《細胞膜——系統的邊界》
任何系統都有邊界。例如,使人體內部與外界分割開的皮膚和黏膜,就是人體的邊界;一個國家有陸地、海域、領空的邊界。邊界對系統的穩態至關重要。細胞作為一個基本的生命系統,它的邊界就是細胞膜。
細胞膜的成分
研究細胞膜的化學組成,首先要把細胞膜與細胞的其他組分分離開。怎樣獲得細胞膜呢?
許多有關細胞膜化學組成的資料,都來自對哺乳動物紅細胞膜的研究。研究發現,細胞膜主要由脂質和蛋白質組成。此外,還有少量的糖類。其中脂質約占細胞膜總量的50%,蛋白質約占40%,糖類占2%-10%。在組成細胞膜的脂質中,磷脂最豐富。蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用,因此,功能越復雜的細胞膜,蛋白質的種類和數量越多。
細胞膜的功能
作為系統的邊界,細胞膜在細胞的生命活動中起什么作用呢?
將細胞與外界環境分隔開 人們普遍認為生命起源于原始的海洋,原始海洋中的有機物逐漸聚集并且相互作用,演化出原始的生命。在原始海洋這盆稀薄的熱湯中,膜的出現是生命起源過程中至關重要的階段,它將生命物質與外界環境分隔開,產生了原始的細胞,并成為相對獨立的系統。細胞膜保障了細胞內部環境的相對穩定。
控制物質進出細胞 細胞膜像海關或邊防檢查站,對進出細胞的物質進行嚴格的“檢查”。細胞需要的營養物質可以從外界進入細胞;細胞不需要,或者對細胞有害的物質不容易進入細胞。抗體、激素等物質在細胞內合成后,分泌到細胞外,細胞產生的廢物也要排到細胞外;但是細胞內的核酸等重要成分卻不會流失到細胞外。當然,細胞膜的控制作用是相對的,環境中一些對細胞有害的物質有可能進入;有些病毒、病菌也能侵入細胞,使生物體患病。
進行細胞間的信息交流 在多細胞生物體內,各個細胞都不是孤立存在的,它們之間必須保持功能的協調,才能使生物體健康地生存。這種協調性的實現不僅依賴于物質和能量的交換,也有賴于信息的交流。
細胞間信息交流的方式多種多樣,如圖3-2所示。
多細胞生物體是一個繁忙而有序的細胞社會。如果沒有信息交流,生物體不可能作為一個整體完成生命活動。細胞間的信息交流,大多與細胞膜的結構和功能有關。
除了以上提到的幾種功能外,你認為細胞膜還可能具有哪些功能?
植物細胞在細胞膜的外面還有一層細胞壁,它的化學成分主要是纖維素和果膠。細胞壁對植物細胞有支持和保護作用。
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孫老師
女,中教高級職稱
市優秀教師,優秀班主任,骨干教師,先進工作者,所撰寫的論文多次獲省優秀論文一等獎。