教师备课素材：生物膜的研究
生物膜的结构和生物学特性研究
生物膜的结构和生物学特性研究生物膜是生物体内广泛存在的一种复杂的结构，在许多生物学领域都有着非常重要的应用价值。
因此，研究生物膜的结构和生物学特性，对于深入挖掘生物科学领域的奥秘具有不可忽视的意义。
一、生物膜的结构生物膜一般由脂质分子层和其它生物分子组成，其中最常见的脂质分子为磷脂分子。
磷脂分子由一个疏水的脂肪酸尾部和一个亲水的磷酸头部组成。
这种磷脂分子具有一种“双亲性”，即同时具备亲水性和疏水性。
在生物膜内部，由于亲水磷酸头部会向水分子方向聚集，而疏水部分则会“自组装”成为一个脂质分子层。
这层是由许多的磷脂分子组成的，而它们的疏水尾部则会相互拼接在一起，形成一个平整而稳定的分子层。
在这样一个脂质分子层的基础上，一些其它的生物分子（如蛋白质和碳水化合物）也会结合其中，形成一个更为复杂的膜结构。
这些蛋白质和碳水化合物的配分和数量通常与该种生物的功能、组织类型和环境等因素密切相关。
二、生物膜的生物学特性1. 选择性通透性生物膜具有一定的选择性通透性，这是由其独特的结构所决定的。
脂质分子层的疏水特性使得其可以排斥许多水溶性分子的进入，而同时让一些油类分子和非极性分子可以自由穿梭其中。
此外，生物膜内部的蛋白质通道和离子泵也可以对某些特定的离子或分子进行选择性的通透性调节。
2. 传递信息生物膜的蛋白质还可以充当一种信号接收器，接收外界的信号并将其传递至细胞内部。
这个传递信息的过程可以直接影响细胞内的各种生化反应，并进一步影响细胞、组织和生命体的各种特性。
3. 细胞凝聚力生物膜的蛋白质还可以形成一种凝聚力，使得细胞间可以紧密相连，并保持相互依存的状态。
这个细胞凝聚力可以帮助细胞对病菌和细胞外有害环境体感应对，并保持细胞和组织的完整性和稳定性。
4. 变形能力生物膜的蛋白质质子还可以对细胞形态进行调节，并改变细胞的某些特性。
这种变形能力在许多细胞运动、组织发育、生殖制造等过程中都有着非常重要的作用。
总之，深入研究生物膜的结构和生物学特性，对于理解生命本质和揭开生物科学领域的奥秘具有重要的作用。
生物膜的研究及其应用
生物膜的研究及其应用生物膜是指由生物大分子聚集在一起形成的结构，具有一定的稳定性和生物活性。
生物膜广泛存在于自然界中，如生物体表面、水体界面等。
随着生物学和材料科学技术的发展，生物膜研究日益深入，其应用也在不断拓展。
一、生物膜的形成与结构生物膜是由生物大分子有序聚集形成的复杂结构，具有一定的空间结构和化学特性。
其形成过程中，生物大分子之间发生相互作用，形成具有分子识别性的复杂结构。
生物膜的组成物质非常复杂，含有许多生物大分子，如蛋白质、多糖、脂质等。
在生物膜中，生物大分子的耦合关系十分复杂，而这些关系又会决定生物膜的结构和性质。
生物膜的结构由其组分和组织方式决定。
其中蛋白质、多糖和脂质是生物膜的三大主要组分。
蛋白质是构成生物膜的关键组成部分之一，它可以通过其氨基酸序列调控生物膜的物理化学性质。
多糖则常常作为生物膜的基质，与蛋白质共同构成生物膜体系。
而脂质则是生物膜的主要骨架材料，其羟基为生物膜的组分提供了极好的支持。
二、生物膜的功能和应用生物膜在生物体内具有多种功能，如细胞透过性、分子筛选、分子传递等。
生物膜可以具有不同的通透性和筛选效率，因而，它被广泛应用于各领域。
1.生物传感器生物膜可以用作生物传感器的敏感材料。
利用生物膜的分子识别性能，可以制备出高效、高灵敏的生物传感器。
比如，利用亲水性膜的高通透性，可以制备出高灵敏的pH值传感器，其具有在不同pH值下响应的能力。
2.基质材料生物膜作为基质材料，可以加入药物或者其他生物活性物质，制备出功能性基质材料。
比如，将胶原蛋白和生物膜相结合，可以制备出吸附和释放药物的基质材料。
同时，基质材料具有良好的生物相容性和再生能力，可在体内长期使用。
3.环境管理生物膜具有吸附、分解等功能以及不同的物理化学特性，因此可以被应用于环境保护和修复。
比如，利用微生物膜的生物降解作用，可以清除水体中的重金属和有机污染物。
三、生物膜研究的新进展随着科学技术的发展，生物膜研究不断向前。
微生物生物膜的研究和应用
微生物生物膜的研究和应用随着科技的不断发展，生物学研究越来越深入。
微生物学是其中一个很具有挑战性的研究领域，因为微生物庞大而多样的族群使得研究变得复杂，然而，微生物的重要性在自然界和生命科学中不可忽视。
在微生物研究中，生物膜是一个正在发展的领域，研究表明，微生物在形成生物膜方面具有极高的复杂性和多样性，并且几乎在所有的环境条件下存在。
在本文中，我们将讨论微生物生物膜的研究和应用。
生物膜的定义和种类生物膜是指由细胞分泌的生物聚集物构成的稳定的粘附物，这些生物聚集物包括蛋白质、多糖、磷脂等。
生物膜广泛存在于环境中，如水资源、土壤、岩石、化学工业设备甚至生物体内。
生活在膜内的微生物群体叫做生物膜群落。
根据形态和分布方式的不同，可以将生物膜分为以下三类：第一类是纤维膜，这是由复杂的纤维网络构成的，可以稳定粘附在各种表面上，并且拥有较高的强度和稳定性。
第二类是胶状膜，这种生物膜是由微生物分泌的胶状物质构成的，胶状物质可以使细菌和其他微生物粘附在一起，形成群落。
第三类是胶盘膜，这种生物膜直接生长在表面，一般用于附着在黏液上面的微生物之间，重力对其的影响很小。
生物膜的研究方法由于生物膜性质的特殊性，其研究和分析需要采用一些专门的方法，下面我们介绍其中几种比较常见的方法：1.差示染色法：生物膜表面的生物大分子具有负电荷，在染色时，差异染色能够增强负电荷的效应，并将固体背景染成浅黄色或亮蓝色，生物膜本身则染成深蓝色或黑色，这样可以清晰地凸显出生物膜的存在。
2.荧光显微镜法：荧光显微镜法可以用来检测生物膜的形态结构和成分组成，常用荧光标记物质是荧光素O（Syto9）和异硫氰酸荧光素O（PI）等。
3.电化学阻抗谱法：电化学阻抗谱法对生物膜的功能和成分进行定量分析，这种方法依靠微生物生长产生的电化学反应，并反映化学物质的传递半径和导电程度等参数。
