幾種主要的生物膜結(jié)構(gòu)模型

迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達幾十種之多，現(xiàn)僅介紹幾種較為重要的模型。隨著研究的深入，人們對膜結(jié)構(gòu)的認識將會不斷趨向與合理。

1 雙分子片層模型

此模型由丹尼利（J.Danielli）和戴維森（H.Davson）于1935年提出，以后的研究者又做了些修改和補充。此模型的主要內(nèi)容為：細胞膜是由雙層脂質(zhì)分子及內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)所構(gòu)成的。脂質(zhì)分子平行排列并垂直于膜平面。雙層脂質(zhì)分子的非極性端相對，極性端向著膜的內(nèi)外表面，在內(nèi)外表面各有一層蛋白質(zhì)。這一模型缺少必要的細節(jié)，是對膜結(jié)構(gòu)的一個較粗淺的認識。

2 單位膜模型

甘肅膜結(jié)構(gòu)廠家此模型是由羅伯特森（J.D.Robertson）于1959年提出的。這一模型主要強調(diào)：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，以β折疊形式通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)-磷脂-蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)，稱為單位膜。他提出真核細胞與原核細胞具有相同的膜結(jié)構(gòu)。單位膜模型的主要不是在于：把甘肅膜結(jié)構(gòu)工程描述成靜止的、不變的，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。此外，認為蛋白質(zhì)分子在脂分子表面呈伸展構(gòu)型，也與蛋白質(zhì)發(fā)揮其功能時的構(gòu)象要求不相符。

3 流動鑲嵌模型

蘭州膜結(jié)構(gòu)工程這一模型是由辛格（S.J.Singer）和尼科爾森（G.Nicolson）于1972年通過對已有的模型進行修正而提出的。它的主要特點是：（1）強調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的不對稱性和不均勻性。將膜蛋白分為外在膜蛋白和內(nèi)在膜蛋白，并且指出蛋白質(zhì)在脂雙層中的分布是不對稱和不均勻的。（2）強調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的流動性。認為膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜止的，而是動態(tài)的，生物膜是流動的脂質(zhì)雙分子層與鑲嵌著的球蛋白按二維排列組成。（3）膜的功能是由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與脂質(zhì)、脂質(zhì)與脂質(zhì)之間復(fù)雜的相互作用實現(xiàn)的。

4 晶格鑲嵌與板塊鑲嵌模型

沃利奇（Wallach）于1975年提出品格鑲嵌模型。他在流動鑲嵌模型的基礎(chǔ)上，進一步強調(diào)生物膜中流動性脂質(zhì)的可逆性變化。這種變化區(qū)域呈點狀分布在膜上。相變表現(xiàn)為膜脂分子的一種協(xié)同效益，即兒十個以上的脂分子同時相變。膜脂的相變受溫度、脂本身的性質(zhì)、膜中其他組分、pH和二價陽離子濃度等因素的影響。板塊鑲嵌模型是杰恩（M.K Jain）和懷特（H.B.White）于1977年提出的，其內(nèi)容本質(zhì)上與j品格鑲嵌模型相同。他們認為：在流動的脂雙分子層中存在許多大小不同的剛度較大的彼此獨立運動的脂質(zhì)“板塊"（有序結(jié)構(gòu)區(qū)），板塊之間被無序的流動的脂質(zhì)區(qū)所分割，這兩種區(qū)域處于一種動態(tài)平衡之中。

生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是趨向一致的。其要點和特點基本相同，主要包括膜的分子組成和結(jié)構(gòu)特征。

5 系統(tǒng)的視角看細胞結(jié)構(gòu)

在生物學(xué)史上，存在著機械論和活力論之間的論戰(zhàn)。為解決這兩種分析方法在科學(xué)解釋中的局限性，地解釋生命現(xiàn)象，于是誕生了系統(tǒng)論思想。所謂系統(tǒng)論思想，就是按照事物本身的系統(tǒng)性，把要研究的對象放在系統(tǒng)的形式中加以考察的思想。而系統(tǒng)，作為物質(zhì)的存在方式，指的是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機整體，生命系統(tǒng)的存在和發(fā)展有三個重要的要素：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（高度有序的結(jié)構(gòu)）、系統(tǒng)的延續(xù)機制（自我復(fù)制）、系統(tǒng)與環(huán)境的聯(lián)系（新陳代謝）。

生命是物質(zhì)運動的一種形式，但構(gòu)成物質(zhì)的蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、糖類和其他分子，都不能單獨完成生命過程；即便是這些分子構(gòu)成了細胞器，也不能完成所有的生命活動。只有當(dāng)這些分子按方式組織起來，構(gòu)成各種生命系統(tǒng)（如細胞、組織、器官、系統(tǒng)、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)等）后，才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。系統(tǒng)論要求把生命看成是一個既具有高度的自主性，又與外界交換物質(zhì)和能量的開放系統(tǒng)。

生命是系統(tǒng)活動的整體表現(xiàn)，而細胞是由生物大分子組織在一起能夠完整表現(xiàn)所有生命現(xiàn)象的基本系統(tǒng)。細胞作為基本的生命系統(tǒng)，具有生命系統(tǒng)的層次性、整體性（如細胞是細胞膜、細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞器、細胞核等結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一整體）、開放性（如物質(zhì)進出細胞和能量交換等）、動態(tài)性（如細胞的增殖、衰老、凋亡、癌變等）的特征。

將細胞作為基本的生命系統(tǒng)來學(xué)習(xí)，傳遞給學(xué)生“生命現(xiàn)象不同于其他的物質(zhì)現(xiàn)象”的觀念。有利于學(xué)生將生物學(xué)的微觀世界和人類的宏觀認識有機地結(jié)合起來。還可以幫助學(xué)生利用系統(tǒng)的思想排除機械論、活力論、外因論等的影響，對于樹立辯證唯物主義的自然觀，提高科學(xué)素養(yǎng)大有裨益。