2012年8月25日 星期六

細胞膜 摘要 At the Boundary of the Cell concepts in brief

探索生命《生物學》37
1.        生命體的基本單位是細胞。根據細胞理論cell theory,所有生命體都是由活的細胞組成,所有的細胞都從原本已經存在的細胞衍生而來。
2.        細胞維繫生命所需的物質,必須從外穿透細胞膜進入到裡面,細胞的廢棄物也以同樣的路徑,從裡穿透細胞膜到外面。
3.        當細胞變大,體積增加的速度遠大於表面積增加的速度,因此造成穿透細胞膜交換的物質,無法持續滿足體積增加的需要,這是限制細胞體型大小的因素。
4.        細胞膜cell membrane控制物質在有秩序的細胞內與外在環境之間的移動。粒子穿越細胞膜的運動方式為擴散作用diffusion,擴散作用是粒子從高濃度的區域流往低濃度區域的淨移動。
5.        細胞膜是選擇性通透的selectively permeable,選擇性通透指的是細胞膜只允許某些物質顆粒穿越它,其他的物質則被阻擋在外。水穿越選擇性通透的細胞膜稱為滲透作用osmosis
6.        假設有二種不同的溶液被選擇性通透膜分隔開來,水的淨移動是從每單位體積溶解物質比較少的那一端,流向每單位體積溶解物質比較多的那一端。
7.        因為細胞膜是選擇性通透的,滲透和擴散作用是細胞運作的基本活動。細胞膜比較允許水、某些單醣、胺基酸、脂溶性物質通透,比較不允許多醣、蛋白質和其他大型分子通透。細胞膜允許各種小粒子通過,不過,在小粒子當中,非極性粒子穿越細胞膜的速度比極性粒子的速度更快。
8.        當細胞浸泡的溶液是高滲/高張溶液,細胞會失去水分而皺縮。相反地,當細胞浸泡的溶液是低滲/低張溶液,細胞會吸收水分膨脹。細胞浸泡在等滲/等張溶液中,不會增加也不會減少它的含水量。
註:高滲/高張溶液的滲透濃度高於細胞。低滲/低張溶液的滲透濃度低於細胞。
9.        根據流體鑲嵌模型fluid-mosaic model,細胞膜是由脂質和蛋白質組成,細胞膜上有許多小的孔隙,細胞膜的基本構造是雙層磷脂質,磷脂質親水性的頭端朝外,疏水性的尾巴朝內,使得細胞膜的表層親水,內裡疏水性。
10.     細胞膜的表層與內層都鑲嵌著蛋白質,有些蛋白質橫跨細胞膜。細胞膜上的孔隙由蛋白質構成,這些蛋白質各有各的特質,也造成這些孔隙具有篩選哪些物質可以通過的功能。
11.     運輸控制物質進出細胞膜的蛋白質稱為通透酶permeases。有些通透酶是通道,提供特定物質被動擴散穿越細胞膜的通道,這樣的程序稱為促進擴散facilitated diffudion
12.     另一些通透酶是閘門通道gated channels,當訊號分子與細胞膜上的受體結合,蛋白質通道就會變形而打開通道。還有另一種通透酶稱為蛋白質幫浦pumps,能夠主動運輸物質朝違反濃度梯度的方向移動,運作的時候需要輸入能量。
13.     有些物質能夠透過胞吞作用endocytosis進入細胞裡面,胞吞作用就是物質被細胞膜包裹成囊泡,然後囊泡從細胞膜剝離進入細胞中。相反的程序是,囊泡內的物質被推擠到細胞表面排出。稱為胞吐作用exocytosis
14.     植物細胞壁在細胞膜的外面,由纖維素cellulose組成,纖維質是多醣體複合物。細胞壁的第一層基礎是初生壁primary wall,初生壁由疏鬆的纖維構成。
15.     許多植物會在初生壁內側再長一層比較厚、比較堅硬的次生層secondary wall。相鄰細胞之間透過中間層middle lamella黏接起來。
16.     真菌和細菌的細胞壁的材料是多醣複合物,分別稱為幾丁質chitin胞壁質murein。細胞壁讓植物、真菌和細菌細胞避免在低張溶液中吸入過多水分而爆破。
17.     大部分的動物細胞有細胞套,又稱為醣原萼膜glycocalyx,細胞套由碳水化合物與蛋白質或脂質分子共價鍵結而成,包覆在細胞膜上。醣原萼膜表面有特殊的辨識位置recognition sites,讓細胞可以與周邊或外界的細胞溝通交流。
n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology

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