4.蛋白质组学分析法：蛋白质组学可以检测生物膜中的蛋白质组成和分布等方面的信息，这种分析法可以使用质谱法、二维凝胶电泳法、Western blotting等技术来实现。
微生物学中的生物膜研究
微生物学中的生物膜研究生物膜是一种由微生物群体形成的复杂广泛的结构，其表面具有粘附性和固定性质，并且能够与外部环境进行物质交换。
在生物界中，生物膜的存在率非常高，它们可以出现在各种生物体内部和外部的环境中，如大肠杆菌、细菌、铜线藻等等。
生物膜具有极强的生存能力和环境适应能力，它能够保护微生物免受病原体和外部物质危害，并为微生物提供暂时稳定和适宜的生存环境。
因此，对于生物膜的研究已经成为了微生物学研究的一个热点。
生物膜的成分和结构生物膜主要由微生物本身和其所采集的环境物质构成。
微生物本身可以分泌黏多糖、蛋白质和核酸等多种物质形成生物体外聚集体，同时与其周围环境中的物质结合形成生物膜。
这些生物膜不仅包含了微生物细胞本身，还包括一些外部因素，如其他细胞、沉积物和有机物等。
生物膜结构是非常复杂的，包含了多种类型的生物分子，如蛋白质、核酸、糖类、脂质和小分子等。
这些分子在空间上的配置和布局是非常关键的，可以影响到生物膜的稳定性、透过性和生物学功能。
此外，生物膜还包括了各种类型的生物分子交互作用，如相互黏附、信号传递等等，这些交互作用也能够影响生物膜的结构和功能。
生物膜的形成与维持生物膜的形成和维持是一个动态过程，其中涉及了多种生物分子交互作用和环境因素的影响。
一般来说，生物膜的形成需要四个关键的步骤。
第一步是微生物的黏附，该步骤通常由外膜蛋白和内膜蛋白介导，黏附部位通常是细胞壁或菌鞭等。
第二步是生物体外聚集体的形成，这一步骤由微生物自身分泌的多糖、蛋白质等物质介导。
第三步是生物膜增生，这一步骤需要多种细胞信号调控分子在生物中作用。
第四步是生物膜稳定，该步骤主要由内、外细胞膜、蛋白质以及代谢产物等多种因素共同作用。
生物膜如何对细胞进行保护生物膜的存在可以大大提高微生物的适应性，以适应各种复杂环境下的复杂生存条件。
生物膜通过以下几方面对微生物进行保护：1. 生物膜可以提供物理屏障的保护，以减少外界对微生物的直接影响。
生物膜的物理性质研究
生物膜的物理性质研究生物膜是指细胞壁、细胞膜、细胞外基质等生物体内外各种结构的组成。
生物膜在生物体中的作用非常重要，它不仅有保护细胞内部结构的作用，还能承载细胞的生物学功能。
因此，生物膜的研究和探究对于生命科学的发展非常关键。
在物理学中，膜是有一定的厚度的、平面的物质结构。
而对于生物膜来说，它也具有三维的结构，不仅有形状和厚度，还有自组织的分子和物质交互作用。
因此，对于生物膜的物理性质进行研究，能够帮助我们更好地理解生物膜的构成和功能。
一、生物膜的物理特性生物膜是一种由多种不同分子构成的结构。
其中最主要的成分是脂质，也包括蛋白质、糖类等。
脂质是主要构成生物膜的结构分子，它由亲水头部和疏水烃尾部组成。
脂质层的性质是决定生物膜性质的关键。
相同的分子可以组成不同类型的膜，比如细胞膜和内器官膜。
生物膜的厚度是非常小的，约为5到10纳米，这是由于其上的分子数量非常少所致。
生物膜的厚度对其物理性质和生物学特性有很大的影响。
细胞壁的厚度往往比细胞膜要厚，且内部的分子组成也不尽相同。
一般来说，细胞壁和细胞膜的组成都与某些特定的机能有着密切的关系。
生物膜具有一定的结构和形状。
其结构是由其分子组成确定的。
在左右和上下方向，分子之间的作用力一般较小，因此生物膜在这两个方向上的弹性变形相对较小。
但是，在面对平面的力或者液压力后，生物膜会比较容易变形。
除此之外，生物膜还可以根据其分子组成和形态作用发挥一些独有的水性特性。
二、生物膜的力学性质生物膜在物理上表现出很多独特的力学性质。
其中一项关键性质是其柔韧性。
生物膜可以适应复杂的形态，包括曲率较小的弧线、平面和曲率较大的球形等。
而且，它还可以自行复原，即使在受到机械刺激或者拉伸时，也能很快地恢复正常。
此外，生物膜还表现出很好的延展性能。
在分子分布均匀的情况下，生物膜可以很好地伸展和收缩，最终回到初始状态。
正是因为这个性质，生物膜才能够在生物体内部的各个部位发挥其作用。
其次，生物膜还表现出很好的坚韧性。
生物膜的研究及应用
生物膜的研究及应用“生物膜”这一概念由美国科学家Sutherland于1952年提出，是指由一层或多层细胞外多糖（EPS）组成的底层结构，它们可以覆盖很大的表面面积，具有高度的生物附着性。
生物膜在生命科学领域中具有重要的研究和应用价值。
本文将围绕生物膜的研究和应用进行探讨。
一、生物膜的种类和结构生物膜的种类非常多样，以细菌为例，常见的生物膜有包囊、菌顶、半透明物等。
生物膜的构成成分包括多糖、蛋白质、脂质、核酸等，同时生物膜中还含有微生物和菌群，这些元素共同构成了复杂的生物膜结构。
生物膜的研究从结构、化学组成和生物学三个层面进行分析，其中生物学层面是研究生物膜形成、生长机制和功能。
化学组成分析是通过碳、氮、磷、硫等元素的含量分析生物膜化学组成的变化，而结构分析则是基于显微技术发展的高科技手段。
二、生物膜的功能生物膜的功能是非常重要的，它们在生态系统中扮演了多种角色。
最常见的功能是附着功能，这是在外界条件相对固定的情况下，单细胞生物对周边环境快速适应和适应的本质机制。
除此之外，生物膜还可以提供一定的保护性功能，维持生态平衡，还有一些生物膜可以转化为其他物质或形态。
在生物膜的研究中，附着功能是最受关注的研究领域，因为附着功能是评估生物膜效果的重要指标。
这种附着能力是由其不同类型的可变因素、细胞组成和表面结构来调节的。
三、生物膜的应用由于生物膜具有显著的附着和保护性能，其应用领域也非常广泛。
其中应用较广泛的领域是水处理领域和医疗器械领域。
水处理领域中，生物膜可以用作城市污水处理系统中的生物反应器。
在这个系统中，处理过程是由微生物菌群负责的，它们可以通过产生胞外多糖等物质，形成生物膜。
