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    高中生物第4章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》(必修1)

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    课程内容:
    《生物膜的流动镶嵌模型》
        从物质跨膜运输的实例可以看出,生物膜对物质进出细胞是有选择性的。为什么生物膜能够控制物质的进出?这与生物膜的结构有什么关系?当年科学家正是怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问,开始探索生物膜结构的。
        对生物膜机构的探索历程
        19世纪末,欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出:膜是由脂质组成的。
        20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气——水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此得出结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层!
        除了脂质外,蛋白质也是细胞膜的成分。那么,蛋白质位于细胞膜的什么位置呢?
        20世纪40年代,曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。但直到50年代,电子显微镜诞生,科学家用它来观察细胞膜。1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,他结合其他科学家的工作,大胆地提出生物膜的模型:所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。他把生物膜描述为静态的统一结构。
        20世纪60年代以后,人们对这一模型的异议增加了。不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑:如果是这样,细胞膜的复杂功能将难以实现,就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都不好解释。
        随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究,科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面,有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中的。
        1970年,科学家用发绿色荧光的燃料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。这一实验,以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。
        在新的观察和实验证据的基础上,又有学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型。其中,1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
        流动镶嵌模型的基本内容
        生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是清油般的流体,具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。
       

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    评论7

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    [内蒙古] 好

    薇薇子

    2020-11-19 22:26:25

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    tz938660

    2020-11-13 16:42:14

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    2019-08-14 11:46:18

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    2019-07-27 17:13:33

    [青海省西宁市] 很不错

    yhl0672

    2019-06-06 21:59:50

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