生物膜的结构和功能
生物膜的结构和功能
生物膜的结构和功能生物膜是一种存在于生物界各类生物体表面或内部的具有特殊结构和功能的薄膜状结构。
它由生物体的细胞膜组成，包括生物大分子和非生物分子。
通过细胞间的相互作用，生物膜维持生物体的完整性，同时参与到许多重要的生物过程中。
本文将从生物膜的结构和功能两个方面进行阐述。
一、生物膜的结构1. 膜脂质层生物膜中最基本的组成部分是膜脂质层。
膜脂质层主要由磷脂、甘油脂和类固醇等有机物组成。
磷脂是膜脂质层中含量最高的成分，它由两个疏水性脂肪酸和一个亲水性磷酸甘油醇通过酯键结合形成。
甘油脂是由甘油和脂肪酸通过酯键结合形成的；而类固醇则存在于膜脂质层内部，起到增强膜的稳定性和流动性的作用。
2. 蛋白质组分生物膜中的其他重要组成部分是蛋白质。
膜脂质层与蛋白质相互作用，两者之间形成了复杂的网络结构。
蛋白质在生物膜中有许多重要的功能，如通道蛋白质负责物质的运输，受体蛋白质用于信号传导，酶蛋白质用于催化反应。
此外，膜蛋白还起到了维持生物膜结构的稳定性和保护功能。
3. 糖类组分糖类是生物膜的另一个重要组成部分。
它们通过与蛋白质和脂质相互作用，形成糖蛋白和糖脂复合物，这些复合物参与了细胞间的相互识别和信号传导。
糖类还能起到保护细胞膜的作用，增强细胞膜的稳定性。
二、生物膜的功能1. 细胞辨识和相互识别生物膜上的特定糖蛋白和糖脂能够识别特定的配体或信号分子，从而实现细胞间的辨识和相互识别。
这种相互作用在细胞信号传导、免疫识别和受精过程中起到重要的作用。
2. 物质运输生物膜中的通道蛋白质可以选择性地允许特定离子或分子通过，从而实现物质的运输。
这种运输过程对细胞内外物质的平衡和代谢活动至关重要。
3. 生物反应的催化和调控生物膜中的酶蛋白质能够催化生物反应的进行，从而参与到细胞代谢和能量转化过程中。
膜蛋白还能够通过信号传导调控细胞内外的生物反应。
4. 细胞结构和稳定性的维持生物膜具有良好的柔韧性和可塑性，可以适应细胞形态的变化。
生物膜的结构和功能
生物膜的结构和功能生物膜（biological membrane）是细胞内和细胞外的重要物质交换界面，它负责维持细胞内外环境的稳定，并确保细胞内外物质的选择性通透性。
生物膜是由脂质分子、蛋白质和糖等多种有机分子构成的复杂结构，其结构和功能都是非常复杂和重要的。
一、生物膜的结构生物膜是由不同种类的分子构成的，主要包括磷脂、蛋白质和糖分子。
其中，磷脂是生物膜最主要的组成部分，占据了生物膜总质量的近50%。
它们是一种复杂的脂质分子，由两个疏水性脂肪酸和一个极性磷酸分子组成，可以分为单层和双层磷脂。
生物膜双层磷脂的极性磷酸分子朝向水相，而其两侧的疏水性脂肪酸则相向排列，形成了一个静电屏障，使得膜内外的环境得以分离。
在磷脂的支持下，蛋白质和糖分子也共同构成了生物膜的结构。
蛋白质在生物膜中起着非常重要的作用，它们既可以作为载体分子，帮助细胞运输和吸收分子，也可以形成信号接收器，接收外界信息，向细胞内传递信号，并且还可以作为酶，参与各种生化反应。
糖分子含量较低，但同样重要，它们主要参与细胞与外界交互的过程及信号转导等。
二、生物膜的功能1、物质的选择性透过性生物膜的一个最重要的功能就是物质的选择性透过性，可以防止离子、原子、和分子穿透或从细胞膜到达细胞外。
对于需要进入或离开细胞内部的物质，生物膜利用透过膜的通道来完成。
例如，蛋白通道和普通通道等，这些通道一般要依据溶质的极性和分子大小的不同来筛选通行的物质是否合适。
2、电化学信号转换和传导在神经系统中，生物膜是至关重要的，这是因为神经元通过生物膜来传递电化学信号，这一过程成为神经传递。
生物膜中含有许多钾、钠等离子通道，可以帮助电信号的传递。
而细胞内和细胞外的离子浓度差异，所造成的离子梯度更进一步帮助了这一过程的实现。
3、运输功能生物膜不仅可以选择性通透物质，同时它还能够把许多导体结构的载体分子在其脂质二分子层之间传递，完成物质的运输功能。
例如，葡萄糖转运体和离子泵等，它们可以向细胞内输送或排泄必要的物质，具有保持细胞状态稳定的作用。
生物膜结构特点及其功能特点
生物膜结构特点及其功能特点生物膜是由脂质双层和蛋白质构成的柔软而有弹性的结构。
其主要特点如下：1. 疏水性：生物膜内层由疏水性的脂质分子组成，可以阻止水分或水溶性物质通过。
这种疏水性特点使得细胞内外的环境得以分隔，维持细胞内所需的恒定环境。
2. 半透性：生物膜对某些物质具有选择性的通透性，可以选择性地允许一些物质通过而阻止其他物质通过。
这通过脂质双层的结构和蛋白质通道的调节实现，确保细胞内外物质的平衡。
3. 电荷特性：生物膜上存在许多不同电荷性质的蛋白质，使得膜表面带有正电或负电。
这种电荷特性能够吸附和吸引特定的细胞外分子，调节细胞与环境之间的相互作用。
4. 多功能性：生物膜上结合了大量的蛋白质，这些蛋白质具有不同的功能，如传输物质、信号转导、细胞识别等。
这些蛋白质通过不同的结构和位置分布，实现细胞的各种生物学功能。
生物膜的功能特点包括：1. 分隔物质：生物膜作为细胞的界面，能够有效地将细胞内外的环境分隔开来，保留和调节细胞内所需的物质。
2. 选择通透性：生物膜能够选择性地控制物质的进出，使得细胞能够吸收必需物质、排除废弃物质，并维持细胞内外物质的平衡。
3. 信号传导：生物膜上的蛋白质参与了细胞间的信号传导，使细胞能够接收和传递外界刺激，并作出对应的生理反应。
4. 细胞识别：生物膜上的蛋白质能够识别其他细胞或分子的特定结构，参与细胞间的相互粘附和免疫应答等过程。
5. 维持形态和结构：生物膜为细胞提供了形态和结构的支持，保持细胞的完整性和稳定性。
同时，膜上的蛋白质和脂质双层也参与了细胞骨架的组成和维持。
