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试述质膜的基本特性及其影响因素。
参考答案和解析
质膜具有特殊的理化性质,它们集中表现在2个方面:膜的不对称性和流动性。换句话说,不对称性和流动性是细胞膜最基本的特性。细胞膜的不对称性是由膜脂分布的不对称性和膜蛋白分布的不对称性所决定的。膜脂分布的不对称性表现在:①膜内层和外层所含脂质分子的种类不同;②膜内外磷脂层所带电荷不同;③膜内外层磷脂分子中脂肪酸的饱和度不同;④糖脂均分布在外层脂质中。 膜蛋白的不对称性主要表现在①糖蛋白的糖链主要分布在膜的外表面;②膜受体分子均分布在膜外层脂质分子中;③腺苷酸环化酶分布在膜的内表面。所以膜蛋白的分布是绝对不对称的。 膜的流动性是由膜内部脂质分子和蛋白质分子的运动性所决定的。膜脂的流动性和膜蛋白的运动性使得细胞膜成为一种动态结构。膜脂分子的运动表现在:①侧向扩散运动;②旋转运动;③摆动运动;④伸缩振荡运动;⑤旋转异构化运动;⑥翻转运动。膜蛋白的分子运动则包括侧向扩散运动和旋转扩散运动等。研究发现,有多种因素可影响膜脂或整个细胞膜的流动性:①胆固醇,这种分子分布于质膜的磷脂分子之间,其疏水的甾环区(尾部)与磷脂的脂肪酸链相互作用,可防止脂肪酸链的相互凝集从而维持细胞膜的流动性,防止温度降低时膜流动性的突然降低;同时,胆固醇分子还具有增强质膜稳定性的作用;②磷脂分子脂肪酸链的不饱和程度和链长,这两种因素对膜的流动性有显著影响;脂肪酸的不饱和程度越高说明所含双键愈多,而双键处易发生弯曲使磷脂的尾部难以靠近,其结果是磷脂分子的尾部排列较松,从而维持了膜的流动性;脂肪酸链如较长可使脂质分子尾部相互作用加强,膜的流动性下降;而短链则会减弱相互作用,使膜流动性升高;③卵磷脂与鞘磷脂的比例,这两种磷脂在结构上差别较大,流动性不同;卵磷脂不饱和程度高,链较短,故卵磷脂与鞘磷脂的比值高时膜流动性大;比值下降时膜的流动性随之下降。总之,流动性是质膜的一种基本特性,必须保持在适当程度才能保证质膜的正常功能。当细胞对其膜的流动性失去自我调节能力时将会发生膜的功能障碍或细胞病变。
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