这种系统因为可以富集处理效果良好的微生物，所以具有处理污水效果较好的特点。
在医疗器械领域中，利用生物膜的优异性能能有效提高器械表面的抗菌和生物附着性能。
此外，生物膜也可以用于皮肤和口腔病患者治疗中。
四、总结生物膜在生命科学领域中有重要的研究和应用价值。
生物膜的生物学功能和研究方法
生物膜的生物学功能和研究方法生物膜是指由细胞生物分泌的类膜结构，通常包括细胞膜、粘液层、菌体表面层等。
它们在生命体内扮演着重要的角色，不仅能保护细胞、分离细胞与环境的接口，还能在生物过程中起到许多调控和影响的作用。
本文将从生物膜的功能和研究方法两方面来探讨这个有趣的主题。
一、生物膜的功能1.细胞保护生物膜是细胞与外部环境的隔离层，它可以保护细胞不受外界环境中的化学物质、毒素、病原体、压力等伤害。
例如，对于一些耐高温细菌，它们的菌体表面层就能够提供足够的保护，使其能在高温环境下生存。
2.质量平衡生物膜可以调节细胞内外物质的平衡。
比如，植物细胞的细胞壁就是由一层层的生物膜组成的，它们能够控制细胞内的渗透压和水分平衡，从而维持细胞正常的生物活动。
3.分泌作用某些类型的生物膜具有分泌作用。
例如，胃液与胰液的分泌，就是通过某些细胞分泌具有生物膜性质的物质来实现的。
4.环境适应生物膜可以帮助生物体适应环境的变化。
例如，一些菌类细胞表面的粘液层可以改变其附着方式，从而适应不同的生长环境。
二、生物膜的研究方法1.电子显微镜技术电子显微镜技术是生物膜研究中常用的一种技术。
它可以通过放大生物膜的图像来观察生物膜的结构和组成成分。
例如，扫描电子显微镜能够扫描生物膜表面的形态和结构，透射电子显微镜能够观察生物膜内部的结构。
2.质谱分析技术质谱分析技术可以通过分析生物膜成分中的氨基酸序列、蛋白质组成、脂质类分子等得到有关生物膜组成的信息和变化趋势，如今已被广泛运用于生物膜的研究中。
3.活体细胞成像技术活体细胞成像技术是生物膜研究中的一种新兴技术，它可以通过标记细胞表面的生物膜成分来研究生物膜的动态过程。
例如，荧光染料标记技术能够将蛋白质或其他分子变得可见，从而观察生物膜分子的运动。
4.计算机仿真技术计算机仿真技术可以通过模拟操作来研究生物膜的结构与形态，从而揭示生物膜中的分子间相互作用与组装机制。
例如，分子动力学模拟技术能够模拟生物分子在离子解析水中的运动过程，并分析其相互作用与运动轨迹。
生物膜现象的研究及其应用
生物膜现象的研究及其应用生物膜是指生物体表面黏附的一层细菌、病毒、真菌等微生物所形成的一种群体。
它是由微生物聚集在物体表面形成的一种粘附生长形态，是微生物和外界环境之间的交界面。
生物膜不仅存在于自然界中的许多环境中，如土壤、河流和海洋等，而且也广泛存在于医学、食品和环保等领域中。
生物膜的存在和生态特征带来了很多问题和挑战，同时也带来了很多研究和应用价值。
1. 生物膜现象的研究1.1 生物膜的形成和发展生物膜形成的过程十分复杂，是微生物在物体表面黏附、生长、分泌胶质等反应的综合作用。
微生物在黏附时通过表面纤毛或荚膜等特殊结构识别物体表面，之后就会依靠群体效应原理，分泌生物胶质，形成细胞之间的外侧基质。
并在这个基质中形成具有生物程序的代谢中心，通过群体分泌或细胞直接交换物质、信息，完成一系列生物进化中的适应性调节和适应反应。
在生物膜的形成和发展过程中，微生物之间的关系、群体效应、基质中质子离子过程和信号转导等环节是非常重要的。
1.2 生物膜的结构与组成传统认为生物膜是细胞表面的迷你生境，是聚集在物体表面的微生物间形成的一个具有结构和基质的群体。
现在通过技术手段的不断发展，可以更加深入地探索生物膜的结构和组成，例如瞬间反射融合成像、二次电子成像和荧光显微镜等技术。
现代生物学家们研究发现：多数生物膜由微生物们通过群体效应互相黏附形成，其中的细胞与基质之间形成了丰富而精细的功能障壁，即除了细菌群体之外并没有其他生物体可以进入到基质中，构成了独立的生态环境。
2. 生物膜现象的应用2.1 环境保护生物膜在环境保护中有着广泛的应用。
例如处理污水，生物膜技术可以高效地进行生物反应和降解污染物。
研究将基因工程菌和自然环境中的微生物组合，使这些微生物以群体的方式自动附着在构筑物表面，被称为生物膜脱硝，被广泛应用于工业排放氮的处理领域。
2.2 食品工业在食品工业中，生物膜的应用可以在食品接触材料表面附着的微生物中起到物理和生物化学的隔离作用，使奶制品、肉制品、乳酸饮料等食品在生产和储存中不易受到微生物的污染和侵害。
生物膜的研究进展和应用
生物膜的研究进展和应用生物膜是一种由生物大分子（如蛋白质、糖和脂肪）组成的可溶性膜状结构，是生物体内重要的一种基础构造。
随着科学技术的不断进步和人类对生物体的了解更加深入，生物膜的研究也越来越受到重视。
本文将介绍生物膜的研究进展和应用。
生物膜的结构生物膜主要由磷脂双层和膜蛋白构成，其中的磷脂双层是由两层不相溶的脂肪酸和磷酸甘油酯形成的。
磷脂双层中的磷脂分子在水中能够自组装成一个双层结构，使得水性相对的部分构成膜的内外层面。
膜蛋白则嵌入磷脂双层中，形成一种蛋白质-脂质复合物。
除此之外，生物膜中还包含其他生物大分子，如糖蛋白和胆固醇等。
生物膜的研究方法生物膜的复杂结构对其研究带来了很大的挑战。
不过，随着一系列实验和仪器的发展，科学家们已经发现了许多研究生物膜的方法。
其中，X射线衍射是研究生物膜结构的重要手段。
通过X射线衍射，科学家们可以了解到膜的分子组成和空间结构。
同时，核磁共振技术也可以帮助研究人员了解膜的结构。
除此之外，用电子显微镜、原子力显微镜等方法，可以进一步深入地了解膜的组成和形态。
生物膜的应用生物膜因其特殊的性质，被广泛地应用于细胞生物学、医学、材料科学、食品及生物技术领域。
下面将主要介绍生物膜在医学和生物技术领域的应用。
生物膜在医学领域的应用生物膜在医学领域的应用主要涉及到药物运输、肿瘤治疗和人工心脏瓣膜等方面。
生物膜被广泛应用于药物送药系统中。
