我假设你指的是细胞膜的结构,它基本上是一个磷脂双分子层。
细胞膜由三种主要成分组成:
- 磷脂
- 蛋白质
- 胆固醇
磷脂本质上是两亲性的,这意味着它们有几个部分,它们在极性方面表现不同;至少有一个节段是亲水的还有至少一个疏水的节段。
极性是分子或分子中特定部分所具有的一种特性。它指的是每个原子持有的不同电荷,以及键上的电荷分布。电荷是宇宙的基本特征。带电荷的主要粒子是带负电荷的电子和带正电荷的质子。成键与电荷有关,电荷差越大,成键就越强。电荷差越大,极性越大。
例如,这是一个三维静电图,它描绘了分子上的电子分布。红色代表负电荷,蓝色则相反。中间的分子,纯氢,是非极性的,而两边的分子极性很大。
虽然我们可以用实验来检验每一个可能的双原子键,但它往往是相当困难和繁琐的,更不用说昂贵了。在每天的基础上,我们不能准确地测量电荷差,但我们使用一种常见的估计方法。一种常用的估计方法是基于电负性。电负性是原子吸收电子的平均趋势。一些原子倾向于接受电子,如F、N和O,而另一些则倾向于提供电子,如Na或Mg。电负性的差异越大,极性就越大。
这是一个常见的电负性表:
记住,极性物质会相互反应,它们会排斥非极性分子。
水是相当极性的物质。氧是一个极好的电子受体,电负性为3.5。利用它的电负性,氧原子“偷走”了氢的电子,导致它带部分负电荷。随后,氢原子带部分正电荷。
这是水的静电3D地图。红色代表负电荷蓝色代表正电荷。
脂质基本上是一条长烃链(碳链和氢链),是非极性的,因为每个碳-氢键之间的电负性差异非常小(通常电负性显著差异大于0.4)。
注意:忽略每个分子最右边的羧酸末端。它是我们所说的脂肪酸的酸性头部。
磷酸基与脂质不同,极性很强。它们携带真正的带负电荷的粒子。
磷脂是含磷基团的碳氢化合物,因此它们有一个很长的非极性链和一个高度极性的头。
这是碱性磷脂的图示。如你所见,整个磷酸基呈红色,表示带负电荷。
磷脂具有一种神奇的特性。当你把这些分子放入水中时,它们会将自己排列成一组,磷酸基团的头部指向外——指向水分子,而脂质链就会隐藏起来。
你们现在知道了,疏水端是远离水的一端,也就是磷脂的碳氢化合物尾部。
这是理想的典型细胞膜的片段:
注意红色气泡是磷脂的极性端。同样,它们是红色的,因为它们带负电荷。