罗伯特森的三明治结构为什么亮的是脂质,暗的是蛋白质?
生物老师泡泡
2022年12月10日 12:18
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罗伯特森通过电子显微镜观察到了细胞膜的“暗-亮-暗”三层结构,就提出了是蛋白质-脂质-蛋白质三层,学生有疑惑,为什么亮的是脂质,暗的是蛋白质?   

        透射式电子显微镜因电子束穿透样品后,再用电子透镜成像放大而得名,它的光路与光学显微镜相仿。在这种电子显微镜中,图像细节的对比度是由样品的原子对电子束的散射形成的。样品较薄或密度低的部分,电子束散射较少,这样就有较多的电子通过物镜光栏,参与成像,在图像中显得较亮。反之,样品中较厚或较密的部分,在图像中则显得较暗。据此分析,细胞膜“暗一亮一暗”的原因有两方面:

 其一,电镜观察的亮带是3.5 nm,刚好符合磷脂双分子层亲水头部之间的距离,即两条疏水尾都距离之和。

其二,暗带是因为电子穿透的较少,明带是因为电子穿透的较多。蛋白质由于对电子的阻挡作用很大,透过样品的电子较少,所以是暗带;而脂双层由于对电子阻挡作用很小,透过样品的电子较多,所以是明带。

所以“暗一亮一暗”刚好符合“蛋白质一脂双层一蛋白质”的结构模型。如果是“脂质一空隙一脂质”结构,那就全部是亮带,不符合电镜的观察结果。

虽然罗伯特森得出的结论不对,但这个科学史至少可以说明科学和技术之间的关系是多么的重要,相辅相成,共同促进。