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Cell membranes and transport · ⁨細胞膜と物質輸送⁩

A-Level Biology · ⁨A-Level 生物⁩ · Topic 4 · ⁨トピック 4⁩

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14:03

細胞膜

すべての細胞は、必要な物質を取り込み、不要な物質を除外する必要がある。この役割を果たすのが、驚くほど薄い単一の層である細胞表面膜であり、わずか二つの…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨英語ナレーション・英語+中文字幕 burning-in⁩

4.1

The cell surface membrane · ⁨細胞表面膜⁩

Syllabus · ⁨シラバス⁩
English
  1. describe the fluid mosaic model of membrane structure with reference to the hydrophobic and hydrophilic interactions that account for the formation of the phospholipid bilayer and the arrangement of proteins
  2. describe the arrangement of cholesterol, glycolipids and glycoproteins in cell surface membranes
  3. describe the roles of phospholipids, cholesterol, glycolipids, proteins and glycoproteins in cell surface membranes, with reference to stability, fluidity, permeability, transport (carrier proteins and channel proteins), cell signalling (cell surface receptors) and cell recognition (cell surface antigens – see 11.1.2)
  4. outline the main stages in the process of cell signalling leading to specific responses: • secretion of specific chemicals (ligands) from cells • transport of ligands to target cells • binding of ligands to cell surface receptors on target cells
日本語
  1. ホスホリピッド二重層の形成およびタンパク質の配列を説明する疎水性および親水性相互作用に関連して、膜構造の流動モザイクモデルを説明すること
  2. 細胞表面膜におけるコレステロール、グリコリポイド、およびグリコプロテインの配列を説明すること
  3. リン脂質、コレステロール、グリコリポイド、タンパク質、およびグリコプロテインが細胞表面膜において果たす役割を、安定性、流動性、透過性、輸送(キャリアタンパク質およびチャネルタンパク質)、細胞シグナル伝達(細胞表面受容体)、および細胞認識(細胞表面抗原 – 11.1.2を参照)の観点から説明すること
  4. 細胞シグナル伝達による特異的な応答に至るプロセスの主な段階を概説する: • 細胞からの特定の化学物質(リガンド)の分泌 • リガンドが標的細胞へ輸送される • 標的細胞の細胞表面受容体へのリガンド結合

Source: Cambridge International syllabus · ⁨出典: Cambridge International シラバス⁩

English

Every cell is wrapped in a cell surface membrane 细胞膜. We describe its structure with the fluid mosaic model 流动镶嵌模型.

The phospholipid bilayer

The membrane is built mainly from phospholipids 磷脂. Each phospholipid has a hydrophilic 亲水 ("water-loving") head and two hydrophobic 疏水 ("water-fearing") tails. There is water on both sides of the membrane, so the phospholipids line up in two layers — a bilayer 双层 — with the heads facing the water outside and inside, and the tails hidden in the middle, away from water. This arrangement forms by itself because of those hydrophilic and hydrophobic interactions.

The model is called "fluid" because the phospholipids are not fixed: they slide past each other, so the membrane can move and bend. It is called a "mosaic" because many proteins 蛋白质 are dotted through it, like tiles in a picture.

What floats in the membrane

Part Where it sits Main roles
phospholipids the two layers form the basic barrier
proteins through the membrane or on its surface transport, support and signalling
carrier proteins 载体蛋白 span the membrane carry specific molecules across
channel proteins 通道蛋白 span the membrane form water-filled pores for ions to pass
cholesterol 胆固醇 between the phospholipid tails controls fluidity 流动性 and adds strength
glycolipids 糖脂 and glycoproteins 糖蛋白 carbohydrate chains on the outer surface cell recognition; some act as antigens 抗原

So the membrane molecules together give the membrane its stability 稳定性, its fluidity, its permeability 通透性 (control over what gets through), its transport jobs, its signalling jobs, and its cell recognition.

The membrane is partially permeable 半透膜: it lets some substances through easily but blocks others.