综上所述，生物膜具有疏水性、半透性、电荷特性、多功能性等结构特点，并通过分隔物质、选择通透性、信号传导、细胞识别和维持形态结构等功能特点，为细胞提供了一个重要的界面和生物学功能平台。
生物化学 细胞膜的结构与功能
膜脂
鞘氨醇酯结构
鞘氨醇
鞘
神经酰胺
磷
鞘磷脂
脂
和
鞘
糖
鞘糖脂
脂
膜脂
胆固醇
膜脂
磷脂-两亲性分子
微团
双层 双层微囊
膜蛋白
寡糖链
外周蛋白 (表面蛋白、附着蛋白)
内在蛋白 （镶嵌蛋白）
细胞中20~25%的蛋白质与膜相联系 生物膜蛋白按结合形式分为
膜外周蛋白质 膜内在蛋白质
膜蛋白
膜外周蛋白
氯化物-重碳酸盐 交流蛋白（离子通道）
膜外侧
质膜 锚蛋白 血影蛋白
肌动蛋白 膜内侧
存在于膜内外表面 通过静电力或非共
价键结合于膜上 易于分离，溶于水，
常用改变离子强度 和加入金属螯合剂 提取 约占膜蛋白的 20~30% 左图：红细胞膜内 侧的外周蛋白；显 示红细胞膜形状的 支撑蛋白-血影蛋 白
单分子层面积是红细胞面积的2倍左右，因此认为膜是由双层 脂质构成的。 1935，Danielli与Davson认为膜蛋白应该存在于脂双层两侧， 形似三明治结构（蛋白质-脂双层-蛋白质）。 1950年代，Robertson根据电镜观察进一步印证了膜的3层结 构。 1972，Singer认为膜蛋白有些是附着在表面的，有些是内镶 嵌的，其中镶嵌蛋白有些是跨膜的，有些是半镶嵌的，并且 膜上的成分位置不固定，具有流动性。
生物膜小结
寡糖链 磷脂的 非极性 脂酸链
膜外侧
糖蛋白上 的寡糖链
磷脂双 分子层
磷脂的极性头
胆固醇
膜内侧
外周蛋白
内在蛋白
（单个跨膜螺旋蛋白）
锚定蛋白
内在蛋白
高级生物化学 第三章生物膜的结构与功能
第三章生物膜的结构与功能生物膜(biomembrane)包括质膜和细胞内膜，是极性脂与蛋白质组成的片状超分子复合物，具有独特的结构与功能，是细胞结构的重要成分。
质膜把原生质与环境隔开，其本质作用就是维持细胞内微环境的相对稳定，与环境进行物质交换、能量和信息的传递，与细胞的生存、生长、分裂、分化等均有密切关系。
真核细胞拥有复杂的内膜系统，包括核膜、内质网系统、高尔基体、溶酶体(液泡)系统、微体以及线粒体和叶绿体等细胞器。
这些膜系统约占细胞干重的70～80%。
生物膜与生命科学中许多基本理论问题以及有关的一些亟待解决的实际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞分裂、分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的作用等等，无一不与生物膜有关。
几十年来，生物膜成为细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学以及生理学、病理学、药理学、免疫学等相关学科竞相涉足的最富有魅力的高科技领域。
生物膜的选择透性、能量转换和信息传递的基本原理为仿生学提供了基础和原型，必将对化工、制药、能源、环保等相关产业的技术革新产生深远的影响。
从生物膜结构与功能的角度研究植物的抗病和抗旱、抗冻、耐盐等的机制正在进行，其研究成果必将为种植业的发展提供新的契机。
人工膜不仅是在分子水平上研究生物膜结构与功能的理想模型，而且可以作为药物载体和制成生物传感器，已发展成具有广阔应用前景的膜生物工程。
3.1 生物膜功能概述细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各种不同的膜系统有着独特的结构与功能，生物膜的一般生物学功能可以概括为以下几方面：(1)区隔化或房室化(compartmentalization)：生物膜是连续、环闭的薄壳体，质膜把整个细胞包裹起来，内膜系统以及核膜、线粒体膜和叶绿体膜等，把细胞分隔成相对独立的房室。
在这些分隔开的区间内，各自进行着不同的生命活动。
内膜实际上成为细胞向内延伸着的网络支架，把参与反应的多个元件有序地定位安置，使细胞内各种生命活动能在正确的时间和位点有组织地高效进行，把不同生化活性彼此间的干扰减少到最低。
第六章 生物膜的结构与功能
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膜的分子组成
生物膜由蛋白质和极性脂质组成，少量的碳水化合物也是糖蛋白或糖脂 的一部分。 蛋白质和脂类的相对比例因不同的膜而不同，反映着膜生物作用的广泛 性。神经元的髓鞘主要由脂类构成，为一种电子绝缘体。但细菌、线粒体、 叶绿体的膜上由许多酶催化的代谢过程发生，含有的蛋白比脂类要多。特化 的脊椎动物视网膜杆状细胞90%以上的膜蛋白是光吸收蛋白视紫红质。特化 较低的红细胞质膜约含20种含量较高的蛋白及十几种较少的蛋白，其中多数 的蛋白为运输载体。有些膜蛋白还与一个或多个膜脂分子共价结合，后者可 能形成一种疏水的稳定体系以保证蛋白质存在于膜中。 膜脂组成因不同的物种、不同的细胞和不同的细胞器而不同。
鞘糖脂
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磷脂酰肌醇
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2.4
生物膜的分子结构模型
• 1899年Overton在研究细胞通透性时发现， 脂溶性物质容易透过细胞，而水溶性物 质透入细胞十分缓慢，从而认为细胞表 面存在由脂质和胆固醇类物质构成的细 胞膜。 • 形成蛋白质-脂质-蛋白质的“三夹板” 式结构。
第六章 生物膜 的结构与功能
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第四章
生物膜
• 生物的基本结构和功能单位是细胞，任 何细胞都以1层薄膜（厚度约6～10nm） 将其内含物与环境分开，这层膜称细胞 膜或外周膜。
•
