生命世界中的极性
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２ 细胞 水 平 的极 性
氨 基 酸是 组 成 蛋 白质 的单 体 。在组 成 蛋 白质 的
２ ０种 氨基 中 ， Ｒ基 的性 质决 定 了氨基 酸 的种类 。根 据
Ｒ基 极性 不 同 ， 可将 氨 基酸 分 为极 性 （ 亲水 性 ） 氨基 酸 和非 极性 （ 水 性 ） 疏 两类 。例 如 丝氨 酸 （ｅ） Ｒ基 含 Ｓｒ的 有 一 个 羟 基 ， 氨 酸 （ ｌ） Ｒ基 含 有 一 个 羧 基 ， 谷 Ｇｕ 的 都 是亲 水 的极 性氨 基 酸。 性氨基 酸对 于蛋 白质溶 解 于 极 细胞 内的水性 溶 液具 有协 助作 用 。 另外 ， 每个 氨基 酸分 子在 水溶 液 中是 以两 性 离子 的极 性 状态存 在 的。这 在一定 程 度上 ， 得 蛋 白质 既 使 能 和 酸作 用 ， 能 和碱 作 用 ， 而 表 现 出两 性 电解 质 也 从
李希 明 （ 南省安 阳市滑县第六 高级 中学 河 南安 阳 河 ４６ ０ ） ５４ ０
摘 要 从 分子 、 细胞 、 器官 等水 平 ， 次呈现 了诸 多极 性 类型 ， 依 并结 合典 型 实例 作 了简要 分析 。
关 键词 生命 极 性
中图分 类 号
Ｑ ４ 一９
文 献标 识码
生物 膜 的流动 镶嵌模 型告 诉 我们 ， 中 的蛋 白质 膜 和脂 质 的分 布是不 对称 的 。也就 是说 ， 构成 脂 双层 的 内外 两层 脂 质 分子 的种类 （ 如饱 和脂 类 和不 饱 和脂 类） 和含 量有 很大 差异 。 同样 ， 白质在膜 结构 中 的分 蛋 布 位 置 （ 外周 膜 蛋 白和 内在膜 蛋 白 ） 如 和数 量 的差异
一
此 外 ， 只存 在 于细 胞膜 外 ， 分 与 蛋 白质 结 合 糖 部
Ｅ
生命世界之中， 『是生物生长发育过程 中普遍 极生
存 在 的现 象 ， 常 是 指在 器 官 、 织 甚 至 细胞 中在 不 通 组 同 的轴 向上 存 在 某种 形 态 结 构 和生 理 生 化上 的梯 度 差异 。极 性 的实 质可 以追 踪到 生命 的分子 水平 ， 内 在 外 因素 的共 同作 用机 制下 ， 以维 持 机体 的正 常生命 活
第 ２ ７卷 第 １ Ｏ期
２ １ ０ １拄
中学 生 物学
Ｍｉ ｄ ｅ Ｓ ｈ ｏ Ｂ ｏｏ ｙ ｄ ｌ ｃ ｏ ｌ ｉ ｌ ｇ
Ｖ０．７Ｎｏ１ Ｊ ．Ｏ ２
２ １ ０ｌ
文 件 编 号 ： ０ ３—７ ８ （０ １ １ １０ ５ ６ ２ １ ）０—０ ０ ０ ３—０ ２
生命世界 中的极 性
也 很大 。
３ 一
等１ ，而这些基团中氧原子或氮原子都有较强的吸引 共用 电子 的能力 的缘 故 。 使得 含有 极性 功能 基 团 的 这
生物 大 分子 也具 有极 性表 现 。譬如 ， 脂是 一 种 由甘 磷
油、 脂肪酸和磷酸所组成的具有双重极性的分子。其 中 ， 酸 的一 端 是极性 头 （ 磷 亲水 性 ） 而脂 肪 酸 的一端 是
细胞 ， 细胞 内外的信号可使神经细胞形成一个细长的 轴 突和多 个短 而逐 渐变 细的树 突 。一般 而 Leabharlann Baidu ， 突发 轴
出信息 ， 突接受信息 ， 树 从而实现细胞间单 向的信息 传递 。事 实上 ， 植物 受精 卵第 一次 分裂 成茎 细胞 和顶 端 细胞就 是极性 现 象 。在 植物 体 内 ， 长素 是 唯一具 生
在 诸多 种类 的蛋 白质 中 ， 微管 和微丝 是 构成 细胞 骨架 的重要 成分 。 们 的装配 行为 亦表 现 出动态 的极 它 性 现象 。微 管 由 仅和 Ｂ两种类 型 的微 管蛋 白组 成 ， 以 ｐ二 聚 体 的亚 单 位 进行 装 配 ， 仅 一仅 微 管 中 Ｂ ｐ Ｂ， 这 种 亚单 位排 列 即构成 微管 的极 性 。 丝 以肌 动蛋 白 微
