① 生物膜为什么具有流动性
一般来说,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大.温度对膜脂的运动有明显的影响,各种膜脂都具有不同的相变温度,在生物膜中膜脂的相变温度是由组成生物膜的各种脂分子的相变温度决定的.
胆固醇对膜的流动性也起着重要的调节作用.胆固醇分子既有与磷脂分子相结合限制其运动的作用,也有将磷脂分子隔开使其更易流动的作用.
生物膜的结构特点
(一)生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型
1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持.这种生物膜结构模型的主要特征是
1、流动性:流动性是生物膜的主要特征.大量研究结果表明,合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用.例如能量转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关.
生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动.膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动.如图:
侧向运动是膜脂分子在单层内与临近分子交换位置,是一种经常发生的快运动.翻转运动是膜脂双分子层中的一层翻至另一层的运动,这种运动方式很少发生,对膜的流动性不大.
膜的流动性主要与膜脂中的脂肪酸碳链长短及饱和度有关.膜脂双层结构中的脂类分子,在一定温度范围内,可呈现即具有晶体的规律性排列,又具有液态的可流动性,即液晶态.在生理条件下,生物膜都处于此态,当温度低于某种限度时,液晶态即转化为晶态,此时,膜脂呈凝胶状态,粘度增大,流动性降低,生物膜功能逐渐丧失.
胆固醇是膜流动性的调节剂,它可以抑制温度所引起的相变,防止生物膜中的脂类转向晶态,防止低温时膜流动性急剧降低.生物膜的流动性是膜生物学功能所必需,许多药物的作用可能通过影响膜的流动性实现,如麻醉药的作用可能跟增强膜的流动性有关.
生物膜的流动性使膜上的蛋白质类似船在水上漂游,但是蛋白质插入膜的深度并不改变.大部分膜脂与蛋白质没有直接作用,只有少部分膜脂与膜蛋白结合成脂蛋白,形成完整的功能复合物.
2、生物膜结构的两侧不对称性
(1) 膜脂两侧分布不对称性 这种不对称分布会导致膜两侧的
电荷数量、流动性等的差异.这种不对称分布与膜蛋白的定向分布及功能有关.
(2)膜糖基两侧分布不对称性 质膜上的糖基分布在细胞表面,而细胞器膜上的糖基则分布全部朝向内腔.这种分布特点与细胞互相识别和接受外界信息有关.
(3)膜蛋白两侧分布不对称性 膜蛋白是膜功能的主要承担者.不同的生物膜,由于所含的蛋白质不同而所表现出来的功能也不同.同一种生物膜,其膜内、外两侧的蛋白质分布不同,膜两侧功能也不同.膜两侧的蛋白分布不对称是绝对的,没有一种蛋白质同时存在于膜两侧.
生物膜结构上的两侧不对称性,保证了膜功能具有方向性,这是膜发挥作用所必须的.例如,物质和一些离子传递具有方向性,膜结构的不对称性保证了这一方向性能顺利进行.
② 生物膜具有流动性的原因是原因是
生物膜的流动性是指膜的形态(厚薄)及蛋白质分子的移动。
根本原因是磷脂分子不是通过化学键的作用形成稳定的结合,而是通过基团间的作用力结合;而蛋白质的移动的根本原因是蛋白质分子的结构可以根据环境条件产生异构或其他作用,改变分子结构。
③ 细胞膜具有流动性的原因
细胞膜是由磷脂双分子层和镶嵌、贯穿在其中及吸附在其表面的蛋白质组成的,磷脂双分子层疏水的尾部在内,亲水头部在外。饱和程度高的脂肪酸链因紧密有序地排列,因而流动性小;而不饱和脂肪酸链由于不饱和键的存在,使分子间排列疏松而无序,相变温度降低,从而增强了膜的流动性。所以细胞膜也具有流动性。
细胞膜流动性的影响因素
1、温度:在一定温度下,磷脂分子从液晶态(能流动具有一定形状和体积的物态)转变为凝胶状(不流动)的晶态。这一能引起物相变化的温度称为相变温度。细胞膜磷脂分子相变温度越低,细胞膜磷脂分子流动性就越大;反之,相变温度越高,细胞膜磷脂分子的流动性也就越小。
2、细胞膜磷脂分子的脂肪酸链:脂肪酸链的长度对细胞膜磷脂分子的流动性也有影响:随着脂肪酸链的增长,链尾相互作用的机会增多,易于凝集(相变温度增高),流动性下降。
3、胆固醇:胆固醇对细胞膜磷脂分子流动性的调节作用随温度的不同而改变。在相变温度以上,它能使磷脂的脂肪酸链的运动性减弱,从而降低细胞膜磷脂分子的流动性。而在相变温度以下时,胆固醇可通过阻止磷脂脂肪酸链的相互作用,缓解低温所引起的细胞膜磷脂分子流动性剧烈下降。
4、卵磷脂/鞘磷脂比值,比值越高,膜流动性越大
5、脂双层中嵌入的蛋白质越多,膜流动性越小
④ 细胞膜具有流动性的原因
膜结构中的蛋白质和脂质具有相对侧向流动性;细胞膜是由磷脂双分子层和镶嵌、贯穿在其中及吸附在其表面的蛋白质组成的,磷脂双分子层疏水的尾部在内,亲水头部在外。磷脂由分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的.磷脂双分子层是轻油般的液体,具有流动性.蛋白质分子有的镶在磷脂分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层.大多数蛋白质分子也是可以运动的。所以细胞膜也具有流动性。比较经典的证明是用仙台病毒介导完成不同小鼠染色细胞的融合,一段时间后,红与绿是均匀点状分布于细胞膜周围,说明膜是具有流动性的。
原因:构成细胞膜的磷脂双分子层和蛋白质分子是运动的,包括纵向和横向运动。
⑤ 为什么细胞膜具有流动性