日本語

すべての細胞は細胞表面膜に包まれている。その構造は流動モザイクモデルによって説明される。

走査型電子顕微鏡下での赤血球
走査型電子顕微鏡下の赤血球 - 各々は細胞表面膜に包まれている

ホスホリピッド二重層

膜は主にホスホリピッドから構成されている。各ホスホリピッドには、親水性(「水を好む」)の頭部と、2本の疎水性(「水を嫌う」)の尾部がある。膜の両側には水があるため、ホスホリピッドは2層(二重層)を形成して並び、頭部は内外の水に向き、尾部は水から遠い中央に隠れる。この配置は、親水性と疎水性の相互作用により自発的に形成される。

このモデルが「流動的」と呼ばれるのは、ホスホリピッドが固定されておらず、互いに滑り合うため、膜が動いたり曲がったりできるからである。「モザイク」と呼ばれるのは、多くのタンパク質がタイルのように散在しているからである。

膜に浮かぶ成分

成分 位置 主な役割
ホスホリピッド 2つの層 基本的なバリアを形成
タンパク質 膜を横切るか表面に存在する 輸送、支持、シグナル伝達
キャリアタンパク質 膜を横切る 特定の分子を運搬する
チャネルタンパク質 膜を横切る イオンが通る水-filledポアを形成する
コレステロール ホスホリピッドの尾部の間 流動性を調節し、強度を加える
グリコ脂質およびグリコタンパク質 外側の炭水化物鎖 細胞認識;一部は抗原として機能する
流動モザイクモデル:チャネルタンパク質やキャリアタンパク質が散在するホスホリピッド二重層、尾部間のコレステロール、外側の炭水化物鎖を持つグリコタンパク質およびグリコ脂質
流動モザイクモデル:タンパク質、コレステロール、炭水化物鎖が流動的なホスホリピッド二重層に存在する

したがって、膜分子 collectively は膜に安定性、流動性、透過性(通過物質の制御)、輸送機能、シグナル伝達機能、細胞認識機能を与える。

膜は半透性である:一部の物質は容易に通すが、 othersを遮断する。

Explore · ⁨探索⁩

Explore the cell membrane · ⁨細胞膜を探る⁩

Tap each part of the fluid mosaic model — the bilayer plus the proteins and other molecules dotted through it. · ⁨流動モザイクモデルの各部分——二重層、およびそこに点在するタンパク質や他の分子——をタップしてください。⁩

4.1

Cell signalling · ⁨細胞シグナル伝達⁩

English

Cells talk to each other by cell signalling 细胞信号传递. The main stages are:

  1. a cell secretes a signal chemical called a ligand 配体 (for example a hormone 激素).
  2. the ligand is carried (often in the blood) to a target cell 靶细胞.
  3. the ligand binds to a specific receptor 受体 on the target cell's surface membrane. The shape of the receptor matches that ligand only. Binding then triggers a particular response inside the target cell.
日本語

細胞は細胞シグナル伝達によって相互にコミュニケーションを取る。主な段階は以下の通りである:

  1. 細胞はリガンドと呼ばれるシグナル化学物質(例:ホルモン)を分泌する。
  2. リガンドは(通常は血液中を介して)標的細胞へ運ばれる。
  3. リガンドは標的細胞の表面膜上の特定のレセプターに結合する。レセプターの形状はそのリガンドにのみ一致する。結合 subsequently 標的細胞内で特定の応答を引き起こす。
シグナル送出細胞がリガンドを放出し、それが標的細胞へ運ばれ、形状が一致するレセプターに結合して内部に応答を引き起こす様子
リガンドは1つのレセプターの形状にしか fitしないため、そのレセプターを持つ細胞のみがシグナルに応答する
Vocabulary · ⁨語彙⁩ Train · ⁨練習する⁩
English 日本語
cell surface membrane/sel ˈsɜːfɪs ˈmembreɪn/ 細胞表面膜
fluid mosaic model/ˈfluːɪd məˈseɪɪk ˈmɒdl/ 流動モザイクモデル
phospholipid/ˈfɒsfəlɪpɪd/ ホスホリピッド
hydrophilic/ˌhaɪdrəˈfɪlɪk/ 親水性
hydrophobic/ˌhaɪdrəˈfəʊbɪk/ 親水性
bilayer/ˈbɪleɪə/ 脂質二重層
protein/ˈprəʊtiːn/ タンパク質
carrier protein/ˈkærɪə ˈprəʊtiːn/ キャリアタンパク質
channel protein/ˈtʃænl ˈprəʊtiːn/ チャネルタンパク質
cholesterol/kəˈlestərɒl/ コレステロール
fluidity/fluːˈɪdɪti/ 流動性
glycolipid/ˈɡlaɪkəlɪpɪd/ グリコリピッド
glycoprotein/ˈɡlaɪkəprəʊtiːn/ グリコプロテイン
antigen/ˈæntɪdʒen/ 抗原
stability/stəˈbɪlɪti/ 安定性
permeability/ˌpɜːməˈbɪlɪti/ 透磁率
partially permeable membrane/ˈpɑːʃəli ˈpɜːməbl ˈmembreɪn/ 半透膜
cell signalling/sel ˈsɪɡnəlɪŋ/ 細胞シグナル伝達
ligand/ˈlɪɡænd/ 配位子
hormone/ˈhɔːməʊn/ ホルモン
target cell/ˈtɑːɡɪt sel/ 標的細胞
receptor/rɪˈseptə/ レセプター
passive/ˈpæsɪv/ 受動的免疫
energy/ˈenədʒi/ エネルギー
4.2