将药物包裹在膜囊中，可以保护药物不被破坏，同时可以控制药物释放速度。
此外，生物膜还被用于制备肿瘤靶向治疗药物。
通过利用膜表面特异性的蛋白质，将药物运输到肿瘤细胞表面，达到治疗的效果。
人工心脏瓣膜也是生物膜在医学领域中的一个重要应用。
人工心脏瓣膜通常是由膜蛋白材料制成，具有生物相容性和生物力学强度。
人工心脏瓣膜还可以通过表面修饰来增加其抗血栓特性，从而大大减少手术后的风险。
生物膜在生物技术领域的应用生物膜在生物技术领域中，主要被应用于制备人工肝、生物传感器和生物反应器等方面。
生物材料与生物膜的研究
生物材料与生物膜的研究生物材料和生物膜是生命体系中重要的组成部分，其中生物材料广泛应用于医学、工业、能源等领域，而生物膜则是许多生命体系的重要构成，如细胞壁、人类组织、食品、污染物等。
生物材料和生物膜的研究已经成为当今生命科学的重要课题之一，对于提高人类健康、环境保护和技术创新有重要作用。
1. 生物材料的研究生物材料是指能和生命体系相容的材料，它们既可以自然存在于生命体中，也可以通过化学合成和生物制备的方式制备。
其中，天然生物材料包括骨骼、牙齿、鳞片、毛发等，它们具有很好的生物相容性、力学性能和生物活性；人工合成生物材料主要包括生物胶、纳米纤维素、纳米碳管、生物高分子等，这些材料既可以完全仿照天然材料，也可以创造出新型的材料。
生物材料对于医学和工业等领域都有广泛的应用。
举例来说，在凤凰城重点医疗设施的手术中，利用生物材料可以替代人体组织，修复受损组织，避免了损伤及疼痛等问题。
而在工业中，利用生物材料可以制造高强度和高性能的复合材料，可以应用于制造飞机、汽车和建筑材料等。
尽管生物材料在医学和工业等领域中有广泛的应用前景，但是它们与人体组织之间的生物相容性和生物活性问题仍然是研究的重点。
因此，研究生物材料的形态、结构和功能，探索它们与人体组织之间的互动机制和生物毒性等问题，将有助于开发出更优良的生物材料，进一步提高人类的健康水平。
2. 生物膜的研究生物膜是由细菌、疫病菌、藻类等微生物构成的多种复杂结构和功能的生物体系。
生物膜广泛应用于我们日常生活中的食品加工、环保、水处理等领域，但同时生物膜也是危害人类健康的主要传染途径，如口腔等部位的疾病。
近年来，生物膜的研究已经成为研究领域的重点之一。
通过对生物膜的形态、结构和功能进行详细的探究，可以深入了解这种复杂结构的形成机制和作用机理。
同时，因为生物膜在环保中也有广泛的应用，因此对于探索生物膜的形成、降解和控制等方面也具有一定的应用价值。
要加强对生物膜的研究，我们需要先了解其组成和结构，例如：生物膜内部分为水相和油相两部分，水相中存在多种离子及微生物；而油相多为脂肪酸和脂肪酰胺等中性脂质。
生物膜材料的研究和制备
生物膜材料的研究和制备生物膜是一种覆盖在生物体表面的薄膜，由多种分子组成，包括蛋白质、磷脂、糖等。
这种膜拥有多种功能，如传递物质、维持细胞结构和适应外部环境等。
生物膜的研究和制备是当前生物科技领域的热点研究方向之一。
生物膜材料的研究和制备是一个复杂的过程，需要融合多个学科的知识。
在生物膜的研究中，化学、物理、生物学等多个领域的知识都是必不可少的。
研究生物膜的复杂性主要来自于膜的组成，不同的生物体的生物膜组成存在差异。
因此，为了研究生物膜材料，研究者需要选取目标生物体，提取其膜并进行分析。
制备生物膜材料的过程包括提取膜、纯化膜和修饰膜等步骤。
不同的生物体、应用场景和研究目的会对生物膜材料的制备过程提出不同的要求。
在提取膜和纯化膜的过程中，常常需要使用化学和生物技术手段。
例如，可以使用洗涤剂、有机溶剂、酶等对生物体进行细胞破坏，从而提取生物膜。
在纯化膜的过程中，有时候需要使用钙离子的特性，利用钙离子结合生物膜上的糖蛋白进行纯化。
生物膜的修饰技术也是生物膜材料的制备过程必不可少的一部分。
通过修饰膜，可以使膜的化学性质和物理性质发生变化，进而实现特定的应用需求。
其中，膜表面修饰技术可以在膜的表面引入特定的官能团，从而实现对膜的更精细和特异的调控。
常见的表面修饰手段包括化学修饰、物理修饰、生物修饰等。
除了上述的基本研究和制备方法，还存在许多不同种类的生物膜材料，它们在不同的应用场景中有着不同的作用。
其中，基于纳米结构的膜材料是当前研究生物膜的热点之一。
这些纳米结构的生物膜材料具有狭小的孔隙结构，可以过滤水、分离杂质等应用。
此外，还有一些基于天然膜的模拟材料，例如基于蜱膜和鸟膜等材料的仿生膜。
这些仿生膜材料可以模拟天然膜的性质和结构，从而对天然膜的研究提供了更好的平台。
总之，生物膜材料的研究和制备正在成为生物科技领域不可避免的热点。
随着不断的技术突破，未来的生物膜材料将会具有更为广泛的应用场景和技术含量。
生物膜的形成机制与功能研究
生物膜的形成机制与功能研究生物膜是一种由细菌、真菌、藻类和其他微生物形成的复杂生态系统，它具有多种重要的功能，包括生态平衡维持、有害物质阻隔、营养物质转移、生物降解及同化、重金属去除、环境监测等等。
生物膜的形成机制和功能一直是微生物生态学研究的热点问题之一，下面我们来一探究竟。
一、生物膜形成机制1.黏附和复合生物膜的形成始于细菌基物的黏附和复合，这是生物膜的第一步。
黏附反应是由细菌表面的一些特殊分子和基质表面相互作用引起的。
一旦黏附发生，细菌就会在基质表面上形成一个微小的菌群，称为基质信号。
基质信号是细菌进行形成生物膜过程中的关键组成。
2.菌落分化当细菌黏附到基质表面上后，就会开始进行菌落分化。
这个过程首先是由一些新的细胞结构的形成，如细胞胶原和黏附胶原，这些结构形成细菌胞外多聚物，并提供一定的机械支撑。
3.矿物化细菌胞外多聚物与基质相互作用，使基质产生了一些特殊的物理特性，在这种条件下，细菌就能发挥更为广泛的生理作用。
同时，这些结构还能吸附外界的一些元素，如铁、钙、锰等，并将其存储在细菌的生物膜中，这就是矿物化作用。
矿物化作用的发生需要众多生物学和生化学机制的共同作用。
4.物质代谢在生物膜内部，还有着细菌的代谢过程。