２２ 细 胞 膜 的极 性 ．
的为单体 。同微管一样 ， 肌动蛋 白也有结构和功能上 的极 性 ， 因此微 丝 亦有极 性 。
细胞 中的有机 物之 所 以表现 出极性 的特 征 ， 因 是 为 它们 常 常含 有 一 些 特 定 的极 性 功能 基 团 『 羟 基 如
（ Ｏ 、 基 （ Ｃ 、 基 （Ｃ Ｏ 和 氨 基 （Ｎ 一 Ｈ） 羰 一 Ｏ） 羧 一 Ｏ Ｈ） 一 Ｈ）
在许 多情 况 下 ，极 性 可 以通 过 细胞 的 形态 来 分 辨。诸如哺乳动物在胚胎发育过程中 ， 上皮细胞沿两 个 轴 向发 生极化 形成 不 同的顶一 一 底 区域 。 端和 侧 基 顶 基底端 极性 对上 皮 细胞行 使分 泌 、 吸收 、 物质 运输 、 屏 障等 生理 功能 至关重 要 。 经 细胞也 是高度 极性 化 的 神
的极 性 特点 。
细胞极性是单细胞和多细胞生物 中广泛存在 的 个特征。 它是指细胞为了行使特殊的生理功能或产 生 定 向的分 化 ， 胞 内的信 号分 子不 对称 分布 致使 细 在 胞 在表 型上 的不 对称 。 细胞 水平 的极性 具体 表现 在 以
一
下几个 方 面 。
２１ 细胞形 态的极 性 ．
有极 性运 输特 点 的激素 。根据 Ｇ ｌｓ ｉ ｏｄｍｔ 出的化学 ｈ提 渗透 极性 假说 ， 细胞细胞 膜 底部 上携 有 生长 素载体 各 蛋 白 ， 端 细胞 膜 没有 这 种 蛋 白 ， 生长 素 只能 从 细 顶 是 胞底 部运 向下 一个 细胞表 现 出极性 的重要 原 因。
动。 １ 分子 水平 的极 性
非 极性 尾 （ 水性 ）磷脂 构 成 的双分 子层 是稳 定生 物 疏 ，
膜于内外均为极性液体环境 的重要 因素。 作为生命之 源 的水 分子 ， 由两 个氢 原子 和 一个 氧原 子组 成 ， ０ 其 一 Ｈ键 属 于极性 共价 键 。据相 似相 溶 原理 可知 ， 水分 子 也 是一 种典 型 的极性 分子 。
氨 基 酸是 组 成 蛋 白质 的单 体 。在组 成 蛋 白质 的
２ ０种 氨基 中 ， Ｒ基 的性 质决 定 了氨基 酸 的种类 。根 据
Ｒ基 极性 不 同 ， 可将 氨 基酸 分 为极 性 （ 亲水 性 ） 氨基 酸 和非 极性 （ 水 性 ） 疏 两类 。例 如 丝氨 酸 （ｅ） Ｒ基 含 Ｓｒ的 有 一 个 羟 基 ， 氨 酸 （ ｌ） Ｒ基 含 有 一 个 羧 基 ， 谷 Ｇｕ 的 都 是亲 水 的极 性氨 基 酸。 性氨基 酸对 于蛋 白质溶 解 于 极 细胞 内的水性 溶 液具 有协 助作 用 。 另外 ， 每个 氨基 酸分 子在 水溶 液 中是 以两 性 离子 的极 性 状态存 在 的。这 在一定 程 度上 ， 得 蛋 白质 既 使 能 和 酸作 用 ， 能 和碱 作 用 ， 而 表 现 出两 性 电解 质 也 从
李希 明 （ 南省安 阳市滑县第六 高级 中学 河 南安 阳 河 ４６ ０ ） ５４ ０
摘 要 从 分子 、 细胞 、 器官 等水 平 ， 次呈现 了诸 多极 性 类型 ， 依 并结 合典 型 实例 作 了简要 分析 。
关 键词 生命 极 性
中图分 类 号
Ｑ ４ 一９
文 献标 识码
生物 膜 的流动 镶嵌模 型告 诉 我们 ， 中 的蛋 白质 膜 和脂 质 的分 布是不 对称 的 。也就 是说 ， 构成 脂 双层 的 内外 两层 脂 质 分子 的种类 （ 如饱 和脂 类 和不 饱 和脂 类） 和含 量有 很大 差异 。 同样 ， 白质在膜 结构 中 的分 蛋 布 位 置 （ 外周 膜 蛋 白和 内在膜 蛋 白 ） 如 和数 量 的差异
一
此 外 ， 只存 在 于细 胞膜 外 ， 分 与 蛋 白质 结 合 糖 部
Ｅ
生命世界之中， 『是生物生长发育过程 中普遍 极生