Moving substances across the membrane · ⁨膜を越えた物質移動⁩

Syllabus · ⁨シラバス⁩
English
  1. describe and explain the processes of simple diffusion, facilitated diffusion, osmosis, active transport, endocytosis and exocytosis
  2. investigate simple diffusion and osmosis using plant tissue and non-living materials, including dialysis (Visking) tubing and agar
  3. illustrate the principle that surface area to volume ratios decrease with increasing size by calculating surface areas and volumes of simple 3-D shapes (as shown in the Mathematical requirements)
  4. investigate the effect of changing surface area to volume ratio on diffusion using agar blocks of different sizes
  5. investigate the effects of immersing plant tissues in solutions of different water potentials, using the results to estimate the water potential of the tissues
  6. explain the movement of water between cells and solutions in terms of water potential and explain the different effects of the movement of water on plant cells and animal cells (knowledge of solute potential and pressure potential is not expected)
日本語
  1. 単純拡散、促進拡散、浸透、能動輸送、エンドサイトーシス、エキソサイトーシスのプロセスを説明し、その原理を解説する
  2. 植物組織および非生命材料を用いて単純拡散と浸透を調査する。これには透析管(ヴィスクン管)やアガーを含む
  3. 単純な3D形状(数学科要求に示されている通り)の表面積と体積を計算することにより、サイズが増加するにつれて表面積対体積比が減少するという原則を図示する
  4. 異なるサイズのブロック状アガーを用いて、表面積と体積の比の変化が拡散に与える効果を調査する
  5. 異なる水ポテンシャルを持つ溶液に植物組織を浸漬させ、その結果を用いて組織の水ポテンシャルを推定する
  6. 水ポテンシャルの観点から、細胞間および溶液間の水の移動を説明し、水の移動が植物細胞および動物細胞に与える異なる影響を解説する(溶質ポテンシャルおよび圧力ポテンシャルに関する知識は必須ではない)

Source: Cambridge International syllabus · ⁨出典: Cambridge International シラバス⁩

English
Active transport vs diffusion
Osmosis: water crosses the membrane
Diffusion: random motion, one-way flow

There are six processes. Some are passive 被动 (they need no energy 能量), and some are active (they use energy from ATP).

Simple diffusion

Diffusion 扩散 is the net movement of particles from where they are at a high concentration 浓度 to where they are at a low concentration, until they are spread evenly. Simple diffusion 简单扩散 is when particles pass straight through the bilayer, down the concentration gradient 浓度梯度. Only small or non-polar molecules can do this — such as oxygen 氧气 and carbon dioxide 二氧化碳. It is passive.

Facilitated diffusion

Charged ions 离子 and large polar molecules (such as glucose 葡萄糖) cannot cross the oily bilayer by themselves. In facilitated diffusion 易化扩散 they cross through channel proteins or carrier proteins, still moving down the concentration gradient. It is also passive.

Osmosis

Osmosis 渗透 is the diffusion of water across a partially permeable membrane, from a higher water potential 水势 to a lower water potential. It is passive.

Active transport

Active transport 主动运输 moves a substance against its concentration gradient — from low to high concentration. This needs carrier proteins and energy from ATP.

Endocytosis and exocytosis

These move large amounts of material in bulk, using ATP.

