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1、第二节 细胞膜的特性与分子结构 1、不对称性 一、细胞膜的特性2、流动性 用荧光染料 标记磷脂 实验证明 ，细胞膜 中所有磷 脂都能进 行自由移 动 人鼠杂种细 胞膜蛋白相互 扩散试验： 膜蛋白能在膜 脂中自由漂浮 和在膜表面扩 散 二、细胞膜的分子结构模型 E. Overton 1895用植物的根毛作实验, 发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物 的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过 细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物 质组成。 红细胞血影及封闭、未封闭小泡的形成Irving Langmuir 20世纪初，将红细胞的脂提 取后铺展在Langmuir 水盘(Langmuir Trough) 的
2、水面上，研究了脂的展层行为，提出脂单层 的设想。 E. Gorter & F. Grendel 1925 用有机溶剂提取了人类红细胞质膜 的脂类成分，将其铺展在水面，测 出膜脂展开的面积二倍于细胞表面 积，因而推测细胞膜由双层脂分子 组成。 1、片层结构模型 细胞的表面张力显著低于油-水 界面的表面张力，因此，细胞膜不 可能是单纯由脂类构成的，可能还 吸附有蛋白质。1935年J. Danielli和H. Davson 提出了第一个膜的分子结构模型 片层结构模型 。细胞膜中有两层磷脂分子，构成膜脂双层。磷脂分子的疏水脂肪酸链在膜的内部彼此相对 ，而分子的亲水端则朝向膜的内外表面。球形蛋白质分子附
3、着在脂双层的两侧表面。 2、单位膜模型 1959年，J. D.Robertson用电镜 观察细胞膜，发现细胞膜呈三层式 结构。内外两侧为电子密度高的暗 线，中间为电子密度低的明线，即 所谓“两暗一明”，进而提出单位膜 模型。 细胞膜电镜照片单位膜模型认为：明线部分是膜中间的双层脂类分子，而暗 线部分则为膜两侧的单层蛋白质分子。这些蛋 白质以单层肽链折叠形式存在，通过静电作用 与磷脂极性端相结合。 单位膜模型提出了各种生物膜 在形态结构上的共性，即生物膜都 以“两暗一明”的形式存在，故生物 膜也被称为单位膜。单位膜模型的不足之处在于把膜 的动态结构描写成静止不变的。3、液态镶嵌模型1972 S.
4、 J. Singer & G. Nicolson 在”单位膜”模型 的基础上提出“液态镶嵌模型” ：把生物膜看成是嵌有球形蛋白质脂类二 维排列的液态体，膜中脂双层构成膜的连续 主体，它既具有固体分子排列的有序性，又 具有液体的流动性，呈液晶态。膜中球形蛋 白质分子以各种形式与脂双分子层相结合。难点用荧光光致漂白法研究证明，不是 所有的表面蛋白都符合液态镶嵌模 型，许多表面膜蛋白并不移动，而 与其它膜蛋白与细胞内骨架连接。细胞骨架的主要成分是长的肌动 纤维，它们位于细胞膜下面，在有些部 位与细胞膜连接，微管和中间纤维也参 与构成细胞骨架网。当用药物破坏细胞 骨架之后，许多细胞膜蛋白移动性加强 ，说明这些膜蛋白是与细胞骨架纤维相 连接的，细胞骨架纤维可作为膜蛋白移 动的轨迹。其它模型晶格镶嵌模型（1975年） 板块镶嵌模型（1977年）
