大家好，我是董師魁首妖。今天我的演講主題是細(xì)胞物質(zhì)的進(jìn)出。
生命生存在這一世間益缎，為了保證基本的生存發(fā)展颤诀，獲取能量以及進(jìn)行物質(zhì)交換是生命必備的一環(huán)字旭。食物在進(jìn)入個(gè)體后，能夠提供為生命活動(dòng)服務(wù)的能量崖叫，同時(shí)成為構(gòu)成我們身體的物質(zhì)基礎(chǔ)的一部分遗淳。生命也可能會(huì)自行產(chǎn)生物質(zhì)，與環(huán)境互動(dòng)心傀。但是屈暗，這些物質(zhì)唯有進(jìn)入生命體最基本的單位—細(xì)胞中才可以發(fā)揮作用。那么脂男，這些物質(zhì)究竟是如何與細(xì)胞互動(dòng)的养叛？小小的細(xì)胞有什么樣的結(jié)構(gòu)和功能能夠決定物質(zhì)的進(jìn)出，從而把控自己的命運(yùn)疆液？
盡管細(xì)胞及其微小一铅，但麻雀雖小五臟俱全，在構(gòu)成生命的四個(gè)要素的最后一個(gè)中堕油，便提到了那個(gè)身在生命系統(tǒng)邊境的男人～細(xì)胞膜潘飘。唯有他的存在肮之，使得生命成為區(qū)別于其它存在者的真正個(gè)體。它縮小了構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)之間的距離卜录，提升能量運(yùn)轉(zhuǎn)的速率戈擒，得以驅(qū)動(dòng)生命。但是我們不能忘記它還有另外一個(gè)作用：控制物質(zhì)的進(jìn)出艰毒。
那么細(xì)胞膜有什么構(gòu)成才可以有如此功能筐高？生命從誕生之初起就離不開水。為了讓城墻具備穩(wěn)定性丑瞧，所以構(gòu)成基礎(chǔ)必須是不溶于水的物質(zhì)柑土。正好，脂質(zhì)就不溶于水绊汹。有了基本材料稽屏，結(jié)構(gòu)是什么呢？經(jīng)過科學(xué)家檢測西乖，細(xì)胞膜中所含有的脂質(zhì)分子是表層的兩倍狐榔！這是為什么？這是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)外都是充滿水的環(huán)境获雕，而紙質(zhì)本身是沒有極性的薄腻，油不溶于水。盡管這保證了穩(wěn)定届案，但是細(xì)胞也需要用水啊庵楷。而構(gòu)成細(xì)胞膜的特殊脂質(zhì)～磷脂就包含頭尾兩個(gè)部分，分別具備親水和疏水的性質(zhì)萝玷。所以細(xì)胞膜有雙分子層的結(jié)構(gòu)嫁乘，保證內(nèi)外同時(shí)具備親水的性質(zhì)。除此之外球碉，經(jīng)觀察蜓斧，細(xì)胞膜表面分布著大量的糖蛋白和糖脂。他們的主要作用是識(shí)別外來物質(zhì)睁冬。如果不清楚什么物質(zhì)擁有進(jìn)出的特權(quán)挎春，那么生命并無法做出正確的判斷，從更好的生存豆拨。
清楚了結(jié)構(gòu)直奋，我們就需要明白細(xì)胞模式如何實(shí)現(xiàn)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)摹?/p>
這點(diǎn)我們可以參考生活經(jīng)驗(yàn)，例如施禾，將鹽撒在黃瓜果肉上會(huì)出現(xiàn)水脚线，受過鹽水浸泡的洋蔥表皮細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離。從歸納中弥搞，可見兩現(xiàn)象都具共同點(diǎn)邮绿，那就是都有水分子的遷移渠旁，且細(xì)胞存在于外界液體濃度大于自身細(xì)胞質(zhì)濃度的環(huán)境中。而且船逮，一個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以證明此現(xiàn)象顾腊。將一個(gè)漏斗大口套上一層只能使水分子通過的半透膜，在灌上糖水挖胃，并置于清水中杂靶，就可以發(fā)現(xiàn)漏斗的液面在升高。而當(dāng)我們將濃度大的一側(cè)進(jìn)行壓縮酱鸭，那么清水瓶中的水就會(huì)增多吗垮，這也是現(xiàn)今階段海水淡化的基本原理。造成這種現(xiàn)象的宏觀因素是因?yàn)闈舛炔畎妓瑁瑢?shí)際上是分子勢能的體現(xiàn)抱既。在我看來，這是一種讓溶液整體趨于穩(wěn)定均一的方式扁誓，兩部分液體這是因?yàn)橛薪蝗诓艜?huì)產(chǎn)生這現(xiàn)象。當(dāng)然了蚀之，運(yùn)輸效率會(huì)伴隨濃度差的減小變低蝗敢。
