整理｜细胞膜的研究史

从低等生物到高等生物，所有的细胞的表面都有一层膜状结构，也就是细胞膜，细胞膜不仅是区分细胞内部环境和四周环境的动态屏障，还是细胞物质交换和信息传递的通道。

查阅资料发现，之所以对细胞膜的结构研究很晚，最主要的原因是细胞膜在光学显微镜下看不到，所以技术是制约研究的重要原因。科学家们对细胞膜的研究最初是从生理功能开始的。

问题：细胞膜的研究史。

典型试题解析

试题1：下列关于膜结构的探索和膜成分的探索不正确的是（ ）

A．1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力，推断细胞膜可能附有蛋白质

B．1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气与水的界面上展成单分子层，测得单分子层得面积恰为红细胞表面积得2倍

C．1959年罗伯特森在光学显微镜下看到了细胞膜清楚的暗－亮－暗结构

D．1970年人鼠细胞合成实验以及其他的相关实验表明细胞膜具有一定的流动性

解析：该试题考查细胞膜的研究历史。

1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力，推断细胞膜可能附有蛋白质，A正确；1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气与水的界面上展成单分子层，测得单分子层得面积恰为红细胞表面积得2倍，推断膜中的脂质必然排列成连续的两层，B正确；1959年罗伯特森在电子显微镜下看到了细胞膜清楚的暗－亮－暗结构，C错误；1970年荧光标记的人鼠细胞合成实验以及其他的相关实验表明细胞膜具有一定的流动性，D正确。故答案为C。

试题2：细胞膜非常薄，使用高倍显微镜也难以看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分与结构的熟悉经历了很长的过程。下列关于细胞膜成分和结构探索历程的叙述正确的是（ ）

A.依据脂溶性物质轻易穿过细胞膜证实细胞膜是由脂质组成的

B. 对细胞膜表面张力的研究推断出膜中附有蛋白质

C. 电镜下看察到的细胞膜都由脂质一蛋白质一脂质三层结构构成

D. 流动镶嵌模型认为细胞膜的磷脂和蛋白质都是可以运动的

解析：

欧文顿结合大量的物质通透性实验，提出了生物膜是由脂质组成的，A错误；1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，推断细胞膜除含脂质外，可能还附有蛋白质，B正确；罗伯特森依据电镜下看到的细胞膜清楚的暗-亮-暗三层结构，结合其他科学家的工作提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型，C错误；流动镶嵌模型表明，组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，D错误。故答案为B。

细胞膜的研究史

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1855年， 耐格里发现色素透进已损伤和未损伤的植物细胞的情状并不相同。他便通过细胞的渗透特性往研究它的“边界”(他首次把细胞“边界”称为“质膜”)。耐格里和克拉默一起进行实验，发现细胞具有敏锐的渗透特性，它的体积可以随着四周介质的不同渗透强度而改变。 耐格里在试验中还发现这样的情状：把丽藻属(Nitella)长导管细胞的一端放进水溶液内，另一端放进糖溶液，细胞内含物发生了传动阻碍。在水中一端的细胞汁液流向糖溶液中的一端，并带着所有可移动的粒子。耐格里认为，不得不假设有一股其他的力量，它们在纵壁，更可能在横壁上。这种力量加大了细胞溶液从下往上的流向。

1895年，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更轻易通过细胞膜进进细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。

1897年，德国植物生理学家普费弗对植物细胞的渗透行为进行了大量的试验，并于1897年提出了两个重要的结论：第一，细胞是被质膜包被着的；第二，这层质膜是水和溶质通过的普及阻碍。同时，很快又发现，细胞膜这个屏障具有明显的抉择性，一些物质可通过它，而另一些物质几乎完全不能通过。

20世纪初，通过对哺乳动物红细胞的化学成分分析，得出膜的主要成分是脂质和蛋白质的结论。

1925年，两位荷兰科学家用有机溶剂提取了人的红细胞质膜的脂类成分，将其展展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推断细胞膜由双层脂分子组成。提出脂质膜具有双分子层的概念。

1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。分析细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力，因此丹尼利和戴维森推断细胞膜除含脂质外，可能还附有蛋白质。1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。这一模型影响长达20年之久。

1959年，罗伯特森依据电镜下看到的细胞膜清楚的暗-亮-暗三层结构，结合其他科学家的工作提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。流动镶嵌模型指出，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌进磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；

1970年，科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的合成实验，证实细胞膜具有流动性。

1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。

1988年，有人脂筏模型在乙肝有磷脂为主体的生物膜上。胆固醇、鞘磷脂等形成相对有序的脂相。如同漂浮在脂双层上的脂伐一样，在这执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。其最初可能在内质网或高尔基体形成，最终转移到细胞膜上。

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文章来源于： 王甫荣 学甫无境

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