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• 此外大多数细胞中还有许多内膜系统， 它们组成具有各种特定功能的亚细胞结 构和细胞器。 • 例如，细胞核、线粒体、内质网、溶酶 体、高尔基体、过氧化物酶体等，在植 物细胞中还有叶绿体等。
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生物膜的结构
生物膜的结构生物膜是指由脂质和蛋白质组成的细胞表面的透明薄膜。
它起到了保护细胞，调节细胞及其内外环境之间的定向交换作用，是保护细胞结构和功能的重要组成部分。
生物膜由一系列反应和蛋白质、脂质组成的组成单位组成，构成生物膜的基本结构。
生物膜由三种基本元素，即蛋白质、脂质和糖质组成。
蛋白质占绝大多数，可以分为两大类：外分子性蛋白质和内分子性蛋白质。
外分子性蛋白质包括外糖蛋白、外糖原和细胞外碳水化合物；内分子性蛋白质包括激酶、内糖蛋白、膜特异蛋白、受体蛋白、核酸结合蛋白和其他蛋白质。
脂质包括多糖脂、多肽脂和多芳香脂，其中多糖脂最多，如磷脂，脂多糖，表皮糖等。
糖质是一类生物膜的组成成分，由多种糖类构成，重要的有糖原和肽基糖类等。
生物膜的结构具有多层特性，分为海绵结构和单分子结构两种。
海绵结构是由脂质分子、蛋白质分子和糖质分子层层叠加构成的复合物，其外层由脂质分子和糖质分子组成，由此构成了完整的海绵结构；内层由大量蛋白质分子与脂质或糖质分子在空间位置上互相连接，形成一种独特的大分子网络。
单分子结构是一种重复、多样化的结构，它是由多肽链结合形成的三维结构，有足够的空间可以调控分子的空间结构，以及它们之间的结合力。
生物膜的结构对于细胞的功能具有重要意义。
它可以保护细胞，维持细胞的稳定性；调节细胞和环境之间的物质交换，控制外源物质和营养物质的进入和排出；维持细胞功能，有助于细胞外物质被调控，进而影响细胞内激酶、受体、细胞析蛋白等重要蛋白质的功能。
另外，生物膜结构也可以分析病毒的结构和功能，以及相关的分子活性和信号转导作用。
总的来说，生物膜的结构是细胞结构和功能的重要部分，它可以保护细胞，使细胞能够正常运作，并调节细胞与环境之间的定向交换，影响细胞功能和其他生物学过程。
因此，对生物膜结构的研究具有重要意义，可以为进一步深入理解细胞的结构和功能提供重要结论。
生物膜的结构与功能
生物膜的结构与功能生物膜是生物体内普遍存在的一种特殊结构，它在细胞内外表面形成一层包裹，并承担着多种重要的生物功能。
生物膜的结构与功能对于生命体的正常运作和生物学过程的发生起着至关重要的作用，下面将对生物膜的结构与功能进行探讨。
一、生物膜的结构生物膜的结构主要由脂质双层、蛋白质以及其他生物大分子组成。
1. 脂质双层脂质分子是构成生物膜的基本成分之一。
生物膜的脂质双层由两层疏水性的脂质分子排列形成，脂质分子的亲水性头部朝向胞浆的内部和外部环境，而疏水性烃尾则面对面相互靠拢，形成稳定的屏障状结构。
2. 蛋白质蛋白质是生物膜的另一个重要组成部分。
它们通过嵌入在脂质双层中或者与脂质双层的头部相连接，参与了许多生物膜的关键功能。
蛋白质在生物膜中扮演着多种角色，如通道蛋白、受体蛋白、酶等，通过这些功能性蛋白质，生物膜能够实现信号传导和物质运输等重要功能。
3. 其他生物大分子除了脂质和蛋白质外，生物膜还含有其他生物大分子，如碳水化合物和核酸。
这些分子通过与脂质双层和蛋白质的相互作用，共同参与了生物膜的结构和功能。
二、生物膜的功能生物膜具有多种重要的生物学功能，下面将着重介绍其中的几个关键功能。
1. 分隔与保护作为生物体内外表面的屏障，生物膜具有分隔细胞内外环境的作用。
它能够控制物质和能量的交换，起到一定程度上的保护作用，维护细胞内环境的稳定性。
2. 选择性通透性生物膜具有选择性通透性，可以选择性地允许物质的通过，实现细胞内外物质交换和调节。
这是通过脂质双层和蛋白质通道等结构的协同作用实现的。
3. 信号传导生物膜上的蛋白质和其他生物大分子参与了众多信号传导的过程。
它们能够感知外界刺激，并将信号传递到细胞内部，触发相应的生物学反应。
4. 细胞黏附和识别生物膜上的蛋白质和碳水化合物参与了细胞间的黏附和识别。
这对于细胞结构的建立、细胞间相互的识别以及组织器官的形成和功能的实现起着重要作用。
5. 膜转运生物膜通过蛋白质通道和膜转运蛋白等结构，实现物质的跨膜转运。
生物膜的结构与功能
2. 物质的跨膜运输（transport）
生物膜既要防止细胞与环境之间以及细胞内各房室之间的物质自由混合，又 要维持各区间物质有控制地交流。
精选课件
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3. 能量转换（energy conversion）
a. 线粒体 c.“能势膜”
b. 叶绿体
精选课件
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c.“能势膜” 示例
精选课件
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4. 细胞识别（cell recognition）
二酰甘油糖基化产物
神经酰胺糖基化产物
精选课件
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甘油糖脂
精选课件
糖鞘脂
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甘油糖脂
(A) MGDG (monogalactosyl diacylglycerol, 单半乳糖二酰基甘油).
(B) DGDG (digalactosyl diacylglycerol, 双半乳糖二酰基甘油).