  • in endocytosis 胞吞作用, the membrane folds inwards around material and pinches off a vesicle 囊泡 to bring it into the cell.
  • in exocytosis 胞吐作用, a vesicle fuses with the membrane and releases its contents outside the cell.
日本語
能動輸送 vs 拡散
浸透:水が膜を越える
拡散:ランダム運動、一方向の流動

6つのプロセスがあります。その一部は受動的(エネルギーを必要としない)であり、他は能動的(ATPからのエネルギーを使用する)です。

単純拡散

拡散とは、粒子が濃度の高い場所から低い場所へ移動し、均等になるまで続く正味の移動です。単純拡散とは、粒子が直線状に二重脂質層を通過し、濃度勾配に沿って移動することです。これができるのは小さな分子や非極性分子のみで、例えば酸素や二酸化炭素などです。これは受動的なプロセスです。

促進拡散

帯電したイオンや大きな極性分子(例:グルコース)は、単独では油性の二重脂質層を通過できません。促進拡散では、それらはチャネルタンパク質やキャリアタンパク質を通じて通過しますが、依然として濃度勾配に沿って移動します。これも受動的なプロセスです。

浸透

浸透とは、水が半透過膜を介して、高い水ポテンシャルから低い水ポテンシャルへ拡散することです。これは受動的なプロセスです。

芋の穴に糖溶液を入れ、管の中で液面が上がっている様子
芋のオスモメーター:浸透によって水が芋に入り、糖溶液が管の上へ上昇する
部分的透過膜で仕切られた容器:高水ポテンシャル側に溶質が少なく水が多く、低水ポテンシャル側に溶質が多い。水は低水ポテンシャル側へ移動する
水は低い水ポテンシャル側へ移動する;溶質は半透過膜を通過するには大きすぎる

能動的輸送

能動的輸送は、物質を濃度勾配に逆らって、低い濃度から高い濃度へ移動させます。これにはキャリアタンパク質とATPからのエネルギーが必要です。

3つのパネル:単純拡散による二重脂質層の直線的な通過、チャネルタンパク質を通じた促進拡散、ATPを用いて勾配に逆らう能動的輸送を比較
拡散と促進拡散は受動的(勾配に沿う);能動的輸送は勾配に逆らい、ATPを必要とする

エンドサイトーシスとエキソサイトーシス

これらは大量の物質を一括で移動させ、ATPを使用します。

  • エンドサイトーシスでは、膜が物質の周囲に折りたたまれてベシクルを形成し、それを細胞内に取り込みます。
  • エキソサイトーシスでは、ベシクルが膜と融合し、内容物を細胞外へ放出します。
2つの図:エンドサイトーシスでは膜が物質の周囲に折りたたまれてベシクルを形成し細胞内に取り込む、エキソサイトーシスではベシクルが膜と融合して内容物を細胞外へ放出する
エンドサイトーシスはベシクルを形成して物質を取り込み、エキソサイトーシスはベシクルを膜と融合させて内容物を放出する
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Diffusion across a membrane · ⁨膜を伴う拡散⁩

Set the concentration on each side. Particles spread from high to low concentration until both sides are equal. · ⁨両側の濃度を設定。粒子は高い方から低い方へ拡散し、両側が等しくなるまで続きます。⁩

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English 日本語
diffusion/dɪˈfjuːʒn/ 拡散
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ 濃度
simple diffusion/ˈsɪmpl dɪˈfjuːʒn/ 単純拡散
concentration gradient/ˌkɒnsənˈtreɪʃn ˈɡreɪdɪənt/ 濃度勾配
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ 酸素
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ 二酸化炭素
ion/ˈaɪɒn/ イオン
glucose/ˈɡluːkəʊs/ ブドウ糖
facilitated diffusion/fəˈsɪlɪteɪtɪd dɪˈfjuːʒn/ 促進拡散
osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ 浸透圧
water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/ 水ポテンシャル
active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ 能動輸送
endocytosis/ˌendəʊsɪˈtəʊsɪs/ 食胞作用
vesicle/ˈvesɪkl/ 小胞体
exocytosis/eɡˌzɒsɪˈtəʊsɪs/ 分泌作用
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4.2

Surface area to volume ratio · ⁨表面積と体積の比⁩

English

A cell takes in and removes substances across its surface. As an object gets bigger, its volume 体积 grows faster than its surface area 表面积. So the surface area to volume ratio gets smaller as size increases.

