细胞膜

      对于一个细胞来说，究竟是什么让其能够真正被称为是一个细胞呢？什么造就了细胞的整体性呢？你或许会说是细胞中心的细胞核，是为细胞提供能量的线粒体或者植物细胞中的叶绿体，的确，这两个存在都是细胞当中极其重要的，但是红细胞在失去细胞核之后仍可以以一个整体性的细胞的形象呈现出来，一个失去了线粒体或者说叶绿体的细胞可以说是一个马上就要死亡的细胞，但毕竟还是细胞。

      那么什么存在是在消失之后让整个细胞彻底泯灭了呢？我个人的答案是细胞膜，试想，任何细胞只要失去了细胞膜，那么无论细胞膜里面有多么精密的设施，也将立刻分散在无羁的自然环境中，完全无法被称为生命。细胞膜就像是一堵分离之墙一般，给生命留出了自己的小小空间，它确实看上去就没有细胞核中的核酸复杂，线粒体和叶绿体的精妙，可是它也正向在凶险的森林中给原始部落围出的高高的围墙，虽然相对之下简陋，却是一切生命得以产生的基础与源头。那么，生命的基石细胞膜，到底拥有哪些独特的能力，又是如何做到这一点的？

      经过人类宏观层面的探索，我们目前已知的细胞膜功能大概可以分为三种，首先，细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开，从而保障细胞内部环境的相对稳定，提供生命活动的场所。其次，细胞膜可以控制物质进出细胞，例如，将细胞需要利用的功能物质吸收进来，将细胞内部的代谢废物排出去，并且将大部分对细胞有害的物质阻挡在外。再者，细胞膜可以起到传递信息的功能，有具体分为三种方式，第一，细胞膜能够通过激素传递信息（例如胰岛素），第二，细胞膜可以直接通过接触其他细胞膜传递信息，第三，细胞膜可以通过建立起细胞膜之外的联系纤维来实现较远距离的信息直接传递（只出现在某些植物细胞中）。

    结构决定功能，组成决定性质，要想拥有以上所说的三种功能，细胞膜本身就必须要具有与之对应的结构，让我们一个一个对其开始分析。

    一：细胞膜是如何形成细胞独立空间的？

    对于大部分处于无机自然世界的物质，水都是非常非常好的溶剂，很多物质只要遇到水，就可能会分散成很多自由移动的离子，就算不能，也有可能被拆分成非常非常微小的微粒，可我们日常生活中有一种非常常见的物质并非如此：想象一下你吃的满嘴流油之后去洗手的场景，那种粘粘糊糊的不适感很多人应该都亲身体验过吧，没错，这种物质就是脂质，一般来说具有比较强烈的疏水性，如果脂质能够包围住整个细胞膜，可想而知整个细胞膜应该便可以相对独立的在水中存在了。

    然而这就没有一点问题了吗？显然并不是，虽然一个圆圆的脂肪球能够隔绝水，但在隔绝水的同时，这一脂肪球也大大加大了细胞内外物质交通的难度，一个物质想要进出细胞，首先还得穿过粘乎乎的巨大脂肪层，并且努力跨越因为疏水性产生的在脂肪与水之间的间隔， 简直太没有效率了。想要变得有效率，细胞膜就应该在具有疏水性的前提之下，也可以具备与水亲合的能力，使得物质内外进出顺畅。这听起来有些反直觉，一个细胞膜怎么可能同时具有疏水性和亲水性，但生物就是这么神奇，有一种神奇的蛋白质正好可以满足细胞膜的需要，它就是磷脂。

    磷脂拥有非常独特的外形，它的顶部呈现近球状，拥有亲水性，尾部分出来两条分叉，呈现疏水性。当按照下图所示的方法排列起来时，刚好能够满足具有一定的输水性但同时也可以以水亲密接触的需求，我们也由此确定了细胞膜整体的外形结构。

    但磷脂就这么一种，如何实现控制物质进出和传递信息的功能呢？这两类功能涉及对物质的筛选，简简单单的脂类物质应该不具备这个能力，事实也的确如此，在细胞膜当中，真正实现上述两种功能的是我们之前说过的一种几乎参加了所有生命活动的物质：蛋白质。蛋白质以某种规律分布在双层磷脂组成的细胞膜整体架构中（就像被镶嵌在一层膜上一样）其中有一些蛋白是专门负责接收和传播信息的，另一些则在细胞膜上形成了狭窄的孔道，帮助物质进行跨膜流动，其中又有部分的糖类物质对其功能进行辅助。

      那么综上，我们便已经可以构建细胞膜的一个非常直观的模型：镶嵌模型，用简洁的话语来描述的话，镶嵌模型的基本支架是磷指双分子层蛋白质以不同形式镶嵌在磷脂双分子层中，呈现如下的样貌。随着科学技术的越来越发达，通过更为先进的射电显微镜，人们确切地证实了这一模型架构。

      可问题又又又又来了，生命体，特别是动物生命体，是多么好动的存在啊！现在尝试捏一捏你的皮肤，这是多么的柔软！如果我们构建的镶嵌模型细胞膜是一个静态结构，能否支撑这样的活动性？应该不太能，那么又如何证明镶嵌模型细胞膜并不是静态的呢？科学家们在漫长的实验中找到了方法，他们将小鼠的细胞膜和人体的细胞膜分离出来之后放在一起，随后静置了一段时间，神奇的发现两个细胞膜呈现出来融合现象。如果细胞膜像钢铁一样固定，融合是不现实的，所以细胞膜必然一直不停地进行流动。通过这个实验，镶嵌模型正式变为流动镶嵌模型。

      那么，这就是细胞膜的整体功能和结构，细胞膜看起来只是简简单单的一个膜，可却是如此基础性的，底层性的生命结构，正如大楼的建造不能没有地基，生命的存在也实在不能没有“膜”。

      而对于生活在宏观世界的我们，其实也拥有一层无形的膜，它们是我们做一切事情的基础，是一切发展的源头，这种基础可以是能力方面的底层逻辑，可以是人得以为人的主体性，甚至可以是日常的收纳习惯，虽然它们在平常的生活中看起来没那么起眼，也在我们的日常教育与生活中经常被忽视，却实际上起到了颠覆性的作用。