第1个回答 2020-12-13
由于细胞膜的结构在光学显微镜下是看不到的,所以关于细胞膜的研究首先是从其生理功能的角度来进行的。1895年,美国科学家E. Ovrton曾用500多种化合物对植物细胞的透性进行过上万次的研究实验,得出的结论是:活的原生质体的特殊透性是由于选择的可溶性机理,疏水的化合物进人细胞比亲水的化合物快,即凡是溶于脂肪的物质,也易于穿过膜;反之,则不易穿过膜。说明在细胞的表层有脂质层,这对膜结构的揭秘是有极大贡献的。
1897年,Crijins和Hedin用红细胞做实验,同样也证明了分子的透性与其在脂类中的溶解度有关。1925年,荷兰科学家Gortert和Grendel通过对血影的研究,即用有机溶剂抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层,聚拢后测得的总面积是红细胞膜总面积的2倍。据此,他推断细胞膜中的脂类分子排列为两层。
1930年前后,显微技术发展了,科学家用探针触及植物原生质体,发现细胞膜不同于细胞质,是有弹性,可以伸展的结构。这充分证明了细胞膜的保护性。1935年,在此基础上,Danielli 和Davson提出了第一个关于细胞膜的分子结构模型。他们提出:细胞膜是由双层脂分子及蛋白质所构成。脂分子平行排列且垂直于膜平面,双层脂分子的非极度性端向内相对应,形成疏水区域;而极度性头部则分别朝向膜的内外表面。磷脂双分子层的内外表面两侧各附有一层蛋白质。这样就形成了蛋白质-脂双层一蛋白质的结构。随着电子显微镜的发展,对细胞膜结构的研究也越来越深人。
19世纪50年代后期,得到了膜的“暗一亮一暗”三层结构图像。Robertson 提出了单位膜模型,指出了磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架,而蛋白质分布在磷脂双分子层的内外表层。由于这一-模型把膜的动态结构描述为静止的状态,因而无法解释膜的生理功能。
1970年,科学家Frye和Edidin在人一鼠细胞融合实验中发现,融合后的细胞一半发红色荧光,另一半发绿色荧光。将细胞放在37℃培养40分钟后,两种颜色均匀地分布于融合后的细胞膜表面。这充分说明了膜不应是静止的,而应是运动的。1972年,科学家提出了细胞膜的“流动镶嵌模型"。强调了膜的流动性及蛋白质分子在脂类分子中镶嵌的不对称性,因而使膜的生理功能得到了合理的解释。这一学说也得到了广泛的认可。
从膜研究的历程中可以看到,科学研究的脚步始终没有停歇,随着研究手段的日新月异,人们对细胞膜的认识将更加深入。
显微镜的发明
16世纪末,一位荷兰眼镜商詹森( Zaccharias Janssen)和他的儿子把几块镜片放进了一个圆筒,结果发现通过圆筒看到附近的物体出奇的大,这恐怕就是现在的显微镜和望远镜的前身了。不过它的结构简单,放大倍数也不高,可以观察-一些小昆虫,如跳蚤等,因而有人称它为“跳蚤镜"。这种显微镜是用光线照明的,属于光学显微镜。
半个多世纪后,1665 年英国物理学家罗伯特·虎克(Robert Hooke, 1635-1703)研制出能够放大140倍的光学显微镜,并用它来观察软木薄片,发现了很多“小室”,他给这种结构命名为“细胞"。尽管放大的倍数也很低,但在当时可以说是世界上最好的一架复式显微镜了。