(C) SQDG (sulfoquinovosyl diacylglycerol, 6-磺基-D-异鼠李糖二 酰基甘油). 叶绿体被膜和类囊体膜中含量较高。
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事实上，除了生物膜的区隔化之 外，细胞中还有其他的机制使生 理途径在空间上隔离开来。
Spatial distribution of RNA polymerase (RNAP) in 精Es选c课he件richia coli. (A) Under fast growth, distinct foci of GFP- 7 labeled RNAP can be seen. (B) Upon rifampicin treatment, RNAP distribution becomes more homogenous. Trends Genet. 2014 Jul;30(7):287-97
生物膜结构与功能的关系
生物膜结构与功能的关系生物膜是生物学中一个重要的概念，它在生物体内起着关键的作用。
生物膜的结构与功能密不可分，本文将探讨生物膜结构与功能之间的关系。
一、生物膜的结构特点生物膜由磷脂双层以及一些膜蛋白组成，它呈现出独特的结构特点。
磷脂双层是生物膜最基本的组成单位，它由两层磷脂分子排列而成，磷脂分子的疏水部分朝内，疏水性较小的部分朝外，形成一个疏水屏障。
膜蛋白则穿插在磷脂双层之中，起着信号传递、物质转运等多种功能。
二、生物膜的功能特点生物膜的结构赋予了它许多重要的功能。
首先，生物膜具有选择性通透性，可以选择性地将物质进出细胞。
其次，生物膜能够维持细胞稳态，对细胞内外环境变化起到保护作用。
再次，生物膜参与细胞间的相互作用，扮演着识别和黏附其他细胞的重要角色。
此外，生物膜还能转导信号，将外界刺激转化为细胞内的生化反应。
三、生物膜结构与功能的紧密联系生物膜的结构与功能之间存在着紧密的联系。
首先，生物膜的选择性通透性是由磷脂双层和膜蛋白共同作用实现的。
磷脂双层通过调节疏水性和疏水性较小的区域的排列，实现了对物质的选择性通透。
膜蛋白则通过通道、载体等方式，使得特定的物质能够通过生物膜。
其次，生物膜的稳态维持依赖于其结构的完整性与稳定性。
如果生物膜结构受到破坏，细胞内外的环境就会直接影响到细胞的正常功能。
此外，生物膜中的膜蛋白还可以实现细胞间的相互作用，通过黏附分子和信号蛋白等的相互作用，维持细胞的组织结构和功能。
最后，生物膜的转导信号功能依赖于膜蛋白的活性和结构特点。
膜蛋白可以通过与配体结合或构成复合物等方式，将信号传递到细胞内，进而引发生化反应。
综上所述，生物膜的结构与功能之间存在着紧密的关系。
生物膜的结构特点赋予了其多种功能，而这些功能又需要结构特点进行支持和实现。
生物膜在维持细胞内外平衡、物质转运、信号转导等方面发挥着重要作用，对于生物体的正常生理功能至关重要。
进一步研究生物膜的结构与功能关系，对于我们理解生命的运作机制具有重要的意义。
生物膜的结构与功能解析
生物膜的结构与功能解析生物膜是生物体内最基本的结构之一。
它不仅包覆了细胞，保护细胞内部结构和功能，而且在细胞间信号传递和分子交换等过程中也扮演着重要角色。
生物膜不是简单的膜片结构，而是一个由众多不同类型膜蛋白、磷脂、糖蛋白、胆固醇、脂肪酸等成分组成的复杂体系。
本文将从结构和功能两个方面对生物膜进行详细解析。
一、生物膜的结构1.膜蛋白膜蛋白是生物膜中最主要的组成部分，它是贯穿整个膜的大分子蛋白质，可以分为外周蛋白和内在蛋白。
其中，外周蛋白处于膜表面，可以与其他细胞或者膜内的其他蛋白质结合，内在蛋白则是与细胞膜的骨架以及其他细胞器相连，起到支撑细胞膜的作用。
2.磷脂磷脂是生物膜的主要组成成分之一，可分为磷酰胆碱、磷酰肌酸、磷酰丝氨酸等类型。
在细胞膜中，磷脂分子常呈现为双层排列，通过磷脂间的静电相互作用与范德华力进行吸引。
磷脂不仅可以维护膜的稳定性，还在细胞信号传递和交换物质的过程中起到关键作用。
3.糖蛋白糖蛋白是一种膜上的糖酵素分子，它的结构包括糖基、蛋白质骨架、脂肪酸等成分。
糖基在糖蛋白分子上是不断变化的，这种变化被称为糖基异构化，对于细胞识别和免疫反应等方面都有着重要作用。
4.胆固醇胆固醇在生物膜中是一个重要的结构组分，它可以与磷脂形成相互作用，强化生物膜的稳定性和可渗透性。
胆固醇还可以作为细胞信号分子，调节许多细胞功能的进行。
二、生物膜的功能1.细胞保护生物膜的结构和组分保护着细胞的内部结构和功能，保持细胞与环境之间的稳态平衡。
生物膜在细胞的移动、生殖和发育等过程中也发挥着重要作用。
2.交换物质生物膜不仅能防止有害的物质和微生物通过，还能保护一些有益物质的通过。
生物膜通过各种不同的细胞膜通道和运输蛋白，将必需物质如氧气、营养物质等传递到细胞内，同时将废物排除。
3.信号传递细胞膜上有许多不同的受体蛋白，通过与紧贴的细胞外信号分子结合，激活内在的信号传递通路，调节细胞的基因表达和生理功能。
这种通过多种受体体系控制细胞功能的过程被称为信号网络。
生物膜结构和功能
生物膜结构和功能
生物膜是由微生物细胞、细胞外基质和附着在基质上的其他微生物组成的复杂结构。
它通常存在于各种水体和土壤中，如水体中的生物膜可以在水表面形成一层薄膜，也可以附着在水下物体表面形成一层薄膜。
生物膜的形成是微生物生长、繁殖和代谢的结果。
生物膜的结构包括三个层次：
1.外层：是由微生物细胞、细胞外基质和附着在基质上的其他微生物组成的。
2.中层：是由细胞外基质、基质蛋白和基质糖组成的。
3.内层：是由基质、基质蛋白和基质糖组成的。
生物膜的功能包括：
1.提供微生物生长和繁殖的环境：生物膜提供了微生物生长和繁殖所需的营养物质和生存空间。
2.保护微生物免受外部环境的影响：生物膜的外层可以防止微生物受到外部环境的影响，如紫外线辐射和氧化剂的伤害。
3.参与微生物的代谢和物质交换：生物膜中的微生物细胞可以通过细胞外基质和基质蛋白进行物质交换，参与微生物的代谢和物质合成。
4.参与污染物的去除：生物膜可以通过吸附、生物降解和生物转化等方式参与污染物的去除和降解。
总之，生物膜是微生物生长和繁殖的复杂结构，具有保护微生物、参与微生物代谢和物质交换以及参与污染物的去除等多种功能。
简述生物膜的结构并说明生物膜具有的结构和功能特点
简述生物膜的结构并说明生物膜具有的结构和功能特点
答：
结构：细胞膜及细胞的内膜系统统称为生物膜，厚7-8nm，主要由脂质和蛋白质分子以非共价键组合装配而成。
