傅胖中的小窩
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1-2 細胞的化學組成
1-3 細胞的結構
1-4 細胞的生理
1-5 細胞的能量
探討活動1-1 生物細胞的觀察
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發酵作用
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細胞內、外分布的物質種類與含量均不相同,顯示細胞膜可選擇性地允許特定物質進出細胞,以維持正常的生理作用。物質通過細胞膜的方式依是否需消耗能量可分為被動運輸與主動運輸(圖
1
-
28
)。
通過細胞膜的運輸與運輸蛋白的種類
1. 19
世紀初期,科學家觀察物質進出細胞的現象時,發現脂溶性分子進入細胞的速率遠比水溶性分子快,因此推測脂質是細胞膜的組成分,後續的化學分析更指出細胞膜含有磷脂成分。
2.
細胞膜的磷脂以脂雙層結構(圖
1
-
29
)包圍細胞內的水溶液環境,並與細胞外的水溶液環境區隔。脂雙層結構是物質通透的屏障,只有非極性的小分子(如
O2
、
CO2
)能快速自由通過細胞膜進出細胞,但許多極性大分子(如葡萄糖、胺基酸)或離子(如
Na
+
、
K
+
或
Ca2
+
)也可通過細胞膜,顯示細胞膜並非只由磷脂構成。
3.
載體蛋白(
carrier protein
)可選擇性地與特定物質產生可逆的接合,幫助其通過細胞膜,如運送葡萄糖或胺基酸的蛋白質及負責維持細胞內外
Na
+
與
K
+
濃度差異的鈉鉀離子幫浦(
Na
+
-K
+
pump
或
Na
+
-K
+
ATPase
)等。
4.
在自然或受調控的情況下,通道蛋白(
channel protein
)可容許特定物質通過細胞膜進出細胞,如水通道蛋白(
aquaporin
)或與動作電位(
action potential
)產生有關的鈉離子通道及鉀離子通道等。
5.
受體蛋白可作為外界訊息的接受者,具特殊結合位可供細胞外特定分子(如腎上腺素、胰島素等激素)接合而引發構形改變,啟動細胞內一連串的訊息傳遞路徑,進而影響細胞的代謝反應,如腎上腺素受體與胰島素受體等。
6.
辨識蛋白(
recognition protein
)主要為醣蛋白,存在於細胞表面,與細胞的辨認及組織內細胞行為的協調有關,例如:器官移植時,造成的排斥現象就是因來自不同個體的細胞,其膜上有特異的標記。