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4页

  小球中的水通道蛋白的过滤,其中大部分水分被人体循环利用,最终只有约1升的尿液排出人体。

  早在1890年,威廉·奥斯特瓦尔德(1909年诺贝尔化学奖获得者)就推测离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代,科学家证实存在一些供离子出入的细胞膜通道。50年代初,阿兰·霍奇金和安德鲁·哈克斯利发现,离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传递信息。为此,他们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。不过,那时科学家并不知道离子通道的结构和工作原理。

  1988年,罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片,并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。这张照片上的离子通道取自青链霉菌,也是一种蛋白。麦金农的方法可以让科学家观测到离子在进入离子通道前的状态、在通道中的状态以及穿过通道后的状态。

  对水通道和离子通道的研究意义重大。很多疾病,比如一些神经系统疾病和心血管疾病,就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的,对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因,并研制相应药物。另外,利用不同的细胞膜通道,可以调节细胞的功能,从而达到治疗疾病的目的。中药的一个重要功能是调节人体体液的成分和不同成分的浓度,这些成分可以通过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家认为,对细胞膜通道的研究可以为揭示中医药的科学原理提供重要的途径。

3-2-6 人工细胞膜

据报道,加拿大研究人员用相当简单的聚合物生成了细胞大小的囊,它像细胞膜一样柔韧,但比细胞膜强度高得多。研究人员称该囊可能为运送药物提供新的方法。他们将由乙基乙烯和环氧乙烷制得的聚合物涂覆在铂电极上,并将其浸在糖溶液中,然后迅速改变电极间的电流方向,使带微量电荷的聚合物分子向离开电极的方向形成双分子层,最终与电极断开形成囊。

其中一些囊的直径有50微米大小。研究小组发现制得的囊几乎如细胞膜一样可弯曲和伸展,但强度是细胞膜的20倍。专家说,用化合物来增强聚合物分子间的键合力还可使囊的强度更高。他还说,强度如此之高的囊可能做包裹药物的人工细胞。药物或其基因可能通过一个专用的孔装到人工细胞里,细胞外面再附加其它分子,使载药细胞能聚集到需要它们的地方,如肿瘤.

3-2-7 细胞膜系统

细胞质膜系统是指细胞内那些在生物发生上与质膜相关的细胞器, 显然不包括线粒体、叶绿体和过氧化物酶体,因为这几种细胞器的膜是逐步长大的,而不直接利用质膜

3-2-8 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全面与合理。

1.双分子片层模型

这是1935年由J.Danielli和H.Davson提出的,以后的研究者又做了些修改和补充。