目前关于生物膜结构的公认模型是美国科学家辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型。
生物膜的骨架是具有流动性的磷脂双分子层，脂双层表面亲水，内部疏水。
脂双层中有以不同方式镶嵌其中的蛋白质分子，穿过脂双层内部疏水核心的为膜内外蛋白，与脂双层表面亲水区结合或贴附在膜内在蛋白外端的为膜周边蛋白。
除了脂类和蛋白质，细胞膜表面还有糖类分子，称为糖膜。
功能：
①生物膜将细胞分隔成一个个区室，为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境。
②膜的面积增加，使各种酶能分布在膜的一定部位，提高了在膜上进行的生理功能，保证细胞有条不紊的进行各种生命活动
③屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过
④选择性物质运输，伴随着能量的传递
⑤信号识别和信息转导功能（主要依靠糖蛋白）
⑥物质转运：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运功能实现的
⑦生理功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。
生物膜的结构与功能
第四章生物膜的结构与功能生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构;是具有高度选择性的半透性屏障..包括细胞质膜细胞膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等..在电镜下;各种生物膜结构非常相似..生物膜除起物理屏障外;其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等..第一节生物膜的基本结构一、生物膜的化学组成包括脂类、蛋白质和少量的糖类;水及金属离子..一脂类包括磷脂主、胆固醇和糖脂..不同生物膜脂类的种类和含量差异较大;各种脂类物质分子结构不同;但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成;即亲水的极性基团头和疏水的非极性基团尾;膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性;对形成膜的特殊结构有重要作用..二蛋白质细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系;根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质图：1外周蛋白质：分布在膜外表面;不深入膜内部..它们通过静电力或范德华力与膜脂连接..这种结合力弱;容易被分离出来;只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来..约占膜蛋白的20-30%..2内在蛋白：分布在膜内;有的插入膜中;有的埋在膜内;有的贯穿整个膜;有的一端两端暴露于膜外侧;或两端暴露;称跨膜蛋白..内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合;分离较困难;只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来;因为它们具有水不溶性;除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质..占70-80%..三糖生物膜中的糖以寡糖的形式存在;通过共价键与蛋白形成糖蛋白;少量还可与脂类形成糖脂..糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分;如决定血型A、B、O抗原之间的差别;只在于寡糖链末端的糖基不同..糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用;有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线..二、生物膜的结构特点一生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持..这种生物膜结构模型的主要特征是1、流动性：流动性是生物膜的主要特征..大量研究结果表明;合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用..例如能量转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关..生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动..膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动..如图：侧向运动是膜脂分子在单层内与临近分子交换位置;是一种经常发生的快运动..翻转运动是膜脂双分子层中的一层翻至另一层的运动;这种运动方式很少发生;对膜的流动性不大..膜的流动性主要与膜脂中的脂肪酸碳链长短及饱和度有关..膜脂双层结构中的脂类分子;在一定温度范围内;可呈现即具有晶体的规律性排列;又具有液态的可流动性;即液晶态..在生理条件下;生物膜都处于此态;当温度低于某种限度时;液晶态即转化为晶态;此时;膜脂呈凝胶状态;粘度增大;流动性降低;生物膜功能逐渐丧失..胆固醇是膜流动性的调节剂;它可以抑制温度所引起的相变;防止生物膜中的脂类转向晶态;防止低温时膜流动性急剧降低..生物膜的流动性是膜生物学功能所必需;许多药物的作用可能通过影响膜的流动性实现;如麻醉药的作用可能跟增强膜的流动性有关..生物膜的流动性使膜上的蛋白质类似船在水上漂游;;但是蛋白质插入膜的深度并不改变..大部分膜脂与蛋白质没有直接作用;只有少部分膜脂与膜蛋白结合成脂蛋白;形成完整的功能复合物..2、生物膜结构的两侧不对称性（1）膜脂两侧分布不对称性这种不对称分布会导致膜两侧的电荷数量、流动性等的差异..这种不对称分布与膜蛋白的定向分布及功能有关..2膜糖基两侧分布不对称性质膜上的糖基分布在细胞表面;而细胞器膜上的糖基则分布全部朝向内腔..这种分布特点与细胞互相识别和接受外界信息有关..3膜蛋白两侧分布不对称性膜蛋白是膜功能的主要承担者..