普通生物學/細胞/膜

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生物膜

細胞膜雙層

生物膜包圍著細胞，並將內部與外部隔開。它們由磷脂雙層組成，顧名思義，是指脂肪酸分子（主要是磷脂，含有大量磷的脂類）的雙層結構。

蛋白質在細胞膜中發揮著非常重要的作用。它們是細胞進出物質的主動運輸通道，充當守門員。它們在細胞內部和外部傳遞訊號。蛋白質是細胞中許多酶促反應的場所，並在細胞過程的調節中發揮作用。

磷脂

磷脂雙層

• 生物膜和細胞生物體的基礎
• 包含帶電的親水性（親水）頭部和兩個疏水性（疏水）烴尾部
• 在水存在的情況下，磷脂形成雙層
  • 最大化水之間的氫鍵
  • 創造了物質透過的屏障
  • 流動鑲嵌模型顯示磷脂的水平（常見）和“翻轉”（罕見）運動

流動鑲嵌模型

• 當前的膜模型
• 磷脂雙層
  • 磷脂
• 在脂質層中自由移動，但很少轉換層
• 不同細胞器中的每一層都有不同的磷脂
  • 糖脂
  • 固醇（動物中的膽固醇）
• 跨膜蛋白“漂浮”在流動的脂質雙層中
  • 也稱為內在蛋白、整合蛋白
• 外部（外在、外周）蛋白質

膜蛋白

• 運輸通道
• 酶
• 細胞表面受體
• 細胞表面身份標記
• 細胞粘附蛋白
• 與細胞骨架的連線

整合膜蛋白

• 錨定到膜
  • 蛋白質具有附著的磷脂醯肌醇 (GPI) 連線，將蛋白質錨定在外層（沒有圖片）
  • 蛋白質有一個或多個疏水性跨膜域
• -螺旋
• -摺疊

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通道蛋白 跨膜運輸 * 擴散

• • 從高濃度到低濃度
  • 膜具有選擇性通透性
• 離子透過膜通道擴散
  • 選擇性
  • 運動由擴散和電壓差決定
• 協助擴散
  • 載體蛋白，物理結合運輸的分子
• 滲透
• 水沿濃度梯度擴散
• 在細胞中：各種溶質（氨基酸、離子、糖等）
  • 與水相互作用，例如水化層
• 水透過水通道蛋白進入細胞
• 取決於溶液中所有溶質的濃度
  • 高滲溶液：溶質濃度較高
  • 低滲溶液：溶質濃度較低
  • 等滲溶液：溶質濃度相等
• 水從低滲溶液移動到高滲溶液

滲透壓 體積運輸

• 內吞作用：需要能量
  • 吞噬作用
• 固體物質，通常是食物
  • 胞飲作用
• 主要是液體

** 受體介導的胞吞作用

• 細胞表面上的凹陷被網格蛋白和受體覆蓋
• 結合特定的蛋白質
• 胞吐作用
  • 物質從細胞表面的囊泡中排出

受體介導的胞吞作用

主動運輸

• 需要能量（通常ننةىة
• 高度選擇性
• 逆濃度梯度工作
• 許多例子，例如 Na⁺/K⁺ 泵

協同運輸（偶聯運輸）

• 不直接使用 ATP
• 分子與另一個沿濃度梯度移動的分子一起運輸
  • 例如：Na⁺ 梯度由 Na⁺ 泵建立，在細胞外部濃度較高。協同運輸通道將 Na+ 和另一個分子（例如葡萄糖）帶入細胞
• 可能涉及質子 (H⁺) 泵（化學滲透 - ATP 生成）

本文基於克利夫蘭州立大學的保羅·多德博士（博士）慷慨捐贈的筆記。