它所合成的物质和储存的物质都广泛参与到了环境中物质代谢网络之中。
二、生物膜的功能1.形成稳定的生态系统生物膜能够形成一个稳定的微生物群落，这个群落包含着多种不同类型的微生物，它们之间互相依靠，构成了一种协同共生的生态系统。
这种生态系统能够在环境的复杂变化中，维持一个即不过于富集也不过于稀疏的微生物种群，保持着一个相对稳定的生态平衡。
2.大量排放生物垃圾细菌形成生物膜是有多种原因的，其中一个就是为了减缓它排放出去的废水的速度。
正因为生物膜可以帮助减缓这种速度，所以细菌就可以大量排出生物垃圾，而不用担心这些垃圾对环境造成了严重后果。
3.良好的防护功能生物膜是一种良好的防护功能，它能够防止细菌在外部环境中遭受破坏。
生物膜结构和功能的研究方法及应用
生物膜结构和功能的研究方法及应用生物膜是由生物大分子和溶质形成的覆盖在表面的薄膜结构。
它在许多生物体内都起着至关重要的作用，包括细胞膜、酶和受体等等。
生物膜结构复杂，常常需要耗费大量时间和精力才能够解析其结构与功能之间的联系。
本文将介绍当前生物膜研究的一些方法和应用。
一、生物膜研究方法1. 电子显微镜技术电子显微镜技术是用来研究生物膜结构和功能的一种非常重要的手段。
电子显微镜可以通过检测光电子的产生来确定样品的结构，照射的电子束可以产生高分辨率的照片。
使用电子显微镜可以观察到生物膜的超微结构。
例如单细胞生物体的外皮、胞内结构、纤维膜以及组成细胞膜的复杂的脂质分子等。
2. X-射线晶体学技术X-射线晶体学技术适用于研究生物膜的三维结构形态和原子间距离。
X-射线晶体学是一种基于大分子晶体的方法，可以用来研究生物膜中的分子结构。
通过将聚集分子结晶到一起从而构成一个大分子晶体，并在X-射线的照射下，可以得到分子的三维结构。
目前X-射线晶体学已经用于解析多种膜蛋白质的三维结构，提供了用于理解许多功能的优良的基础。
3. 原位荧光技术传统的荧光技术需要脱离样品来研究，但原位荧光技术无需脱离样品就可以进行研究。
原位荧光技术可以使用荧光标记蛋白和分子来把组成衬里的生物膜中的分子的活动记录下来。
这种游离荧光分子的记录可用来检测受体，离子水平的浓度和相关的代谢路径等。
二、生物膜研究的应用1. 药物研发生物膜结构与功能之间的复杂关系使得生物膜成为药物开发的一个难点。
然而，通过了解药物与生物膜结构所发生的相互作用，药物研究人员可以更好地了解药物所作用的机制，从而更好地设计和开发药物。
2. 生物能源生物膜在生物能源领域中也扮演着一个重要的角色。
生物膜作为一个非常重要的能量转化细胞结构，广泛应用于生物发电、微生物燃料电池、水处理和污染减轻等生物能源领域。
生物膜中的氧化还原酶和电子传输途径可转换化学能为电能，从而为能源的产生和利用提供了基础。
生物膜的组成及其生物学意义研究
生物膜的组成及其生物学意义研究1.生物膜的定义生物膜是一种细胞表面的覆盖物，通常是由生物分子构成的层状结构。
它可以形成在任何生物体表面上，并具有多种功能。
生物膜的组成复杂多样，由磷脂、蛋白质、糖类、水和其他小分子等生物分子组成。
2.生物膜的组成生物膜是由磷脂分子构成的，其中最常见的磷脂酰胆碱（Phosphatidylcholine）含有一个疏水烃链和一条亲水的胆碱头部。
这种磷脂的排列在水中可以形成双层的结构，胆碱头部面对着水的外部，而烃链则贯穿整个双层膜。
除了磷脂之外，生物膜还包含各种蛋白质、糖类分子及其他小分子。
蛋白质在生物膜中有多种不同的功能，如传输物质、细胞信号转导和细胞附着等等。
糖类分子通常与蛋白质结合，形成复合物承担粘附和识别的功能。
此外，生物膜中的其他小分子还包括了一些荷电离子、离子物质和水分子。
这些小分子可以影响膜的结构，调节膜内外环境的平衡。
3.生物膜的生物学意义生物膜是细胞的重要组成部分之一，它与细胞内外环境的相互作用至关重要。
生物膜的主要功能有以下几点：(1)物质的传输细胞需要与周围环境交换物质，而生物膜恰好提供了这种途径。
生物膜中磷脂分子的双层结构具有高度的选择性通透性，可以实现溶质的扩散传输。
此外，生物膜上的各种通道和载体蛋白质还可以实现对物质传输的高度选择性和调节。
(2)信号传达与转导生物膜是细胞与周围环境之间交互的主要场所。
众多的蛋白质和糖类分子嵌入在生物膜上，构成了细胞表面的识别系统。
通过特定的蛋白质和小分子的相互作用，信号可以被与格、传达和转导。
(3)细胞附着与运动生物膜可以形成细胞与背景环境之间的物理或化学固定，以帮助细胞在生物体内定位、发育或实现运动。
例如，生物膜上的表面蛋白质可以结合上相应的基质分子，实现细胞的附着和迁移。
4. 生物膜的研究进展生物膜不仅在生物学领域具有重要意义，也引起了化学、物理学和计算机科学等多个领域的关注。
随着科技和技术的不断更新，人们对生物膜的理解和应用也不断深化。
生物膜的构建和功能研究
生物膜的构建和功能研究生物膜是一种复杂的生物分子组合，由蛋白质、碳水化合物和脂质等主要成分构成。
生物膜广泛存在于人类身体内部和外部的各种生命体上，如肠道、皮肤、牙齿、水中微生物等。
生物膜的构建和功能对于保持生物体的平衡状态、调节各种代谢过程和维持生态环境具有重要意义。
现在，研究生物膜已成为细胞生物学、药学、环境科学等多个领域的研究热点。
一、生物膜的结构和构建生物膜的主要成分是脂质分子，包括磷脂、甘油三酯和胆固醇等。
这些脂质分子彼此相互作用，在水中形成一个稳定的双层结构，即脂质双层。
蛋白质和碳水化合物分子嵌入在脂质双层中，构成了生物膜的复杂三维结构。
不同种类和位置的生物膜具有不同的结构特征和构建方式。
例如，细菌细胞膜由多种脂质分子和相关蛋白质组成，其中磷脂、糖脂、核苷酸和类脂酸等是关键构建材料。
细胞膜的内部还存在一些蛋白质对象，如传输体、受体、酶和信号转导器等，它们是细胞膜发挥生物功能的重要组成部分。
二、生物膜的功能和调控生物膜的功能十分广泛，不同生物体的不同生理状态、环境和疾病会导致其功能差异化和调控变化。
