第2節

細胞的流動鑲嵌模型是誰,隔開了原始海洋的動蕩,是誰,為我日夜守邊防,是誰,為我傳信報安康。啊，偉大的細胞膜啊！沒有你,我——

一個小小的細胞，會是何等模樣?一、細胞膜研究之初始篇

——從生理功能入手的科學研究實驗證據一：19世紀末，歐文頓（E.Overton）在研究各種植物細胞的通透性實驗不溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜從實驗現象能推測出什么結論呢？思考與討論:最初認識到生物膜是由脂質組成的，是通過對實驗現象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結論后，還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質組成最初依據實驗現象和有關知識，經過嚴謹的推理和大膽的想像，提出設想，是一種常見的科學方法。假說還需要通過實驗觀察來證實。提出假說20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的成熟的紅細胞中分離出來，化學分析膜表明：實驗證據二膜的主要成分是脂質和蛋白質脂質和蛋白質是怎樣組合形成膜的呢？思考：二、細胞膜研究之繼承篇

——單位膜模型的提出認識磷脂：CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉOAD6CB思考：如果將磷脂分子倒在水面上會以下哪種情況？實驗證據:1925年,兩位荷蘭科學家用丙酮從紅細胞中提取現脂質,在空氣---水界面上鋪展成單分子層,測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的兩倍。根據科學家的實驗我們可以得出什么結論？單位膜模型的提出細胞膜的兩側都有水環境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測脂質分子必然排列為連續的兩層脂單分子層=2×細胞膜表面積結論單位膜模型的提出蛋白質位于細胞膜的什么位置呢？推測？？……40年代，曾經有學者推測蛋白質覆蓋在脂質的兩邊假說1959年，羅伯特森（J.Robertson）用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結構。實驗證據蛋白質的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。蛋白質蛋白質脂質單位膜模型“蛋白質—脂質—蛋白質”單位膜模型有什么不足？把生物膜描述為靜態的統一結構，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。單位膜模型的局限三、細胞膜研究之開拓篇

——新技術帶來新模型標本用干冰等冰凍，后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面，然后用重金屬噴鍍該斷口表面，最后用電子顯微鏡觀察。跨膜蛋白外周蛋白嵌入蛋白蛋白質在膜中的分布是不對稱的科學家關于蛋白質在細胞膜上存在的三種方式的概括：①鑲在膜表面②嵌在膜中③貫穿膜

用熒光染料標記某種物質，利用其熒光特性，來反應研究對象的相關信息。熒光標記技術1970年，人鼠細胞融合實驗膜上的蛋白質可以運動，具有流動性誘導融合的方法病毒誘導：仙臺病毒化學誘導：聚乙二醇物理誘導：電融合法小資料磷脂分子的運動膜上的磷脂也可以運動，也具有流動性流動鑲嵌模型在新的觀察和實驗證據的基礎上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型—流動鑲嵌模型，為多數人所接受。流動鑲嵌模型的基本內容1、生物膜的組成：2、生物膜的基本骨架：3、蛋白質分子存在形態：4、生物膜的結構特點：主要由蛋白質和脂質組成磷脂雙分子層（親水性頭部朝兩側，疏水性尾部朝內側）有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側的蛋白質分子與糖類結合形成糖蛋白。體現了生物膜的不對稱性。（糖蛋白與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯系）流動性（磷脂分子和大多數蛋白質分子都是運動的）四、細胞膜研究之創新篇

——基于分子水平的研究