膜的流动性主要由膜脂双层的状态变化引起的。在生理条件下,膜脂多呈现液晶态,温度下降到某点时,则变为晶态,一定温度下,晶态又可以熔解再变成为液晶态。由于膜脂多呈现液晶态,具有液晶态的流动性,而膜脂的流动是膜流动的主要因素。
顺便说一句,一楼的,构成细胞膜的是蛋白质和脂,其中占膜脂50%以上的是磷脂,膜上没有磷酸,磷酸是膜上蛋白酶磷酸化和去磷酸化才出现,并不是大量的。
⑥ 生物膜具有流动性的原因是原因是
生物膜是一种动态的结构,具有膜脂的流动性和膜蛋白质的运动性。膜的流动性是指膜内部的脂和蛋白质分子的运动性。膜的流动性不仅是膜的基本特性之一,也是细胞进行生命活动的必要条件。
生物中除某些病毒外,都具有生物膜。真核细胞除质膜(又称细胞膜)外,还有分隔各种细胞器的膜系统,包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、叶绿体膜、液泡、过氧化酶体膜等,其中内膜系统包括核膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜;
液泡(包括内体和分泌泡),但不包括线粒体膜和叶绿体膜。生物膜形态上都呈双分子层的片层结构,厚度约5~10纳米。其组成成分主要是脂质和蛋白质,另有少量糖类通过共价键结合在脂质或蛋白质上。不同的生物膜有不同的功能。
(6)生物膜为什么具有流动性扩展阅读:
分子形态
其分子形态包括一个亲水性的极性头部和疏水性的脂肪酰链尾部。这种两亲性特性维持了膜结构的稳定性。亲水性头部朝向水相,疏水性尾部避水彼此聚集,这种作用称为疏水相互作用。
脂质分子的双分子层排列实质上是一种熵(熵的定义式是:dS=dQ/T)的效应,满足热力学的稳定性要求,是溶液中氢键、分子间的诱导力、取向力、色散力等作用的综合结果。具有两条疏水性尾巴的磷脂分子在水相中彼此形成稳定的双分子层;
对于只有一条疏水性尾巴的去垢剂、溶血磷脂等两亲性分子,则形成微团的结构;而那些尾部截面积大于头部的磷脂,则往往能形成另一种相──六角形Ⅱ相脂质的堆积特性及其形成的结构]就形成双分子层的“脂质-水”系而言,根据浓度、温度、溶液中离子种类和pH等。
又会形成L(脂肪酰链呈液状自由运动的片层)、L[beta](脂肪酰链呈直伸状且和膜面成一定倾角的片层)、L[beta](脂肪酰链呈垂直于膜面的直伸状片层)、P[beta](膜面呈波纹弯曲的片层)等各种相。 生物膜的脂质组成种类繁多,而且,还包含一定数量的胆固醇,所以“相”的类别多而复杂。
⑦ 细胞膜为什么具有流动性
细胞膜的流动性是它的结构决定的。根据膜的流体镶嵌模型理论,膜是由脂质双分子层和镶嵌在其中的蛋白质组成。脂质分子由一个亲水端和一个疏水端组成,2排脂质分子以疏水端相对,彼此间以微弱的氢键相连。蛋白质或铺在类脂双分子层的表面,或者穿插在脂质双分子层之间。脂质双分子层的分子之间的氢键可以瞬时打开,也能瞬时相连,这样,类脂的2排分子可以在彼此的表面滑动,或者说流动。如图,小的球形示意脂质的亲水端,细长的线示意疏水端,不规则大的图形示意蛋白质。
⑧ 什么是生物膜的流动性
生物膜的流动性,是指生物膜的结构特点,因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质是运动的,所以生物膜的结构具有一定的流动性。
⑨ 生物膜的流动性和选择透过性要怎么区别
“选择透过性”是生物膜的功能特性,是指疏水性小分子(如氧气、二氧化碳、氮气等)、不带电荷的极性小分子(如水、甘油、尿素等)这些物质比较容易通过“磷脂双分子层”,而极性的大分子(如葡萄糖、蔗糖)、离子(通过离子通道蛋白进出细胞)不易通过自由扩散进出细胞。
“流动性”是生物膜的结构特性,是指膜脂之间、膜脂和膜蛋白之间的相互作用 而导致细胞或细胞器可以在内环境或细胞基质中流动。(参考“磷脂双分子层”结构模型:膜脂和膜蛋白都可以通过侧向扩散来运动,膜蛋白在膜上的分布是不对称的)
区分点就是“选择透过性”是对物质运输而言的,“流动性”是生物膜自身的相对运动造成的。
细胞膜功能
(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部环境,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)识别和传递信息功能(主要依靠糖蛋白);
(6)物质转运功能:细胞与周围环境之间的物质交换,是通过细胞膜的转运功能实现的。
2细胞膜的主要成分
(1)按组成元素分:构成细胞膜的成分有磷脂,糖蛋白,糖脂和蛋白质。
(2)按组成结构分:磷脂双分子层是构成细胞膜的的基本支架。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,含有少量糖类。其中部分脂质和糖类结合形成糖脂,部分蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。
(3)化学组成:细胞膜主要由脂质(主要为磷脂)、蛋白质和糖类等物质组成;其中以蛋白质和脂质为主。在电镜下可分为三层,即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带,中间夹有一条厚2.5nm的透明带,总厚度约7.0~7.5nm左右这种结构不仅见于各种细胞膜,细胞内的各种细胞器膜如:线粒体、内质网等也具有相似的结构。
⑩ 细胞膜为什么具有流动性
1.构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多不是静止的,而是可以运动的。
2.磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。
3.大多数蛋白质分子也是可以运动的。
4.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。