不同的生物膜;由于所含的蛋白质不同而所表现出来的功能也不同..同一种生物膜;其膜内、外两侧的蛋白质分布不同;膜两侧功能也不同..膜两侧的蛋白分布不对称是绝对的;没有一种蛋白质同时存在于膜两侧..生物膜结构上的两侧不对称性;保证了膜功能具有方向性;这是膜发挥作用所必须的..例如;物质和一些离子传递具有方向性;膜结构的不对称性保证了这一方向性能顺利进行..第二节生物膜与物质转运生物膜的主要功能包括能量转换、物质运输、信息识别与传递..这里我们将重点介绍生物膜与物质运输的关系..生物膜的通透性具有高度选择性;细胞能主动的从环境中摄取所需的营养物质;同时排除代谢产物和废物;使细胞保持动态的恒定;这对维持细胞的生命活动是极为重要;大量证据表明;生物界许多生命过程都直接或间接与物质的跨膜运输密切相关..如神经冲动传播、细胞行为;细胞分化等重要生命活动..根据运输物质的分子大小;物质运输可分为小分子物质转运和大分子物质转运两类..小分子物质转运可通过被动转运和主动转运方式通过生物膜..被动转运是指物质分子流动从高浓度向低浓度;不消耗能量..主动转运是指物质可逆浓度梯度方向进行;需耗能..大分子物质转运是生物膜结构发生改变的膜动转运..一、小分子物质的转运由于生物膜的脂双层结构含有疏水区;它对运输物质具有高度的选择通透性..1、小分子物质的直接通透生物膜上的膜脂分子是连续排布的;这样在脂分子间不存在裂口..但是膜脂分子是处于流动状态;在疏水去会出现暂时性间隙;间隙孔径0.8nm;可使一些小分子如水分子0.3 nm通过.. 但这种小分子物质的通过速度各不一样;通过速度取决于分子大小及其在生物膜上中的相对溶解度;一般来说;分子越小切且疏水性或非极性越强;通过膜较易..不带电荷的极性小分子有时也可通过;但速度慢;带电荷的小分子则不能直接通透..2、通道蛋白运输又称简单扩散..通道蛋白是一种膜运输蛋白;它在膜上形成液体通道;使分子大小和电荷适当的物质;借助扩散作用通过膜脂双分子层..如图：通道蛋白运输特点是：1从高浓度到浓度；2通道蛋白不与运输的物质发生结合反应;只起通道作用..传输蛋白通道有的持续开放;有的间断开放..间断开放的通道受“闸门”控制..“闸门”通道根据其开启的特定条件可分为三类：1配体-闸门通道;细胞外的特定配体与膜表面特异受体结合时;通道开放；2电势-闸门通道;只有膜电位发生改变时;通道开放；3离子闸门通道;只有某种离子浓度达到一定浓度时;闸门开放..3、载体蛋白被动运输又称易化扩散或促进扩散..载体蛋白是一种膜转运蛋白;被转运的物质可与膜上的载体蛋白结合;使载体构象发生改变;从而将物质转运到低浓度的一侧..此运输特点：1从高浓度到浓度；2被转运的物质与载体发生可逆结合反应；3运输过程不需能量..有些阴离子的运输如红细胞膜上、Cl-的运输..存在着一种载体蛋白带3蛋白;可参与HCO34、载体蛋白主动运输主动运输是被转运的物质与载体蛋白发生可逆的特异结合;使物质在膜两侧进行转运..特点：1可逆浓度梯度进行；2消耗能量;常见的是ATP 提供能量..以Na+、K+-泵为例：Na+、K+-泵就是Na+、K+-ATP酶;它是一种跨膜的载体蛋白;它对维持细胞内外Na+、K+浓度十分重要..此酶有两种构象;即亲钠构象和亲钾构象..亲钠构象的酶以脱磷酸形式存在;亲钾构象的酶以磷酸化形式存在;两种构象相互转化;便将Na+从细胞内泵到细胞外;同时又将K+从细胞外泵到细胞内..进行Na+、K+交换时;分解ATP;以供逆浓度梯度转运是所需的能量..因此;Na+、K+-ATP酶的作用是主动向膜外泵出Na+;向膜内泵入K+;从而维持细胞膜内外离子浓度差;这种离子浓度差;对膜电位的维持十分重要;是神经兴奋、肌肉细胞活动的基础..一些糖或氨基酸的主动运输不是靠直接水解ATP提供能量;而是依赖离子梯度形式储存的能量;形成这种离子梯度最常见的是Na+;由于膜外Na+浓度高;Na+顺电化学梯度流向膜内;葡萄糖便利用Na+梯度提供的能量;通过Na+推动的葡萄糖载体蛋白将葡萄糖转运入细胞;进入细胞内的Na+又可通过Na+、K+-ATP酶的作用;转运到细胞外..这样Na+梯度越大;葡萄糖越易进入..二、大分子物质的转运大分子物质的转运涉及膜结构的变化;又称膜动转运..膜动转运主要包括胞吐作用和胞吞作用..1、胞吐作用胞吐作用是细胞排放大分子物质的一种方式;被排放的大分子物质被包装成分泌小泡;分泌小泡与膜融合;融合的外侧面产生一个裂口;将排放物释放出去..如核糖体上合成的蛋白质;由内质网运输到高尔基体;经过加工改造;形成分泌小泡;以胞吐方式输送到细胞外..2、胞吞作用过程与胞吐作用相反..细胞将被摄取的物质;由质膜逐渐包裹;然后囊口封闭成细胞内小泡..一些多肽激素、低密度脂蛋白、转铁蛋白、上皮细胞增殖因子及毒素等都可经胞吞进入细胞内..第三节生物膜信息传递生物膜对信息分子具有选择性;大部分信息分子难于通过生物膜..细胞外的信息分子要传如细胞;并予表达;主要依赖细胞膜上的专一性受体来完成..细胞膜上的受体首先与胞外的信息分子第一信使专一性结合;并使受体活化;活化的受体通过偶联蛋白G蛋白或直接使效应酶活化;在效应酶的催化下;细胞内产生相应的新的信息分子称第二信使;在第二信使作用下;细胞内进行相应的生化级联反应;最终细胞作出相应的功能应答..可见细胞外的信息分子是通过细胞膜上的特殊信号转导系统;把信息传入细胞;使靶细胞作出应答反应..如图：一、受体一受体及其类型1、受体受体是一类能够识别有生物活性的化学信号物质;并特异地与之结合;从而引起细胞一系列生化反应;最终导致细胞产生特定的生物学效应的生物大分子..目前已分离的受体的化学本质均为蛋白质;主要是糖蛋白和脂蛋白..如胰岛素的受体是糖蛋白..与受体特异性识别并结合的生物活性物质称配体..配体与受体结合后引起细胞某一特定结构产生生物学效应;这种特定的结构称效应器..2、受体类型根据受体存在的部位不同;把受体分为细胞膜受体和细胞内受体..细胞膜受体镶嵌在质膜中;肽链的疏水区插入双层质膜中;而亲水部分露在质膜外侧..1质膜受体按其机制可分为通道性受体、催化性受体、G蛋白偶联受体等通道受体是受神经递质调节的离子通道;受体本身是一种通道蛋白;当神经递质如乙酰胆碱与受体结合;通道打开或关闭;控制离子的进出..催化性受体;其本身是一种跨膜结构的酶蛋白;胞外部分与配体结合后被激活;胞浆部分在激活后具有酪氨酸激酶的活性..如胰岛素及一些生长因子与细胞膜上的受体作用后;受体形成二聚体;同时使受体胞浆结构域的多个酪氨酸残基磷酸化..