以下列举一些生物膜的功能和调控方式：1、细胞膜的分子传输细胞膜具有非常重要的分子传输和透过作用。
脂质双层内的磷脂和糖脂分子之间的相互作用会限制小分子离子、小分子脂溶性物质和其他分子的透过。
不过，微生物会利用一些特殊的膜转运体和水通道蛋白质，来优化细胞膜的分子传输和进出。
2、信号传导途径生物膜在细胞内部和外部之间充当极其重要的媒介，涉及到细胞的信号传导、细胞间通讯以及细胞黏附等功能。
正常操作，这些生物膜功能途径必须处于相互配合的状态。
而一旦机体存在感染、疾病、自身免疫等不良状态，那么这些通讯途径就会被中断或发生异常。
3、生态调节和代谢功能生物膜能够帮助细胞调节内部和外部的环境，并且在此过程中参与微生物代谢的某些过程。
这类生物膜可以精确地识别外部环境的活性物质，有时候，稍微变异一下生物膜的构成，可能还会令微生物快速地适应环境的变化。
生物膜在功能及形态发育中的作用研究
生物膜在功能及形态发育中的作用研究生物膜是指一层由细胞表面展现出来的、由生物大分子构建而成的，具有复杂的结构和多种功能的层状结构。
在生物体内，各个组织和器官的细胞表面都存在着生物膜，这些生物膜更加丰富多彩，如细胞膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜等。
对于生物体的正常发育和生理功能的维持来说，生物膜是不可或缺的。
生物膜在功能上起着中介作用。
由于细胞内外环境的差异性，生物膜具有很强的选择性通透性，并且对于许多细胞活动发挥了极为重要的作用。
如细胞膜是负责物质分子的进出、细胞信号传导和接受、细胞形态维持的很重要一个组成部分。
线粒体膜则是控制细胞能量代谢的关键。
而核膜则是维护细胞遗传物质完整性的重要基石。
总之，不同类型的生物膜在保证细胞内外环境稳定性的同时，也为细胞提供了各种功能的调节和控制，保障了生物体正常生理代谢的顺利推进。
另外，生物膜还在细胞的形态发育中具有一定的作用。
细胞除了具有特定的生理功能外，在机体内还承担着各种复杂而细致的形态组织构建的任务。
而生物膜则在细胞的生长分裂、形态改变、结构重组等过程中充当着重要的角色。
比如，在细胞的生长和分裂中，细胞膜的形态和组织结构不仅控制着细胞的形态变化，而且还负责着细胞蛋白质稳定性和膜蛋白招募过程。
而内质网则负责合成、摺叠、并输送细胞蛋白，参与调节细胞内部的偏振和信号传递。
而高尔基体膜则在细胞的内分泌系统中具有调控肠道腺体活性、肝细胞染色体复制和细胞凋亡的功能。
总之，从功能及形态发育的角度来看，生物膜是生物体内的一种重要功能性结构。
其作用在细胞的生理代谢、形态变化、信号传递、组织构建等诸多方面得到了充分的体现。
近年来，随着人们对细胞内机理的不断深入了解，生物膜还将有望带动着医学、生物学等诸多领域的研究成果的进一步推进和应用。
生物膜组成与性质的研究
生物膜组成与性质的研究生物膜是生命中不可或缺的组成部分，而对其组成和性质的深入研究对人类的生命科学研究和生产实践都有着非常重要的意义。
一、生物膜的概念和常见类型生物膜是由生物分子，如脂质和蛋白质等构成的具有结构和功能的薄层。
它是对外部环境和细胞内环境之间起物理隔离作用的一种阈层，同时也促进了细胞内外的物质交换。
常见的生物膜类型有细胞膜、内质网、线粒体膜、叶绿体膜等。
二、生物膜的结构和组成1.脂质双层结构细胞膜和许多内部膜系统都是由脂质双层构成的。
脂质双层是由两层互相平行的脂质分子构成的。
这种排列使得疏水脂质的疏水部分朝向中央，而其亲水部分则向两侧。
这种构造赋予了膜结构的自身稳定性和功能特性。
2.糖蛋白糖蛋白是脂质双层内部的一种蛋白质。
它的主要结构特征是在蛋白质上有一个或多个寡糖链。
它们不同于一般的蛋白质，可以表现出很强的特异性（如血型的差异）。
3.转运蛋白除了糖蛋白之外，转运蛋白也是生物膜中的重要成分之一。
其主要功能是在生物膜两侧区别摆放，将单一分子或离子从细胞内运输到细胞外，或者通过选择性通透性供应细胞所需。
三、生物膜的性质1.半渗透性生物膜拥有半渗透性，能够将多种分子、离子和水从一个环境中传递到另一个环境中。
这个过程是主要通过被称为扩散的物理、分子的自发移动而实现的。
2.电性质生物膜内部的电荷分布不对称，电性质也会随着选择性通透性的变化而发生变化。
例如，在某些具有氧化还原作用的细胞膜上，选择性地运输电子序列可影响其通透性和其他生理过程。
3.信号传递细胞膜内的转运蛋白是细胞表面受体和信号递送的关键。
它们能够选择性地接收各种物质，如激素，荷尔蒙，神经介质等，导致生理效应。
四、生物膜的研究生物膜的研究对于模拟和预测生物过程，特别是药物设计和开发，以及生物技术的应用等方面都具有重要的意义。
在生物膜研究中最常用的方法之一是模拟黏液或组织流体中的生物膜的动态行为。
虽然生物膜的许多重要特性已被发现，但仍有许多潜在的未知性质等待研究。
教师备课素材：生物膜的研究
教师备课素材：生物膜的研究1.自由基与生物膜自由基反应参与机体中许多重要的生理､生化过程,自由基生成与消除失衡,或自由基在局部生成增多与许多疾病有关｡许多外源性分子经过肝细胞内质网膜中细胞色素P450的代谢后形成中间产物,这类活性中间产物往往都是自由基或亲电性物质,它们能与细胞内重要大分子物质结合,或引起生物膜脂质过氧化,或使整合的生化过程脱偶联,最后引起细胞损害或死亡｡生物膜脂质过氧化的结局一方面是膜内高相对分子质量的蛋白质聚合物､脂质聚合物以及蛋白质与脂质聚集物的不断形成,另一方面是脂肪酸链的不断分解与断裂,膜流动性下降,刚性增加,最后膜完整性丧失｡机体内严重的自由基损伤时,往往伴有代谢障碍,如酸中毒､钙超载等｡特别是在严重缺血后,线粒体呼吸链有氧氧化受抑制,胞内NADH增加,使B氧化反应中的B-羟乙酰辅酶A脱氢酶受抑制｡因此,长链脂肪酰辅酶A和长链脂肪酰肉毒碱浓度增加,而这些物质都属于兼性物质,具有“去垢剂”样作用｡前者主要聚集在线粒体,后者在胞浆,它们在低浓度时以单体式插入膜脂双层,浓度高时形成微囊进入膜脂,破坏脂质双层结构;此外,它们还能吸收膜脂成分,形成既含兼性物质又含膜脂成分的混合微囊,其结果加重生物膜损伤,使膜脂失去脂质双层排列｡