For a cube of side $L$:

$$\text{surface area} = 6L^2, \qquad \text{volume} = L^3, \qquad \text{ratio} = \frac{6}{L}.$$

A large $L$ gives a small ratio. This is why small cells (and thin, flat shapes) exchange materials quickly, while large cells cannot rely on diffusion alone.

Worked example. Compare the surface area : volume ratio of a cube-shaped cell of side $4$ with one of side $10$.

For side $4$: surface area $= 6 \times 4^2 = 96$ and volume $= 4^3 = 64$, so the ratio is $96 : 64 = 1.5 : 1$. For side $10$: surface area $= 6 \times 10^2 = 600$ and volume $= 10^3 = 1000$, so the ratio is $600 : 1000 = 0.6 : 1$. The larger cell has the smaller ratio, so it exchanges materials across its surface more slowly for its size — which is why large organisms need specialised exchange surfaces such as lungs and gills.

You can show this with agar 琼脂 blocks of different sizes soaked in dye or acid: the smallest block, with the largest surface area to volume ratio, changes colour all the way through fastest. Diffusion across non-living materials can also be studied with dialysis tubing 透析袋 (Visking tubing).

日本語

細胞は表面を介して物質を取り込み、排出します。物体が大きくなると、体積の増加率が表面積の増加率より速くなります。そのため、サイズが大きくなるにつれて表面積対体積の比は小さくなります。

辺長$L$の立方体の場合:

$$\text{surface area} = 6L^2, \qquad \text{volume} = L^3, \qquad \text{ratio} = \frac{6}{L}.$$

大きな$L$は比が小さくなります。これが、小さい細胞(および薄くて平たい形状)が物質交換を迅速に行える一方で、大きい細胞は拡散だけでは対応できない理由です。

辺長1, 2, 3の立方体及其表面積対体積比6:1, 3:1, 2:1を示す図。立方体が成長するにつれて比が減少していることを示す
立方体(または細胞)が成長するにつれ、表面積 : 体積の比は小さくなる

** worked example.** 辺長$4$の立方体型細胞と、辺長$10$の立方体型細胞の表面積対体積比を比較せよ。

辺長$4$の場合:表面積$= 6 \times 4^2 = 96$、体積$= 4^3 = 64$なので、比は$96 : 64 = 1.5 : 1$である。辺長$10$の場合:表面積$= 6 \times 10^2 = 600$、体積$= 10^3 = 1000$なので、比は$600 : 1000 = 0.6 : 1$である。大きい細胞の方が比が小さいため、サイズに対する物質交換の速度は遅い——これが、大きい生物が肺や鰓のような特殊な交換表面を持つ必要がある理由である。

これを異なるサイズのアガーブロックを染料や酸に浸漬して確認できます。表面積対体積の比が最も大きい最も小さいブロックが、一番早く全体が色が変わります。非生命体の材料における拡散も、透析チューブ(ヴィスキンチューブ)を用いて研究できます。

Explore · ⁨探索⁩

Surface area : volume · ⁨表面面積 : 体積⁩

Make the cube bigger: its volume grows faster than its surface, so the SA:V ratio falls — which is why exchange surfaces and cells stay small. · ⁨立方体を大きくすると、体積は表面積よりも速く増大するため、SA:V比は低下する——これが交換面や細胞が小さい理由である。⁩

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Diffusion across the surface · ⁨表面への拡散⁩

Particles spread on their own from crowded to sparse. A small cell has a large surface-area-to-volume ratio, so substances diffuse in and out fast enough. · ⁨粒子は密な場所から希薄な場所へ自ら広がる。小さな細胞は表面積対体積比が大きいため、物質は十分に速く出入りする。⁩

Vocabulary · ⁨語彙⁩ Train · ⁨練習する⁩
English 日本語
volume/ˈvɒljuːm/ 体積
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ 表面積
agar/ˈeɪɡɑː/ アガール
dialysis tubing/daɪˈæləsɪs ˈtjuːbɪŋ/ 透析チューブ
solute/ˈsɒljuːt/ 溶質
distilled water/dɪˈstɪld ˈwɔːtə/ 蒸留水
4.2

Water potential and living cells · ⁨水ポテンシャルと生体細胞⁩

English

Water potential measures how likely water is to leave a solution. Pure water has the highest water potential. Adding a solute 溶质 (a dissolved substance) lowers it. Water always moves by osmosis from a higher to a lower water potential.

