把自己的內(nèi)容物包圍起來的一層界膜又稱細胞膜，細胞膜主要是由磷脂構(gòu)成的富有彈性的半透性膜。細胞膜又稱為質(zhì)膜。細胞膜，核膜及細胞器膜統(tǒng)稱為生物膜。生物膜的結(jié)構(gòu)基本相同，都是磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架，蛋白質(zhì)以各種形式在磷脂雙分子層上。雙層膜就是兩層生物膜。

細胞膜基本結(jié)構(gòu)

細胞膜是細胞的基本結(jié)構(gòu)，具有復(fù)雜而重要的生理功能。具有物質(zhì)穿膜運輸，參與細胞內(nèi)外物質(zhì)交換和能量交換，維護細胞的形態(tài)，參與識別細胞，信息的接收和傳遞，參與細胞運動的功能。

細胞膜也稱質(zhì)膜，具有脂質(zhì)雙分子層，由蛋白質(zhì)，脂類，糖類分子之間相互作用及特定的組成結(jié)構(gòu)。使細胞膜具有維持細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，進行多種生命活動，保持與環(huán)境協(xié)調(diào)的功能。

質(zhì)膜，細胞膜，細胞質(zhì)膜這三者有什么區(qū)別

一般說三者是相同的,圍繞在細胞最外層,由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。

質(zhì)膜包在細胞外面，所以又稱細胞膜，它實際上是包圍在細胞表面的一層極薄的膜，主要由膜脂和膜蛋白所組成。質(zhì)膜的基本作用是維護細胞內(nèi)微環(huán)境的相對穩(wěn)定,并參與同外界環(huán)境進行物質(zhì)交換、能量和信息傳遞。另外, 在細胞的生存、生長、分裂、分化中起重要作用。

真核生物除了具有細胞表面膜外，細胞質(zhì)中還有許多由膜分隔成的各種細胞器，這些細胞器的膜結(jié)構(gòu)與質(zhì)膜相似，但功能有所不同，這些膜稱為內(nèi)膜(internal membrane)或胞質(zhì)膜(cytoplasmic membrane)。內(nèi)膜包括細胞核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜等。由于細菌沒有內(nèi)膜,所以細菌的細胞質(zhì)膜代行胞質(zhì)膜的作用。

質(zhì)膜具有什么特性

質(zhì)膜具有不對稱性和流動性，影響因素有溫度、ph、脂分子結(jié)構(gòu)、膽固醇、膜蛋白和膜脂的結(jié)合方式、離子強度。質(zhì)膜的流動性由膜脂和蛋白質(zhì)的分子運動兩個方面組成。

質(zhì)膜指包在細胞外面，所以又稱細胞膜。質(zhì)膜是原生質(zhì)體最外面的一層透明薄膜，外與細胞壁接觸，將細胞的內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境隔開。

質(zhì)膜不僅是區(qū)分細胞內(nèi)部與周圍環(huán)境的動態(tài)屏障，更是細胞物質(zhì)交換和信息傳遞的通道。質(zhì)膜和內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成等方面具有相似性，故總稱為生物膜。

質(zhì)膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。例如跨膜物質(zhì)運輸、細胞信息傳遞、細胞識別、細胞免疫、細胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動性密切相關(guān)。當(dāng)膜的流動性低于一定的閾值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停止，反之如果流動性過高，又會造成膜的溶解。

參考資料來源：百度百科-質(zhì)膜