103年:醫學二(2)

所有生物細胞膜內的脂雙層具有下列何種共同特色?

A個別的油脂分子能在脂雙層的表面自由地側向擴散( lateral diffusion )
B個別的油脂分子能夠快速在脂雙層中的其中一層自由翻轉擴散( flip-flop diffusion )至另外一層
C具有極性但不帶電荷之化合物容易經由擴散穿過脂雙層
D脂雙層利用鄰近磷脂分子之間的共價鍵而形成穩定結構

詳細解析

本題觀念:

細胞膜脂雙層(lipid bilayer)的動態特性是細胞生物學的基礎概念。磷脂分子在雙層中可做不同方向的運動:側向擴散(lateral diffusion)(在同一層內的移動)、翻轉擴散(flip-flop diffusion)(從一層翻至另一層)、及自身旋轉等。這些運動的速率差異極大,是本題考點。

選項分析

(A) 個別的油脂分子能在脂雙層的表面自由地側向擴散(lateral diffusion) 正確。 側向擴散(lateral diffusion)是磷脂分子在脂雙層同一層(leaflet)內的水平移動。此運動速率極快,平均速度可達約 2 μm/秒,擴散係數約 10810^{-8} cm²/s,一個磷脂分子每秒可與鄰近分子交換位置數百萬次。這是脂雙層的普遍特性,適用於所有生物膜。

(B) 個別的油脂分子能夠快速在脂雙層中的其中一層自由翻轉擴散(flip-flop diffusion)至另外一層 錯誤。 Flip-flop diffusion(轉移擴散、橫向擴散)是磷脂從一側單層翻轉至另一側的過程,速率極,而非快速。自發性 flip-flop 的半衰期約為數天至數週(如磷脂醯膽鹼在 5°C 的 t1/2t_{1/2} 約數天)。Lateral diffusion 比 flip-flop 快超過

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