细胞膜结构的研究历史.ppt

细胞膜结构的研究历史细胞膜结构的研究历史小组成员：王 银 周红静 张 焱细胞膜模式图细胞膜模式图 质质膜膜是是细细胞胞与与周周围围环环境境以以及及细细胞胞与与细细胞胞之之间间进进行行物物质质交交换换和和信信息息传传递递的的重重要要通通道道(一道可一道可调调控的控的动态动态屏障屏障)。细细胞膜胞膜（cellmembrane）：又称）：又称质质膜膜（plasmamembrane）是指）是指围绕围绕在在细细胞最胞最外外层层，由脂，由脂质质和蛋白和蛋白质组质组成的膜成的膜结结构。构。生物膜生物膜（biomembrane）：）：围绕围绕各种各种细细胞器的膜，胞器的膜，称称为为细细胞内膜胞内膜。质质膜和内膜在起源、膜和内膜在起源、结结构和化学构和化学组组成的等方面具有相似性，故成的等方面具有相似性，故总总称称生物膜生物膜。生生物物膜膜是是细细胞胞进进行行生生命命活活动动的的重重要要结结构构基基础础，能能量量转转换换、蛋蛋白白质质合合成成、物物质质运运输输、信信息息传传递递、细细胞胞运运动动等等活活动动都都与与膜膜的的作作用用有有着着密切的关系。密切的关系。电子显微镜下的红细胞电子显微镜下的红细胞 一、细胞膜结构研究历史一、细胞膜结构研究历史一、细胞膜结构研究历史一、细胞膜结构研究历史1.1.欧文欧文欧文欧文顿顿顿顿（E.OvertonE.Overton）18951895发现发现发现发现凡是凡是凡是凡是溶于脂肪的物溶于脂肪的物溶于脂肪的物溶于脂肪的物质质质质很容易很容易很容易很容易透透透透过过过过植物的植物的植物的植物的细细细细胞膜胞膜胞膜胞膜，而，而，而，而不溶于脂肪的物不溶于脂肪的物不溶于脂肪的物不溶于脂肪的物质质质质不不不不易透易透易透易透过细过细过细过细胞膜胞膜胞膜胞膜，因此推，因此推，因此推，因此推测细测细测细测细胞膜由胞膜由胞膜由胞膜由连续连续连续连续的脂的脂的脂的脂类类类类物物物物质组质组质组质组成成成成。18971897年，年，CrijinsCrijins和和HedinHedin用红细胞做实验，同样也用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关,且溶解度越大越容易通过且溶解度越大越容易通过.19171917年，科学家成功将一层磷脂分子铺在了水面上！年，科学家成功将一层磷脂分子铺在了水面上！2.E.Gorter&F.Grendel1925年用丙酮（一种有年用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的子层的面积恰好为红细胞表面积的2 2倍。倍。推推测测细细胞胞膜由双膜由双层层脂分子脂分子组组成。成。3.J.Danielli&H.Davson1935提出了提出了”蛋白蛋白质质-脂脂类类-蛋白蛋白质质”的三明治模型。的三明治模型。认为质认为质膜由双膜由双层层脂脂类类分子及分子及其内外表面附着的蛋白其内外表面附着的蛋白质质构成的。构成的。1959年提出了修正年提出了修正模型，模型，认为认为膜上膜上还还具有具有贯贯穿脂双穿脂双层层的蛋白的蛋白质质通道，供通道，供亲亲水物水物质质通通过过。plasmamembrane这就是所谓的这就是所谓的“单位膜单位膜”模型。模型。4.4.罗罗罗罗伯伯伯伯特特特特森森森森（J.J.D.D.RobertsonRobertson）19591959用用用用锇锇酸酸处处理理了了细细胞胞膜膜（蛋蛋白白质质经经锇锇酸酸作作用用后后形形成成高高电电子子密密度度的的锇锇黑黑，在在电电镜镜下下呈呈黑黑色色），用用用用超超超超薄薄薄薄切切切切片片片片技技技技术术术术获获获获得得得得了了了了清清清清晰晰晰晰的的的的红红红红细细细细胞胞胞胞细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜照照照照片片片片，显显显显示示示示暗暗暗暗-明明明明-暗暗暗暗三三三三层层层层结结结结构构构构，厚厚厚厚约约约约7.5nm7.5nm。