受体的胞浆部分具有酪氨酸激酶的活性;使受体形成二聚体相互磷酸化;因此激活从细胞膜传递到细胞核的信息通路;最终活化转入因子而启动细胞某些特异蛋白质的生物合成..G蛋白偶联受体由三部分组成：受体R在膜外侧;G蛋白与效应酶腺苷酸环化酶C在膜内侧;分别在膜上流动;当激素在膜外侧与相应受体结合;通过G蛋白的转导作用;即可改变腺苷酸环化酶的活性;从而调节cAMP的生成..腺苷酸环化酶的活性G蛋白的调节;而G蛋白又受GTP调节..G蛋白有激活型Gs 和抑制型Gi两类;位于细胞膜中;当激素H与受体Gs激活型或抑制型Gi 结合后;引起Gs及Gi与GTP结合;分别为Gs-GTP或Gi-GTP;前者能激腺苷酸环化酶;增加cAMP的生成;后者抑制激腺苷酸环化酶的活性;降低cAMP的生成..G蛋白由α、β、γ亚基组成;Gs 及Gi中的β、γ亚基结构相同;α亚基有激活型αs 与抑制型αi两种结构;β、γ亚基能抑制α亚基的活性..cAMP的生理作用主要是通过cAMP依赖性蛋白激酶来实现..这种蛋白激酶由两种亚基组成的四聚体..一种是催化亚基具有催化蛋白质磷酸化作用 ;另一种是调节亚基;是调节亚基的抑制剂..当调节亚基与催化亚基结合时;酶呈抑制状态..cAMP存在时;可与调节亚基结合使调节亚基变构而脱落;与催化亚基分开;从而催化亚基发挥作用使蛋白激酶活化..蛋白激酶的作用：1酶的磷酸化：酶蛋白经磷酸化后;其活性可受到激活或抑制;如磷酸化酶B受蛋白激酶激活后;可利用ATP将无活性的磷酸化酶B磷酸化;成为有活性的磷酸化酶A;从而促进糖原分解..2其它功能蛋白质的磷酸化：已发现许多蛋白质在cAMP-蛋白激酶作用下磷酸化而改变功能..如抗利尿激素可以通过cAMP激活肾小管细胞膜上的蛋白激酶;促进某种膜蛋白磷酸化;使细胞通透性改变;从而加速对水的重吸收..3cAMP使蛋白质磷酸化后可促进活化的转入因子的形成;控制特异基因转入;合成特异蛋白质;产生特异的细胞效应..2细胞内受体可分为胞浆受体和核内受体..亲脂性信息分子可透过质膜进入细胞;并与胞浆或核内受体结合形成复合物;此复合物可与DNA的特定的调空区结合;改变基因表达;调节其它功能性蛋白合成..细胞中受体的数量与结构的异常;影响信息传递..二受体与信息分子结合反应特点受体与信息分子结合的结合类似与底物与酶的结合;其结合反应依赖与信息分子和受体的空间构象..结合特点：1、特异性指受体对信息分子具有严格的选择性..不同的受体只能选择相应的信息分子结合..一般情况下;一种受体只能与其相对应的信息分子结合..传递特定的信息..2、可饱和性一个细胞上特定受体的数目是有限的;因此配体与受体的结合具有饱和性..但在特殊的生理条件下或病理情况下;受体的数目会发生变化;调节受体数目的主要原因是配体本身;配体浓度或配体长时间与靶细胞作用可引起受体数目下降..3、结合反应可逆性信息分子与受体之间是非共价结合;复合物解离后的产物不是代谢产物而是配体本身..化学结构与信息分子相类似的化合物也能与信息分子的受体结合..二、效应酶其作用是将细胞外第一信使的信息转化为细胞内的第二信使cAMP、、DGA等;通过第二信使调节各种生理效应..Ca2+、cGMP、IP3常见的效应酶有：1、腺苷酸环化酶可催化ATP分解产生cAMP..如乙酰胆碱、α-肾上腺素等与特异的受体结合后;通过G蛋白的介导;i抑制腺苷酸环化酶的活性;从而降低细胞内cAMP的含量而实现生理效应..2、磷脂酶C 可催化IP、DGA的产生..其作用在激素章介绍..3。
生物膜的结构与功能
生物膜的结构与功能生物膜是由生物体上的一层细胞膜、细菌膜、红细胞膜等组成的薄膜结构。
生物膜可分为单层和多层两种，具有很多重要的生物学功能，如物质转运、信号识别和能量产生等。
本文将详细介绍生物膜的结构与功能。
一、生物膜的结构1. 生物膜的化学组成生物膜主要由磷脂、蛋白质和碳水化合物等分子组成。
其中，磷脂是生物膜的基础结构，其主要成分为磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酸等。
蛋白质则主要分布在生物膜表面，负责物质的转运、信号转导等生物学过程。
碳水化合物在生物膜中扮演了重要的角色，如细胞黏附、免疫识别等。
2. 生物膜的物理结构生物膜分为内层和外层两个部分。
内层是一层由磷脂组成的双层膜结构，外层则由蛋白质、碳水化合物和其他分子组成的一系列复杂结构构成。
内外两层通过蛋白质和其它分子相互作用而紧密结合在一起。
另外，生物膜中的磷脂分子具有两性，即在水溶液中有亲水和疏水之分。
这种“两性”结构使得磷脂分子在生物膜中能够构成双层排列的结构。
磷脂双层中的疏水分子朝向内层，而亲水分子则与周围的水分子相互作用，紧密地包裹在生物膜的外部。
3. 生物膜的主要类型生物膜的类型根据其化学成分和结构特点可以分为细胞膜、细菌膜、红细胞膜等。
其中，细胞膜是包裹在细胞外表面的一层薄膜结构，具有非常重要的功能，负责细胞内外物质的转运和信号传递等。
细菌膜则是细菌外层的保护层，其结构和功能特点与细胞膜有所不同。
与此类似，红细胞膜不仅起到保护细胞的作用，还承担了运输氧气和二氧化碳的重要任务。
二、生物膜的功能1. 物质转运生物膜通过其疏水和亲水区域分别对不同类型的物质进行筛选和转运。
疏水层可以筛选自带电荷、分子量大、脂溶性等条件的分子，而亲水层则对带正负电的离子、水分子和其他亲水分子进行筛选。
通过这种方式，生物膜能够对物质进行高效、选择性的转运，保证细胞内外环境的平衡和正常代谢的进行。
2. 信号识别生物膜中的多种蛋白质在其表面有特定的生物学信号结构，包括糖苷酶、激酶、酪氨酸和肽酶等。
第六章 生物膜的结构与功能
生物膜上糖类
细胞外被(糖萼)—质膜外的一层糖残基形成
(二)生物膜结构的几个主要特征
1,膜组分在脂双层两侧分布的不对称性 膜蛋白的不对称性 膜脂的不对称性 膜糖不对称——多分布质膜外侧 膜组分在脂双层两侧分布的不对称性,保证了膜 功能的方向性. 2,生物膜的流动性 生物膜的流动性包括:膜脂,膜蛋白的运动状 态(有时也称"运动性") ——是生物膜的主要结构特征.
细胞外侧
寡聚糖类
细胞内侧
内嵌蛋白 外周蛋白
流动镶嵌模型结构要点
1,主体是极性的脂质双分子层 脂质双分子层 2,流动性 , 3,不对称性 , 4,生物膜中分子间作用力 主要3种:静电力,疏水力和范德华力 即脂质分子之间或蛋白质与蛋白质之间或蛋白质 与脂质之间无共价结合. 与脂质之间无共价结合.