原理我們懂了，大家肯定會(huì)問足删，水分子是從什么地方通過的呢寿谴？這就是存在于磷脂分子之間的間隙。很多氣體失受，比如氧氣氮?dú)舛趸己鸵掖嫉榷伎梢杂眠@樣的方式進(jìn)出讶泰。但是磷脂雙分子層之間的間隙很小，其滲透作用很慢拂到，不能滿足細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的需求痪署。通過觀察，磷脂分子群落中鑲嵌著很多蛋白質(zhì)兄旬。這些蛋白質(zhì)有著聯(lián)通細(xì)胞內(nèi)外的管道狼犯，可以在物質(zhì)含量梯度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)大量的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)领铐。這便是為人所知的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白悯森。轉(zhuǎn)移蛋白可以使水、葡萄糖绪撵、氨基酸瓢姻、核苷酸等。但是音诈，這么一個(gè)大口子幻碱，會(huì)不會(huì)有點(diǎn)像一所別墅沒有關(guān)門一樣绎狭，不太安全？沒錯(cuò)收班，細(xì)胞與我們有同樣的擔(dān)憂坟岔，但是他們憑藉自身的創(chuàng)造力將蛋白質(zhì)進(jìn)行了分類。我們前面所說的叫通道蛋白摔桦，同時(shí)也存在一種蛋白社付，專門為有特定任務(wù)、使命的物質(zhì)作為通道邻耕。這便是載體蛋白鸥咖。在他們身上發(fā)生的運(yùn)輸，有另一個(gè)響亮的名字：主動(dòng)運(yùn)輸兄世。
所以接下來就來到了第二部分啼辣。在人體中，順含量梯度差運(yùn)輸?shù)姆绞竭€不能滿足細(xì)胞御滩，對(duì)于物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男枨笈概 ＠缟眢w中甲狀腺腺細(xì)胞，需要通過不斷吸收碘元素滿足生理需求削解，紅細(xì)胞逆含量梯度差吸收鉀離子富弦，小腸管道中的細(xì)胞也需要在內(nèi)部養(yǎng)分濃度高的情況下吸收新的養(yǎng)分。如果完全憑借順濃度梯度差運(yùn)輸氛驮，細(xì)胞無法做出自我選擇腕柜。所以，載體蛋白的存在就是為了讓自己占據(jù)主動(dòng)性矫废，實(shí)現(xiàn)逆含量梯度差的跨膜運(yùn)輸盏缤。但在這種情況下，細(xì)胞便失去了物質(zhì)含量梯度差的分子勢能動(dòng)力蓖扑，所以蛋白質(zhì)需要消耗能量唉铜，也就是ATP，來完成這一使命赵誓。
而通過這些現(xiàn)象打毛，我們大概可以了解載體蛋白的運(yùn)載對(duì)象的都是指定的物質(zhì)。通過電子顯微鏡的觀察和實(shí)驗(yàn)探究俩功，可以發(fā)現(xiàn)這些載體蛋白有很強(qiáng)的專一性幻枉。比如鉀-鈉離子泵，可以通過磷酸化的方式改變自身結(jié)構(gòu)诡蜓，形成一個(gè)拼圖類的卡扣熬甫，讓水合離子“卡”在其中，再運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)/外蔓罚。而且椿肩，這些離子泵不會(huì)在一次運(yùn)輸中產(chǎn)生其他行為反應(yīng)瞻颂，而是像工廠中的流水線一樣一輪接著一輪。所以郑象，載體蛋白有飽和性贡这，這也是限制主動(dòng)運(yùn)輸效率的因素之一。
載體蛋白的出現(xiàn)讓生命體主動(dòng)性加成明顯厂榛。有一類植物盖矫，可以通過調(diào)節(jié)自身內(nèi)外物質(zhì)含量的方式保存供給生命活動(dòng)的最合理限度的水分。如果是鹽堿地環(huán)境击奶，我會(huì)多吸收一些離子辈双，防止失水。如果是清水環(huán)境柜砾，我會(huì)釋放出一些離子湃望，防止因?yàn)檫^度吸水而造成細(xì)胞破裂。這簡直是一場大創(chuàng)造痰驱！