To estimate the water potential of plant tissue, you place pieces in sucrose solutions of different water potentials. The solution that causes no change in mass or length has about the same water potential as the tissue.

Effect on plant cells

  • in a solution of higher water potential (for example distilled water 蒸馏水), water enters the cell. The cell swells and becomes turgid 膨胀, but the strong cell wall stops it bursting.
  • in a solution of lower water potential, water leaves. The cell contents shrink and the membrane pulls away from the cell wall — this is plasmolysis 质壁分离.

Effect on animal cells

Animal cells have no cell wall to protect them.

  • in a solution of higher water potential, water enters and the cell may burst. In a red blood cell this bursting is called haemolysis 溶血.
  • in a solution of lower water potential, water leaves and the cell shrinks.
日本語

水ポテンシャルは、水が溶液から出るかどうかの程度を表します。純水が最も高い水ポテンシャルを持ちます。溶質(溶解した物質)を加えると低下します。水は常に浸透によって高い水ポテンシャルから低い水ポテンシャルへ移動します。

植物組織の水ポテンシャルを推定するには、異なる水ポテンシャルのスクロース溶液に断片を入れます。質量や長さの変化がない溶液は、組織と同じ水ポテンシャルを持っています。

植物細胞への影響

  • 高い水ポテンシャルの溶液中(例:蒸留水)、水は細胞内に入ります。細胞は膨張して硬直しますが、強い細胞壁により破裂は防がれます。
  • 低い水ポテンシャルの溶液中、水は細胞外へ出ます。細胞内容物が収縮し、膜が細胞壁から引き離される——これを質壁分離と呼びます。

動物細胞への影響

動物細胞には保護のための細胞壁がありません。

  • 高い水ポテンシャルの溶液中、水が入り細胞が破裂することがあります。赤血球での破裂は溶血と呼ばれます。
  • 低い水ポテンシャルの溶液中、水が出て細胞が萎縮します。
格子図:高い水ポテンシャルと低い水ポテンシャルの溶液中における植物細胞と動物細胞。植物細胞は硬直するか質壁分離し、動物細胞は膨潤して破裂するか、あるいは萎縮する
植物細胞は膨圧状態(turgid)または質壁分離(plasmolysed)を起こし、動物細胞は破裂(溶血:haemolysis)したり縮小したりする
Explore · ⁨探索⁩

Water potential · ⁨水分ポテンシャル⁩

water follows the gradient · ⁨水は勾配に従って動く⁩

Drag the concentrations. A water-potential gradient drives net movement — it stops only when the two sides match. · ⁨濃度をドラッグしてください。水分ポテンシャル勾配は正味移動を駆動し、両側が等しくなるまで停止しない。⁩

Vocabulary · ⁨語彙⁩ Train · ⁨練習する⁩
English 日本語
turgid/ˈtɜːdʒɪd/ 膨圧状態(turgid)
plasmolysis/plæzˈmɒləsɪs/ 質壁分離
haemolysis/hiːˈmɒləsɪs/ 溶血
4.2

Exam tips · ⁨試験対策⁩

English
  • Describe the membrane as a fluid mosaic: a phospholipid bilayer with proteins, cholesterol and glycoproteins.
  • Sort each process: diffusion, facilitated diffusion and osmosis are passive (down a gradient); active transport and endo/exocytosis need ATP and can go against it.
  • For osmosis always use water potential ($\Psi$): water moves from high (less negative) to low (more negative) $\Psi$; pure water is $0$, the highest.
  • State the outcome by cell type: plant cell turgid/plasmolysed; animal cell lyses/crenates — link it to the water-potential gradient.
日本語
  • 膜を流動モザイクモデルとして記述する:タンパク質、コレステロール、糖タンパク質を含むホスファリジ二重層。
  • 各プロセスを分類する:拡散、促進拡散、浸透は受動輸送であり(勾配に沿って)、能動輸送やエンドサイトーシス・エキソサイトーシスはATPを必要とし、勾配に逆らうことができる。
  • 浸透については常に水分ポテンシャル($\Psi$)を用いる:水は**高い(負の値が小さい)方から低い(負の値が大きい)**方へ移動する $\Psi$;純水は $0$ で、最も高い。
  • 細胞の種類ごとの結果を記述する:植物細胞は膨圧状態/質壁分離、動物細胞は溶解/収縮 — これを水分ポテンシャルの勾配と結びつける。

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