问答题 从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜的认识过程。
【正确答案】生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程,是随着实验技术和方法的改进而不断完善的。
   1925年,E.Gorter和F.Grendel用有机溶剂抽提人的红细胞膜的膜脂成分并测定膜脂单层分子在水面的铺展面积,发现它为红细胞表面积的二倍,提示了质膜是由双层脂分子构成的。随后,人们发现质膜的表面张力比油-水界面的表面张力低得多,已知脂滴表面如吸附有蛋白成分则表面张力降低,因此,1935年Davson和Danielli推测,质膜中含有蛋白质的成分,并提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式的质膜结构模型。这一模型影响达20年之久。
   1959年,J.D.Robertson发展了三明治模型,提出了单位膜模型,并大胆地推断所有的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成,这一模型得到X射线衍射分析与电子显微镜观察结果(超薄切片中细胞质膜显示暗-亮-暗三条带)的支持。
   随后的一些实验,如免疫荧光标记技术等证明,质膜中的蛋白质是可流动的,冷冻蚀刻技术显示了双层膜脂中存在膜蛋白颗粒。在此基础上,S.J.Singer和G.Nicolson于1972年提出了生物膜的流动镶嵌模型,强调:①膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动;②膜蛋白分布的不对称性,有的镶嵌在膜表面,有的嵌入或横跨脂双层分子。
   随着实验技术的改进及认识的不断深入,还有学者提出了强调生物膜的膜脂处于无序(流动性)和有序(晶态)之间动态转变的“液晶态模型”,以及强调生物膜是由具有流动性程度不同的“板块”镶嵌而成的“板块镶嵌模型”(Jain和White,1977)等。事实上,这些模型都可以看作是对流动镶嵌模型的补充和完善。
   1988年Simon提出了脂筏模型,即在生物膜上胆固醇、鞘磷脂等富集而形成有序的脂相,如同“脂筏”一样载着各种蛋白质,脂筏最初可能在内质网上形成,最后转移到细胞质膜上。有些脂筏可在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。
   从生物膜结构模型的演化过程可知,人们对事物的认识是在实践中不断深入、逐渐完善的过程。
【答案解析】