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鞭毛和纤毛以拍击的方式运动,拍击是由位于轴丝微管上的动力蛋白驱动的。对于鞭毛和纤毛拍击的研究主要集中在两个方面:其一是对动力蛋白分子的研究;其二是对鞭毛和纤毛拍击机制的研究。
关于动力蛋白的研究,已经给出了动力蛋白的三级结构[1]、动力蛋白水解ATP的工作循环模型[2]、动力蛋白的单分子动力行为特征[3]等。关于鞭毛和纤毛拍击机制的研究,清楚了鞭毛和纤毛的结构,给出了鞭毛和纤毛拍击的滑移理论[4],但尚未建立起拍击的动力学机制。
本文共分为三部分。鞭毛和纤毛的特殊结构使鞭毛和纤毛在拍击过程中表现出鲜明的特点,第一部分介绍了鞭毛和纤毛的结构以及鞭毛和纤毛拍击的滑行学说;第二部分介绍了动力蛋白的结构及单分子动力学实验结果,这是研究鞭毛和纤毛产生弯曲的基础;第三部分通过对鞭毛产生弯曲时的滑移曲线进行模拟,给出了描述鞭毛向后传播的波形方程。由波形方程做出的鞭毛和纤毛的弯曲曲线与实验曲线基本相符。进而对鞭毛波形的传播进行了定性的研究,这些工作为建立鞭毛拍击的动力学理论创造了条件。