第三节 生物膜的物质运送功能
了解"区域化"的概念P164
第二节
生物膜的化学组成和结构
一,生物膜的组成 蛋白质(包括酶),约占50% 蛋白质 脂类(主要是磷脂,糖脂,胆固醇,占40%) 脂类 糖(多以糖蛋白和糖脂存在)2-10% 不同生物膜的成分比例有很大差异 一般膜的功能越复杂其膜蛋白的种类和含量越 多.如线粒体内膜
(一)膜脂质
脂 双 分 子 层 内嵌膜蛋白
膜蛋白的功能
膜蛋白参与物质代谢(酶蛋白) 物质传送(转运蛋白,通道蛋白) 细胞运动(鞭毛等) 细胞的形态(膜骨架) 信息的接受与传递(受体蛋白) 支持与保护均有重要意义
(三)糖类
膜糖蛋白和膜糖脂 糖蛋白和糖脂与细胞的抗原结构,受体, 细胞免疫反应,细胞识别,血型及细胞癌 变等均有密切关系
CH (CH2)12 CH3
R
脂肪酸 酰基
生物膜的结构与功能
高流动性磷脂双脂层模型图
磷脂磷脂分子运动的几种方式
侧向移动
翻转运动
摆动 、扭动
全反式、偏转构型 旋转异构化运动
膜脂的相变
变相温度（Tc）
凝胶态
液晶态
T<Tc
T>Tc
发绿光荧光素 标记的小鼠细 胞膜蛋白抗体
发红光硷性蕊香 红标记的人细胞 膜蛋白抗体
通过细胞膜融合证明膜蛋白运动示意图
膜双脂层形成实验
细胞信号转导研究进展
80年代以前 胞间激素、神经递质信号传递的方式 80年代以后 信号的跨膜转换及胞内信号的存在 90年代以来 该领域科学家获得4次诺贝尔奖
1991年 Nelzer和Sokmann，单个细胞膜离子通道 1992年 Krebs和Fisher， 糖元代谢中蛋白质的可 逆磷酸化 1994年 Gilman和Rodbell，G蛋白及其向细胞转 导信号的作用 1998年 Fishergot和Egenano，NO作为信号分子 的作用
旋转催化理论认为 质子流通过Fo引起亚 基III 寡聚体和及亚 基一起转动,这种旋转 配置 /亚基之间的不 对称的相互作用,引起 催化位点性质的转变, 亚基的中心 -螺旋被 认为是转子,亚基I和II 与亚基组合在一起组 成定子,它压住 /异 质六聚体.
有于ADP与Pi 结合的构象
ATP酶作用机理
ADP+Pi
被动运送（Passive transport）
物质从高浓度一侧通过膜运送到低浓度一侧，即 顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程称被动运输 。在 该过程中△G<0。
主动运送（Actic transport）
凡物质逆浓度梯度的运送称主动运送，这一过程进 行需供给能量。
△G =2.3RT log(C2/C1) + ZF△V>0
生物膜结构与功能分析
生物膜结构与功能分析生物膜是由生物大分子组成的薄层结构，是细胞外膜、细胞壁和细胞内膜的重要组成部分，也是细菌、真菌和植物细胞等生物体内的关键结构。
生物膜的结构与功能对生物体的生存和发展起着至关重要的作用。
本文将对生物膜的结构和功能进行深入分析。
一、生物膜的结构生物膜由一系列生物分子组成，其中最重要的是脂质类物质、蛋白质和多糖。
不同种类的生物膜中，其中生物大分子的种类和含量都有所不同。
例如，细菌细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，而植物细胞膜则包含磷脂、蛋白质和纤维素等多种物质。
生物膜中最基本的结构单元是磷脂分子。
磷脂是一类由磷酸、甘油和脂肪酸组成的生物大分子，它在生物膜中扮演着重要的角色。
在生物膜中，磷脂分子相互结合形成一个双分子层结构。
其中，分子层中的脂肪酸链群在一起，磷酸基、甘油等则布置在膜层的两侧。
在生物膜中，蛋白质是另一个非常重要的生物大分子。
生物膜中的蛋白质相对于磷脂分子来说，具有更多的种类和更加复杂的结构。
生物膜蛋白质可分为两类：一类是嵌入膜层的膜蛋白，它们的一部分或全部位于磷脂层内；另一类是与膜表面相连的表面蛋白，它们与磷脂分子没有直接的相互作用。
膜蛋白可以通过构成通道和受体等方式实现细胞对外界物质的选择性转运和信号传递等功能。
多糖是生物膜中第三类重要的生物大分子。
多糖是由多种单糖基元组成的较大分子，例如葡萄糖、半乳糖、果糖等。
生物膜中的多糖具有很多功能，例如它们可以增强细胞对离子和大分子的吸附性，帮助稳定生物膜的结构，提供能量和维持生物代谢的平衡等。
二、生物膜的功能生物膜的结构对它的功能有着至关重要的影响。
生物膜通过其结构与调节膜蛋白和磷脂层的多种物质之间的相互作用，从而实现对外部环境的响应与适应。
1.维持细胞内外环境的稳定生物膜通过缩小细胞与外界的接触面积，防止细胞内外物质的充分混合，从而实现对细胞环境的维持与调节。
其中，在生物膜中，磷脂分子是细胞内外之间的物质交换的主要调节者，它可以调节细胞内外离子和小分子物质的浓度差。
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生物膜的功能
（1）膜对物质的透过具有选择性，即能让一些物质 透过而另一些物质不能透过，这样就保证了活细 胞能正常地与外界交换物质。 （2）膜把细胞中的各种细胞器与其他部分分隔开， 使各种细胞器在生理活动中具有相对的独立性和 稳定性。 （3）细胞中的膜占原生质干重的70%-80%，大大 增加了原生质的表面积，使各种酶分布在膜的一 定部位，这样就保证了细胞能有条不紊地进行复 杂的生命活动。
• 1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的。 • 2、20世纪初，对膜化学分析：膜是由脂质和蛋白质组成 的。 • 3、1925年荷兰科学家提出：膜中的脂质分子排列为连续 的两层。 • 4、1959年罗伯特森提出膜的静态结构。 • 5、1970年提出膜具有流动性。
• 6、1972年提出流动镶嵌模型。
设问激趣
一种物质或物体的结构，实际上是指其组成成分之 间的组合形式。比如： 细胞的结构是指细胞膜、细胞质、细胞器和细胞核 之间的组合形式， 氨基酸的结构是指组成它的各种原子之间的组合形 式。 要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清其组成 成分。 那么，细胞膜的组成成分是什么呢？
对生物膜结构的探索历程
一、生物膜的结构
1、生物膜的概念：各种细胞器的表面都覆盖着
特殊的膜状结构物质，与细胞膜一起统称为生物 膜。
2、生物膜的结构：生物膜由脂类和蛋白质分子
以特殊方式组装而成，起骨架作用，是两层脂类 分子排列而成的脂双层，其中还有以不同方式镶 嵌的蛋白质分子。
生物膜结构的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容