单单单单位位位位膜膜膜膜：各各各各种种种种细细细细胞胞胞胞的的的的细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜以以以以及及及及各各各各种种种种细细细细胞胞胞胞内内内内膜膜膜膜在在在在电镜电镜电镜电镜下都呈下都呈下都呈下都呈“暗暗暗暗-明明明明-暗暗暗暗”的三的三的三的三层层层层式式式式结结结结构构构构：单单单单位位位位膜膜膜膜现现现现指指指指在在在在EMEMEMEM下下下下呈呈呈呈现现现现“暗暗暗暗-明明明明-暗暗暗暗”三三三三层层层层式式式式结结结结构构构构、由脂蛋白构成的任何一层膜。由脂蛋白构成的任何一层膜。由脂蛋白构成的任何一层膜。由脂蛋白构成的任何一层膜。蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质脂类脂类脂类脂类暗线暗线明线明线暗线暗线横横横横切切切切面面面面 单单位位膜膜模模型型的的不不足足之之处处在在于于把把膜膜的的动动态态结结构构描描写成写成静止的不变静止的不变的。的。细胞融合3740min膜具有一定的流动性实验证明：人细胞小鼠细胞杂交细胞1970年年LarryFrye等人将等人将人人和和鼠鼠的的细细胞膜胞膜用不同用不同荧荧光抗体光抗体标记标记后，后，让让两种两种细细胞融合胞融合。认认认认为为为为：构构构构成成成成膜膜膜膜的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质和和和和脂脂脂脂类类类类分分分分子子子子具具具具有有有有镶镶镶镶嵌嵌嵌嵌关关关关系系系系，膜膜膜膜蛋蛋蛋蛋白白白白分分分分布布布布的的的的不对称性不对称性不对称性不对称性，而且膜的结构处于，而且膜的结构处于，而且膜的结构处于，而且膜的结构处于流动变化流动变化流动变化流动变化之中之中之中之中。荣获荣获19721972年诺贝尔奖！年诺贝尔奖！5.5.5.5.桑桑桑桑格格格格和和和和尼尼尼尼克克克克森森森森（S.S.S.S.J.J.J.J.Singer Singer Singer Singer&G.G.G.G.NicolsonNicolsonNicolsonNicolson）1972 1972 1972 1972 根根根根据据据据免免免免疫疫疫疫荧荧荧荧光光光光技技技技术术术术、冰冰冰冰冻冻冻冻蚀蚀蚀蚀刻刻刻刻技技技技术术术术的的的的研研研研究究究究结结结结果果果果，在在在在”单单单单位位位位膜膜膜膜”模型的基础上提出模型的基础上提出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流动镶嵌模型流动镶嵌模型”。将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。冰冻蚀刻原理冰冻蚀刻原理n n冰冰冻蚀冻蚀刻（刻（freeze-etchingfreeze-etching）亦称冰）亦称冰冻冻断裂（断裂（freeze-freeze-fracturefracture）。）。n n标标本置于本置于-100C-100C的干冰或的干冰或-196C-196C的液氮中，的液氮中，进进行冰行冰冻冻。然后用冷刀然后用冷刀骤骤然将然将标标本断开，升温后，冰在真空条本断开，升温后，冰在真空条件下迅即升件下迅即升华华，暴露出断面，暴露出断面结结构，称构，称为蚀为蚀刻刻（etchingetching）。）。n n蚀蚀刻后，向断面以刻后，向断面以4545度角度角喷喷涂一涂一层层蒸汽蒸汽铂铂，再以，再以9090度角度角喷喷涂一涂一层层碳，加碳，加强强反差和反差和强强度。然后用次度。然后用次氯氯酸酸钠钠溶液消化溶液消化样样品，把碳和品，把碳和铂铂的膜剥下来，此膜即的膜剥下来，此膜即为为复膜（复膜（replicareplica）。）。n n复膜复膜显显示出了示出了标标本本蚀蚀刻面的形刻面的形态态，在，在电镜电镜下得到的下得到的影像即代表影像即代表标标本中本中细细胞断裂面胞断裂面处处的的结结构。构。细胞的冰冻蚀刻实验细胞的冰冻蚀刻实验组成细胞膜的蛋白质和磷脂具有流动组成细胞膜的蛋白质和磷脂具有流动性性细胞膜具有流动性n n变形虫捕食和运动时伪足的变形虫捕食和运动时伪足的形成形成 n n白细胞吞噬细菌白细胞吞噬细菌谢谢观赏