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细胞膜结构的研究历程.ppt

更新时间:2023-11-02 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

刘雪梅细胞膜模式图质膜质膜是是细胞与周围环境细胞与周围环境以及以及细胞与细胞细胞与细胞之间进行之间进行物物质交换和信息传递的重要通质交换和信息传递的重要通道道((一道可调控的动态屏障一道可调控的动态屏障))。。细胞膜细胞膜((rane):又称):又称质膜质膜(()是指围绕在细胞最)是指围绕在细胞最内层,由脂类和蛋白质组成的膜结构。内层,由脂类和蛋白质组成的膜结构。生物膜():围绕各类细胞器的膜,称为细胞内膜。质膜和内膜在起源、结构和物理组成的等方面具有相像性,故合称生物生物膜是细胞进行生命活动的重要结构生物膜是细胞进行生命活动的重要结构基础基础,,能量转换能量转换、、蛋白质合成蛋白质合成、、物质运输物质运输、、信息传递信息传递、、细胞运动细胞运动等活动都与膜的作用有等活动都与膜的作用有着密切的关系着密切的关系。17世纪中叶之后的2个世纪中,细胞学说的发展史早已大体完成。并且惟独对细胞膜的认识还要延后两个世纪。1839年施旺提出细胞学说1838年施莱登描述细胞:细胞(CELL)是在一种黏液状的母质中,经过一种像是结晶样的过程形成的。NmF物理好资源网(原物理ok网)

当时提出原生质体的概念。在细胞学说提出前后,CELL吸引了很多学者(包括业余爱好者)进行观察研究。1855年,耐格里(K.W.)发觉细胞表面有妨碍颜料步入的现象,提示膜结构的存在。耐格里发觉色素透入已损伤和未损伤的动物细胞的情况并不相同。他便通过细胞的渗透特点去研究它的“边界”(他首次把细胞“边界”称为“质膜”)。欧文顿(欧文顿())发觉但凡发觉但凡溶于脂肪的溶于脂肪的物质物质很容易很容易透过动物的细胞膜透过动物的细胞膜,而,而不溶于脂肪的物质不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜不易透过细胞膜,因而推断细胞膜由,因而推断细胞膜由连续的固醇物质连续的固醇物质组成组成。1897年,和Hedin用红细胞做实验,同样也证明分子的私密性与其在脂类中的溶化度有关,且溶化度越大越容易通过.英国动物生理学家普费弗(W.)对动物细胞的渗透行为进行了大量的试验,并于1897年提出了两个重要的推论:第一,细胞是被质膜包被着的;第二,这层质膜是水和溶质通过的普遍障碍。同时,很快又发觉,细胞膜这个屏障具有显著的选择性,一些物质可通过它,而另一些物质几乎完全不能通过。NmF物理好资源网(原物理ok网)

1899年,美国细胞生理学家奥弗顿(C.)发表一系列关于化合物步入细胞的观察结果细胞膜蛋白,他发觉分子的极性越大,步入细胞的速率越小,当降低非极性羧基(如酰基链)时,化合物步入的速率便降低。奥弗顿的推论是,控制物质步入细胞的速率的细胞膜是脂肪性物质,其中富含脂类和其他醇类。为此,当时确立了有一层脂类的膜围绕着细胞的认识。1917年,科学家成功将一层磷脂分子铺在了海面上!年用乙醇(一种有机溶剂,可以溶化脂类)从人的红细胞膜中提取脂类,在空气-水界面上描画成单分子层,测得单分子层的面积正好为红细胞表面积的2倍。猜想细胞膜由单层脂分子组成。1931年,有人(Plowe)用微针触碰动物原生质体,强调细胞有弹性膜,可伸展,不同于细胞质的部份。用微针穿过膜,导致局部可恢复的损伤。大量广泛的损伤引起细胞死亡。(Plowe的工作除了证明了细胞膜的存在,也证明了细胞膜具有保护作用。)提出了”蛋白质-醇类-蛋白质”的披萨模型。觉得质膜由单层固醇分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年提出了修正模型,觉得膜上还具有贯串脂单层的蛋白质通道,供亲水物质通过。NmF物理好资源网(原物理ok网)

这就是所谓的“单位膜”模型。罗伯特森罗伯特森((JJ..DD..))用用锇酸处理了细胞膜(蛋白质经锇酸作用后产生高电子密度的锇黑,在电镜下呈白色),用纤薄切块技术用纤薄切块技术获得了清获得了清晰的红细胞细胞膜相片红细胞细胞膜相片,,显示显示暗暗--明明--暗暗三层结构三层结构,,7..。。单位膜:单位膜:各类细胞的细胞膜以及各类细胞内膜在各类细胞的细胞膜以及各类细胞内膜在电镜下都呈电镜下都呈““暗暗--明明--暗暗””的三层式结构的三层式结构::单位膜单位膜现指在现指在EMEM下呈现下呈现““暗暗--明明--暗暗””三层式结构三层式结构、、由脂蛋白构成的任何一层膜由脂蛋白构成的任何一层膜。。蛋白质蛋白质明线暗线明线切切面面单位膜模型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止的不变的。细胞融合膜具有一定的流动性实验证明:杂交细胞觉得:觉得:构成膜的蛋白质和脂质分子具有构成膜的蛋白质和脂质分子具有镶嵌关系镶嵌关系,,膜蛋白分布膜蛋白分布的的不对称性不对称性,,但是膜的结构处于并且膜的结构处于流动变化流动变化之中之中。NmF物理好资源网(原物理ok网)

。入选入选年年诺贝尔奖!诺贝尔奖!桑格和尼克森桑格和尼克森((SS..JJ....))据据免疫萤光技术免疫萤光技术、、冰冻刻蚀技术冰冻刻蚀技术的研究结果的研究结果,,在在””单位膜单位膜””模型的基础上提出模型的基础上提出““流动镶嵌模型流动镶嵌模型””。。将免疫学方式(抗体抗原特异结合)与萤光标记技术结合上去研究特异蛋白抗体在细胞内分布的方式。冰冻刻蚀(冰冻刻蚀(--)又名冰冻破裂)又名冰冻破裂((--)。标本放在标本放在--的干冰或的干冰或--的液氮中,进行冰冻。的液氮中,进行冰冻。之后用冷刀随之将标本断掉,升温后,冰在真空条之后用冷刀随之将标本断掉,升温后,冰在真空条件下迅即升华,曝露出断面结构,称为刻蚀件下迅即升华,曝露出断面结构,称为刻蚀(()。刻蚀后,向断面以刻蚀后,向断面以4545度角涂装一层蒸气铂,再以度角涂装一层蒸气铂,再以9090度角涂装一层碳,强化反差和硬度。NmF物理好资源网(原物理ok网)

之后用次氯盐度角涂装一层碳,强化反差和硬度。之后用氨水碱液消化样品,把碳和铂的膜剥出来细胞膜蛋白,此膜即为钠碱液消化样品,把碳和铂的膜剥出来,此膜即为复膜()。复膜显示出了标本刻蚀面的形态,在电镜下得到的复膜显示出了标本刻蚀面的形态,在电镜下得到的影像即代表标本中细胞破裂面处的结构。影像即代表标本中细胞破裂面处的结构。细胞的冰冻刻蚀实验细胞膜具有流动性变形虫猎食和运动时伪足的形变形虫猎食和运动时伪足的形白细胞吞噬真菌白细胞吞噬真菌感谢观赏感谢观赏NmF物理好资源网(原物理ok网)

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