2.研究生物膜在生产实践中的应用(1)在工业方面:生物膜的各种功能正在成为人工模拟的对象,借助于生物膜的选择透过性功能,设计出具有这一功能的膜结构,可以对各种水进行过滤､分离,从而对海水进行淡化和污水处理｡(2)在农业方面:通过生物膜的改变来找寻改善农作物品质的途径｡例如:生物膜上的蛋白质如果都能转变成防冻蛋白质,就可望培育出抗寒新品种｡(3)在医学方面:①一种新的制药工艺是根据生物膜的特性,将磷脂制成很小的小球,让这些小球包裹着药物,运输到患病部位,通过小球膜和细胞膜的融合,将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的｡②人工合成的膜材料已用于疾病的治疗｡例如,肾功能发生障碍时,由于代谢废物不能排出,患者会出现水肿､尿毒症｡目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾脏行使功能,其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料｡3.核仁是形成核糖体前身的部位｡大多数细胞可具有1~4个核仁｡在合成蛋白质旺盛的细胞中,核仁多而大｡光镜下,核仁呈圆形,并因含大量rRNA而显强嗜碱性｡电镜下,核仁由细丝成分､颗粒成分与核仁相随染色质三部分构成｡细丝成分与颗粒成分是rRNA与相关蛋白质的不同表现形式,二者常混合组成粗约60~80nm核仁丝,后者盘曲成网架｡通常认为,颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,可通过核孔进入细胞质;核仁相随染色质是编码rRNA的DNA链的局部｡人的第13､14､15､21和22对染色体的一端有圆体的随体(satellite),通过随体柄与染色体其他部分相连｡随体柄即为合成rRNA的基因位点,又称核仁组织者区(nucleons organizer region),当其解螺旋进入功能状态时即成为核仁相随染色质,并进一步发展为核仁｡理论上人体细胞可有10个核仁,但在其形成过程中往往互相融合,因此细胞中核仁一般少于4个｡核仁经常出现在间期细胞核中,它是匀质的球体,其形状､大小､数目依生物种类､细胞形成和生理状态而异｡核仁的主要功能是进行核糖体RNA的合成｡4.真核细胞线粒体与叶绿体的起源——内共生学说关于真核细胞细胞器的起源问题,仍然是生物学领域的一个不解之谜,很多学者提出了不同的见解,其中内共生学说具有一定的代表性｡这一学说认为:大约在十几亿年前,一些大型的具有吞噬能力的细胞,先后吞噬了几种原核生物(细菌和蓝藻),由于后者没有被细胞所分解消化,从而由寄生过渡到共生并成为宿主细胞的细胞器｡如好氧细菌成为线粒体､蓝藻成为叶绿体｡这一学说有一定的合理性｡主要表现有以下几点:(1)真核细胞中的叶绿体､线粒体内有少量的DNA和RNA,原核细胞也有DNA和RNA,且均不形成染色体｡(2)线粒体和叶绿体与细胞中的其他细胞器的显著区别是,叶绿体和线粒体为双层膜结构,外膜可能是吞噬泡的膜(细胞膜的一部分),内膜为原核细胞的膜｡(3)自然界中存在着许多共生现象｡如地衣中菌类和藻类的共生,大豆与根瘤菌的共生等｡(4)变形虫等单细胞动物能吞噬食物形成食物泡;白细胞能吞噬病菌等,都说明吞噬现象是可能存在的｡当然,内共生学说并没有直接的证据,也不完善,如不能解释其他细胞器的起源问题等｡。
生物物理学中的生物膜研究
生物物理学中的生物膜研究生物膜是由脂类和蛋白质构成的薄膜，向外界提供限制和调节物质通信的可靠界面。
生物膜是所有生物体都共有的一部分，因为其可以帮助生物体维持正常的功能。
因此，生物膜已成为生物物理学研究的重要方向之一。
本文将介绍生物膜的一些基础知识以及生物物理学研究者目前针对生物膜所做的一些研究。
生物膜的组成和运作生物膜是由脂质双分子层和其中嵌入的蛋白质构成，这些蛋白质大多进行物质转运或传递信号，有时也会作为酶反应催化剂。
脂质分子一般都有极性和疏水性两种部分，在水中会形成脂质小球，疏水部分形成水磷脂的内部，而亲水部分则位于膜表面。
在构成膜时，脂质过程是蛋白质过程的特化。
物理学家对生物膜的研究主要都集中于其组成和运作两个方面。
首先是生物膜的组成研究，许多研究者使用各种技术来探究膜的物理特性和微观结构。
生物物理学家使用的最常见技术是溶剂渗透和荧光显微术。
通过渗透膜之后的反应总量和渗透膜通过时间等参数，物理学家就可以测量纳米级别的分子在膜中的扩散速率及方向性。
荧光显微术则能够将膜反应映射出来，因为生物膜中的许多蛋白质和荧光染料反应。
通过这些技术，研究者能够更好地理解生物膜的基础知识和微观结构。
其次是生物膜的运作研究，这部分研究主要聚焦于膜中的通道和受体。
在这方面主要的技术是电生理测量和膜电位拉曼光谱法。
通过这些技术，研究人员可以确定哪些分子可以通过膜，以及这些分子如何通过膜。
此外，通过在生物膜中加入各种药物和毒素，研究者可以在更大的层面上研究生物膜的运作机制。
生物膜的应用由于生物膜在许多生物体的运作过程中扮演着至关重要的角色，因此，研究者们正积极寻找生物膜在许多应用领域的更广泛应用。
一些应用领域包括生物传感器、医疗影像和药物递送等领域。
例如，在生物传感器领域，研究者已经能够使用膜的特定组成来制造更复杂的传感器。
这些传感器可以在流体中检测出特定的分子，如细胞表面受体或生物化学物质。
在医疗影像方面，研究者发现生物膜中的磁性颗粒可以帮助医生更好地诊断部分脑与神经系统疾病。
生物膜的设计和研究
生物膜的设计和研究生物膜是指生物体表面或内部形成的一种薄膜结构，由生物大分子聚合形成。
生物膜在生物中起到了非常重要的作用，如保护细胞、调节质量传递、能量转换等。
生物膜的设计和研究是当前生物科学领域的一个热门研究方向。
生物膜的形成主要受到几个因素的影响，如生物大分子的结构、水分子的溶剂作用、离子的浓度等。