存 在 的现 象 ， 常 是 指在 器 官 、 织 甚 至 细胞 中在 不 通 组 同 的轴 向上 存 在 某种 形 态 结 构 和生 理 生 化上 的梯 度 差异 。极 性 的实 质可 以追 踪到 生命 的分子 水平 ， 内 在 外 因素 的共 同作 用机 制下 ， 以维 持 机体 的正 常生命 活
第 ２ ７卷 第 １ Ｏ期
２ １ ０ １拄
中学 生 物学
Ｍｉ ｄ ｅ Ｓ ｈ ｏ Ｂ ｏｏ ｙ ｄ ｌ ｃ ｏ ｌ ｉ ｌ ｇ
Ｖ０．７Ｎｏ１ Ｊ ．Ｏ ２
２ １ ０ｌ
文 件 编 号 ： ０ ３—７ ８ （０ １ １ １０ ５ ６ ２ １ ）０—０ ０ ０ ３—０ ２
生命世界 中的极 性
也 很大 。
３ 一
等１ ，而这些基团中氧原子或氮原子都有较强的吸引 共用 电子 的能力 的缘 故 。 使得 含有 极性 功能 基 团 的 这
生物 大 分子 也具 有极 性表 现 。譬如 ， 脂是 一 种 由甘 磷
油、 脂肪酸和磷酸所组成的具有双重极性的分子。其 中 ， 酸 的一 端 是极性 头 （ 磷 亲水 性 ） 而脂 肪 酸 的一端 是
细胞 ， 细胞 内外的信号可使神经细胞形成一个细长的 轴 突和多 个短 而逐 渐变 细的树 突 。一般 而 Leabharlann Baidu ， 突发 轴
出信息 ， 突接受信息 ， 树 从而实现细胞间单 向的信息 传递 。事 实上 ， 植物 受精 卵第 一次 分裂 成茎 细胞 和顶 端 细胞就 是极性 现 象 。在 植物 体 内 ， 长素 是 唯一具 生
在 诸多 种类 的蛋 白质 中 ， 微管 和微丝 是 构成 细胞 骨架 的重要 成分 。 们 的装配 行为 亦表 现 出动态 的极 它 性 现象 。微 管 由 仅和 Ｂ两种类 型 的微 管蛋 白组 成 ， 以 ｐ二 聚 体 的亚 单 位 进行 装 配 ， 仅 一仅 微 管 中 Ｂ ｐ Ｂ， 这 种 亚单 位排 列 即构成 微管 的极 性 。 丝 以肌 动蛋 白 微
２２ 细 胞 膜 的极 性 ．
的为单体 。同微管一样 ， 肌动蛋 白也有结构和功能上 的极 性 ， 因此微 丝 亦有极 性 。
细胞 中的有机 物之 所 以表现 出极性 的特 征 ， 因 是 为 它们 常 常含 有 一 些 特 定 的极 性 功能 基 团 『 羟 基 如
（ Ｏ 、 基 （ Ｃ 、 基 （Ｃ Ｏ 和 氨 基 （Ｎ 一 Ｈ） 羰 一 Ｏ） 羧 一 Ｏ Ｈ） 一 Ｈ）
在许 多情 况 下 ，极 性 可 以通 过 细胞 的 形态 来 分 辨。诸如哺乳动物在胚胎发育过程中 ， 上皮细胞沿两 个 轴 向发 生极化 形成 不 同的顶一 一 底 区域 。 端和 侧 基 顶 基底端 极性 对上 皮 细胞行 使分 泌 、 吸收 、 物质 运输 、 屏 障等 生理 功能 至关重 要 。 经 细胞也 是高度 极性 化 的 神
的极 性 特点 。
细胞极性是单细胞和多细胞生物 中广泛存在 的 个特征。 它是指细胞为了行使特殊的生理功能或产 生 定 向的分 化 ， 胞 内的信 号分 子不 对称 分布 致使 细 在 胞 在表 型上 的不 对称 。 细胞 水平 的极性 具体 表现 在 以
一
下几个 方 面 。
２１ 细胞形 态的极 性 ．
有极 性运 输特 点 的激素 。根据 Ｇ ｌｓ ｉ ｏｄｍｔ 出的化学 ｈ提 渗透 极性 假说 ， 细胞细胞 膜 底部 上携 有 生长 素载体 各 蛋 白 ， 端 细胞 膜 没有 这 种 蛋 白 ， 生长 素 只能 从 细 顶 是 胞底 部运 向下 一个 细胞表 现 出极性 的重要 原 因。
动。 １ 分子 水平 的极 性
非 极性 尾 （ 水性 ）磷脂 构 成 的双分 子层 是稳 定生 物 疏 ，
膜于内外均为极性液体环境 的重要 因素。 作为生命之 源 的水 分子 ， 由两 个氢 原子 和 一个 氧原 子组 成 ， ０ 其 一 Ｈ键 属 于极性 共价 键 。据相 似相 溶 原理 可知 ， 水分 子 也 是一 种典 型 的极性 分子 。