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几种主要的生物膜结构模型

2020-12-29  来自: 甘肃鑫德膜结构工程有限公司 浏览次数:10

几种主要的生物膜结构模型

迄今为止,已提出的生物膜结构模型达几十种之多,现仅介绍几种较为重要的模型。随着研究的深入,人们对膜结构的认识将会不断趋向与合理。

1 双分子片层模型

此模型由丹尼利(J.Danielli)和戴维森(H.Davson)于1935年提出,以后的研究者又做了些修改和补充。此模型的主要内容为:细胞膜是由双层脂质分子及内外表面附着的蛋白质所构成的。脂质分子平行排列并垂直于膜平面。双层脂质分子的非极性端相对,极性端向着膜的内外表面,在内外表面各有一层蛋白质。这一模型缺少必要的细节,是对膜结构的一个较粗浅的认识。

2 单位膜模型

甘肃膜结构厂家此模型是由罗伯特森(J.D.Robertson)于1959年提出的。这一模型主要强调:连续的脂质双分子层组成膜的主体,磷脂的非极性端朝向膜内侧,极性端朝向膜外两侧,蛋白质以单层肽链的厚度,以β折叠形式通过静电作用与磷脂极性端相结合,从而形成蛋白质-磷脂-蛋白质的三层结构,称为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。单位膜模型的主要不是在于:把甘肃膜结构工程描述成静止的、不变的,这显然与膜功能的多样性相矛盾。此外,认为蛋白质分子在脂分子表面呈伸展构型,也与蛋白质发挥其功能时的构象要求不相符。

3 流动镶嵌模型

兰州膜结构工程这一模型是由辛格(S.J.Singer)和尼科尔森(G.Nicolson)于1972年通过对已有的模型进行修正而提出的。它的主要特点是:(1)强调了膜结构的不对称性和不均匀性。将膜蛋白分为外在膜蛋白和内在膜蛋白,并且指出蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。(2)强调了膜结构的流动性。认为膜的结构成分不是静止的,而是动态的,生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成。(3)膜的功能是由蛋白质与蛋白质、蛋白质与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的。

4 晶格镶嵌与板块镶嵌模型

沃利奇(Wallach)于1975年提出品格镶嵌模型。他在流动镶嵌模型的基础上,进一步强调生物膜中流动性脂质的可逆性变化。这种变化区域呈点状分布在膜上。相变表现为膜脂分子的一种协同效益,即儿十个以上的脂分子同时相变。膜脂的相变受温度、脂本身的性质、膜中其他组分、pH和二价阳离子浓度等因素的影响。板块镶嵌模型是杰恩(M.K Jain)和怀特(H.B.White)于1977年提出的,其内容本质上与j品格镶嵌模型相同。他们认为:在流动的脂双分子层中存在许多大小不同的刚度较大的彼此独立运动的脂质“板块"(有序结构区),板块之间被无序的流动的脂质区所分割,这两种区域处于一种动态平衡之中。

生物膜的结构模型虽然有很多种,但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的。其要点和特点基本相同,主要包括膜的分子组成和结构特征。

5 系统的视角看细胞结构

在生物学史上,存在着机械论和活力论之间的论战。为解决这两种分析方法在科学解释中的局限性,地解释生命现象,于是诞生了系统论思想。所谓系统论思想,就是按照事物本身的系统性,把要研究的对象放在系统的形式中加以考察的思想。而系统,作为物质的存在方式,指的是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体,生命系统的存在和发展有三个重要的要素:系统的结构(高度有序的结构)、系统的延续机制(自我复制)、系统与环境的联系(新陈代谢)。

生命是物质运动的一种形式,但构成物质的蛋白质、核酸、脂质、糖类和其他分子,都不能单独完成生命过程;即便是这些分子构成了细胞器,也不能完成所有的生命活动。只有当这些分子按方式组织起来,构成各种生命系统(如细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等)后,才能表现出生命现象。系统论要求把生命看成是一个既具有高度的自主性,又与外界交换物质和能量的开放系统。

生命是系统活动的整体表现,而细胞是由生物大分子组织在一起能够完整表现所有生命现象的基本系统。细胞作为基本的生命系统,具有生命系统的层次性、整体性(如细胞是细胞膜、细胞质基质、细胞器、细胞核等结构的统一整体)、开放性(如物质进出细胞和能量交换等)、动态性(如细胞的增殖、衰老、凋亡、癌变等)的特征。

将细胞作为基本的生命系统来学习,传递给学生“生命现象不同于其他的物质现象”的观念。有利于学生将生物学的微观世界和人类的宏观认识有机地结合起来。还可以帮助学生利用系统的思想排除机械论、活力论、外因论等的影响,对于树立辩证唯物主义的自然观,提高科学素养大有裨益。

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