由此我們可以得出總結(jié)論：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式主要分為兩種证芭，一種是被動(dòng)運(yùn)輸，一種是主動(dòng)運(yùn)輸担映。在被動(dòng)運(yùn)輸中檩帐，又分為協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散。兩者的動(dòng)力來源都是細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度差（順）造成的分子勢能另萤。協(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的幫助，而自由擴(kuò)散诅挑，只需要細(xì)胞膜上磷脂分子的間隙四敞。兩者的擴(kuò)散作用都不需要能量。而主動(dòng)運(yùn)輸則建立在依靠蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)上拔妥，并且完全是載體蛋白忿危，同時(shí)需要能量的消耗。
那么細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸就此結(jié)束了嗎没龙？沒有铺厨。其實(shí)，有一些大分子有機(jī)物既沒辦法通過細(xì)胞膜縫隙也沒有辦法通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入細(xì)胞硬纤，但卻有不可比擬的重要性解滓。那么他們?cè)撛趺催M(jìn)入？早在初中筝家，我們了解過一種真核生物洼裤，名為變形蟲。他們能夠改變自己細(xì)胞膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)溪王，將食物用自己的細(xì)胞膜包圍腮鞍，并在內(nèi)部消化值骇。代謝完之后的廢物，也會(huì)通過小型囊泡被變形蟲釋放到細(xì)胞外部移国，囊泡又會(huì)與細(xì)胞膜歸為一體吱瘩！這多么神奇呀！想必大家應(yīng)該猜到了迹缀，這就是細(xì)胞膜的胞吞和胞吐使碾。前者是在外層蛋白質(zhì)識(shí)別物質(zhì)之后，利用自己的細(xì)胞膜將外物包裹形成囊泡裹芝，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行處理部逮。而后者則是用囊泡將代謝大分子廢物排出細(xì)胞外，并且不需要耗費(fèi)任何能量嫂易。結(jié)構(gòu)形態(tài)的改變兄朋，居然也可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的進(jìn)出，看來沒有什么能夠難倒生命怜械。能夠有這樣的作用也歸咎于細(xì)胞具備流動(dòng)鑲嵌模型颅和，提供了如此靈活性和可能性。
以上就是細(xì)胞控制物質(zhì)進(jìn)出的奧秘和訣竅缕允。我們從中可以看到生命的創(chuàng)造性無與倫比峡扩。為了獲得自主性，演化出多項(xiàng)功能障本〗探欤或許，我們也應(yīng)該像他們一樣驾霜，在現(xiàn)實(shí)生活中案训，不斷尋求生命的價(jià)值和意義，找到自己的主動(dòng)性粪糙，并活出來强霎，成為“化身”。
最后蓉冈，我想借此提一個(gè)現(xiàn)象城舞。在生產(chǎn)力業(yè)大大發(fā)展和物質(zhì)及其豐富的今天，人們的擔(dān)憂從先前的吃不飽變成了害怕吃得多寞酿，現(xiàn)在的富貴病甚至比匱乏病來得更多家夺，更危險(xiǎn)。其根本原因還是在于當(dāng)今社會(huì)豐富的飲食資料伐弹，與生命系統(tǒng)的底層微型邏輯不符秦踪。在生命的演化發(fā)展當(dāng)中，沒有取之不盡的食物，所以身體會(huì)盡可能的吸收椅邓、利用攝入的營養(yǎng)柠逞。腎小管的重吸收作用就是最好的例子。所以景馁，生命仍舊會(huì)不顧一切的吸收營養(yǎng)板壮，從而形成營養(yǎng)過剩，并造成器官的負(fù)荷運(yùn)行合住。所以在今天绰精，我們排斥暴飲暴食，倡導(dǎo)適可而止透葛，與合理的調(diào)節(jié)飲食結(jié)構(gòu)笨使，都是具備意義的。這于每個(gè)人而言都很重要僚害。只有實(shí)現(xiàn)精神自我和物質(zhì)自我的良性互動(dòng)硫椰，才能讓個(gè)人得以良性發(fā)展，不管是從生理層面還是精神層面萨蚕。這也是每一個(gè)人靶草，應(yīng)然的使命。
