生物:3.2《细胞的类型和结构》学案(1)(苏教版必修1)
生物:3.2《细胞的类型和结构》学案(1)(苏教版必修1)第5页

 模型的主要内容为:细胞膜是由双层脂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

此模型是由J.D.Robertson于1959年提出的。这一模型主要强调:连续的脂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,称之为单位膜。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足在于:把膜结构描述成静止的、不变的,这显然与膜功能的多样性相矛盾。其次,不同膜的厚度差异明显,变化范围为5~10 nm。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

这一模型是S.J.Singer和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。将膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白,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)膜的功能是由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、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

Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型。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,即几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Jain和White于1977年提出的,其内容本质上与晶格镶嵌模型相同。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连续的动态平衡之中。

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。

3-2-9 细胞器的比较

分布 形态 结构 成分 功能 线粒体 普遍存在于动植物细胞 多呈椭球形 内外膜(双层)嵴、基质、基粒 蛋白质、磷脂、有氧呼吸的酶、少量DNA、RNA 有氧呼吸、动力工厂 叶绿体 主要存在渔叶肉细胞和幼茎皮层内 球形椭球形 内外膜(双层)嵴、基质、基粒 蛋白质、磷脂、光合作用的酶、色素、少量DNA、RNA 光合作用的场所-养料制造工厂、能量转换器 内质网 绝大多数动植物细胞 网状 单层膜 蛋白质、磷脂、 增大了膜面积,有机物合成车间,运输通道