在生物大分子结构中，蛋白质和多糖是生物膜的主要组成成分。
生物膜的不同组成成分以及排列方式对其性质和功能产生了影响。
在设计生物膜时，科学家们通常会参考天然生物膜，如细胞膜、酶膜等。
根据生物膜的不同功能，设计者会选择不同的生物大分子和排列方式。
例如，对于细胞膜保护作用的重要性，设计者会选择有保护作用的成分，并以适当的方式排列，以体现其保护效果。
生物膜的研究主要是为了发掘其潜在的应用价值。
生物膜的生物相容性和高效性使其在医学、食品工业和环境领域得到了广泛的研究和应用。
例如，在药物传输方面，生物膜可以被设计成为药物的载体，以提高药物的有效性和减少副作用。
在食品工业中，生物膜可以被用来提高食品的保鲜性和品质。
在环境领域中，生物膜可以被用来提高污水处理的效率。
然而，要将生物膜的设计和研究应用到实际生产中，还存在一些挑战。
例如，生物膜的稳定性和可控性仍然需要进一步提高。
此外，针对不同领域的应用，生物膜的要求也不同，需要根据具体应用进行进一步优化设计。
总的来说，生物膜的设计和研究是一个复杂的过程，需要涉及到多个学科和领域。
通过对生物膜的深入研究和改进，我们可以更好地发掘其应用价值，为人类的健康和生活做出更大的贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
教师备课素材：生物膜的研究
1.自由基与生物膜
自由基反应参与机体中许多重要的生理､生化过程,自由基生成与消除失衡,或自由基在局部生成增多与许多疾病有关｡许多外源性分子经过肝细胞内质网膜中细胞色素P450的代谢后形成中间产物,这类活性中间产物往往都是自由基或亲电性物质,它们能与细胞内重要大分子物质结合,或引起生物膜脂质过氧化,或使整合的生化过程脱偶联,最后引起细胞损害或死亡｡生物膜脂质过氧化的结局一方面是膜内高相对分子质量的蛋白质聚合物､脂质聚合物以及蛋白质与脂质聚集物的不断形成,另一方面是脂肪酸链的不断分解与断裂,膜流动性下降,刚性增加,最后膜完整性丧失｡机体内严重的自由基损伤时,往往伴有代谢障碍,如酸中毒､钙超载等｡特别是在严重缺血后,线粒体呼吸链有氧氧化受抑制,胞内NADH增加,使B氧化反应中的B-羟乙酰辅酶A脱氢酶受抑制｡因此,长链脂肪酰辅酶A和长链脂肪酰肉毒碱浓度增加,而这些物质都属于兼性物质,具有“去垢剂”样作用｡前者主要聚集在线粒体,后者在胞浆,它们在低浓度时以单体式插入膜脂双层,浓度高时形成微囊进入膜脂,破坏脂质双层结构;此外,它们还能吸收膜脂成分,形成既含兼性物质又含膜脂成分的混合微囊,其结果加重生物膜损伤,使膜脂失去脂质双层排列｡
2.研究生物膜在生产实践中的应用
(1)在工业方面:生物膜的各种功能正在成为人工模拟的对象,借助于生物膜的选择透过性功能,设计出具有这一功能的膜结构,可以对各种水进行过滤､分离,从而对海水进行淡化和污水处理｡
(2)在农业方面:通过生物膜的改变来找寻改善农作物品质的途径｡例如:生物膜上的蛋白质如果都能转变成防冻蛋白质,就可望培育出抗寒新品种｡
(3)在医学方面:①一种新的制药工艺是根据生物膜的特性,将磷脂制成很小的小球,让这些小球包裹着药物,运输到患病部位,通过小球膜和细胞膜的融合,将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的｡②人工合成的膜材料已用于疾病的治疗｡例如,肾功能发生障碍时,由于代谢废物不能排出,患者会出现水肿､尿毒症｡目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾脏行使功能,其中起关键作用的血液透析膜就是一种人工合成的膜材料｡
3.核仁
是形成核糖体前身的部位｡大多数细胞可具有1~4个核仁｡在合成蛋白质旺盛的细胞中,核仁多而大｡光镜下,核仁呈圆形,并因含大量rRNA而显强嗜碱性｡电镜下,核仁由细丝成分､颗粒成分与核仁相随染色质三部分构成｡细丝成分与颗粒成分是rRNA与相关蛋白质的不同表现形式,二者常混合组成粗约60~80nm核仁丝,后者盘曲成网架｡通常认为,颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,可通过核孔进入细胞质;核仁相随染色质是编码rRNA的DNA链的局部｡人的第13､14､15､21和22对染色体的一端有圆体的随体(satellite),通过随体柄与染色体其他部分相连｡随体柄即为合成rRNA的基因位点,又称核仁组织者区(nucleons organizer region),当其解螺旋进入功能状态时即成为核仁相随染色质,并进一步发展为核仁｡理论上人体细胞可有10个核仁,但在其形成过程中往往互相融合,因此细胞中核仁一
般少于4个｡
核仁经常出现在间期细胞核中,它是匀质的球体,其形状､大小､数目依生物种类､细胞形成和生理状态而异｡核仁的主要功能是进行核糖体RNA的合成｡
4.真核细胞线粒体与叶绿体的起源——内共生学说
关于真核细胞细胞器的起源问题,仍然是生物学领域的一个不解之谜,很多学者提出了不同的见解,其中内共生学说具有一定的代表性｡这一学说认为:大约在十几亿年前,一些大型的具有吞噬能力的细胞,先后吞噬了几种原核生物(细菌和蓝藻),由于后者没有被细胞所分解消化,从而由寄生过渡到共生并成为宿主细胞的细胞器｡如好氧细菌成为线粒体､蓝藻成为叶绿体｡
这一学说有一定的合理性｡主要表现有以下几点:
(1)真核细胞中的叶绿体､线粒体内有少量的DNA和RNA,原核细胞也有DNA和RNA,且均不形成染色体｡
(2)线粒体和叶绿体与细胞中的其他细胞器的显著区别是,叶绿体和线粒体为双层膜结构,外膜可能是吞噬泡的膜(细胞膜的一部分),内膜为原核细胞的膜｡
(3)自然界中存在着许多共生现象｡如地衣中菌类和藻类的共生,大豆与根瘤菌的共生等｡
(4)变形虫等单细胞动物能吞噬食物形成食物泡;白细胞能吞噬病菌等,都说明吞噬现象是可能存在的｡
当然,内共生学说并没有直接的证据,也不完善,如不能解释其他细胞器的起源问题等｡。