2019生物二轮复习生物膜的结构与功能
5.2 生物膜的结构与功能
基础生物化学Basic Biochemistry第5章脂类与生物膜5 脂类与生物膜5.2 生物膜的结构与功能✓生物膜的结构✓生物膜的功能•生物膜将细胞与外界隔离，并实现细胞内部的“区域化”，为生命体的基本单元提供了必需的结构基础。
•生物膜包括：✓细胞膜（质膜）✓内膜系统生物膜的结构✓化学组成：生物膜是由脂质、蛋白质和糖类组成，此外还有微量的核酸、金属离子和水。
✓功能越复杂，蛋白含量相对越多。
膜脂(membrane lipids)•膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇，其中磷脂约占整个膜脂的50％以上。
•无论是磷脂还是糖脂、无论是甘油脂还是鞘脂，具有亲水的头部和疏水的尾部。
微团(micelles)双层(bilayer) 脂质体(liposome)膜蛋白(membrane proteins)✓膜蛋白是赋予生物膜特殊功能的重要成分，不同的膜蛋白赋予生物膜不同的功能，如离子通道蛋白、受体蛋白等。
✓根据膜蛋白与脂质分子的结合方式和分离的难易程度分为外周蛋白和内在蛋白。
•内在蛋白也称整合蛋白或跨膜蛋白。
内在蛋白含有较多的疏水性氨基酸，与膜脂的疏水部分牢固结合。
单螺旋跨膜蛋白血型糖蛋白多螺旋跨膜蛋白细菌视紫红质Beta-卷筒跨膜蛋白外周蛋白•外周蛋白膜外周蛋白位于脂双层的表面，通过离子键与磷脂的极性头部或通过氢键与膜内在蛋白亲水结构域，与膜疏松结合。
•提高离子强度、pH或温度就可将其从质膜上分离下来，而不破坏膜结构。
•有的外周蛋白也通过共价连接的非极性烃链插入脂双层内部而使外周蛋白稳定地结合在膜表面，因此又称为脂锚定蛋白（anchoring protein ）•棕榈酰豆蔻酰法尼基流动镶嵌模型(S.J. Singer, G. Nicholson,1972)流动镶嵌模型的特征：✓脂质双分子层是生物膜的基本骨架。
✓膜蛋白的多寡决定着膜的功能✓膜的不对称性✓膜脂的分布不对称✓膜蛋白和寡糖的分布不对称✓膜的流动性•膜的流动性主要是脂质分子的侧向运动，同时，膜脂分子还能围绕轴心作自旋运动、尾部摆动以及双层脂分子之间的翻转运动。
生物膜的结构与功能
低浓度
脂溶性物质如苯、醇、甾类激素以及O2、 N2等容易穿过质膜；
某些极性分子(如水、尿素、甘油、CO2等)， 因不带电荷，分子小，能较易穿过质膜运输； 带电荷离子，不论大小均不能以简单扩散 方式进出细胞。 大的不带电荷的分子，如葡萄糖、蔗糖、 氨基酸和核苷酸等，不能以简单扩散方式进出 细胞。
现象，为人们普遍接受。
不足之处：
1. 忽视了膜的各部分流动性的不均匀性
2. 忽视了蛋白质分子对脂分子流动性的限制 作用
3.晶格镶嵌模型 (Crystal Mosaic Model)
Wallach (1975) 要点： 生物膜内脂质分子随时进行无序(液态)和有序 (晶态)的转变相变； 膜内在蛋白可制约周围膜脂的运动，形成界 面脂，二者一起形成晶态部分(晶格)，流动的 脂类分子成片状分布； 膜的流动性是局部的，并非整个脂类分子层 都在均一流动。
细 胞 外 被 脂 双 层
膜 蛋 白 细胞内
功能：保护细胞 参与细胞识别 细胞膜中的糖链与该细胞分泌出来的糖蛋白 细胞的接触抑制 等粘附在一起，形成一层外被，称细胞外被
或糖萼。 细胞间的黏着
三、细胞膜的分子结构模型
（一）单位膜模型 “两暗一明”
蛋白质：单层肽链 ——折叠结构
细胞膜
脂双层
细胞质
（二） 液态镶嵌模型 ( fluid mosaic model)
2. 受体的类型
分布在细胞膜上的一类镶嵌蛋白，多为 膜受体： 膜上的功能性糖蛋白。与水溶性信号分 子结合。
胞内受体：分布在细胞质和细胞核内，与脂溶 性信号分子结合
膜受体
胞内受体
3. 膜受体的类型
根据其结构和功能 可分为三类 离子通道受体
酶关联受体
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。
2019届二轮复习对生物膜结构的探索历程作业(适用全国)
2018-2019第一学期高三二轮复习测试对生物膜结构的探索历程一、单选题1.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气一水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。
用下列细胞实验与此结果最相符的是（）A. 人的肝细胞B. 蛙的红细胞C. 洋葱鳞片叶表皮细胞D. 大肠杆菌细胞2.如图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜的运输方式．有关说法正确的是（）A. 若该结构是突触前膜，可通过d方式释放神经递质B. 动物细胞吸水膨胀时B组成的结构厚度变小，说明其具有选择透过性C. 若该结构是人体心肌细胞膜，b和c过程运输的气体分别是O2、CO2D. 在电镜下观察该结构，会出现清晰的亮﹣暗﹣亮的三层结构3.下列关于细胞结构和功能的叙述，正确的是( )A. 在体外培养时，癌变细胞中线粒体数量一般比正常细胞多B. 叶肉细胞的线粒体和叶绿体都能在内膜上合成ATPC. 真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架，细胞骨架与细胞物质运输无关D. 细胞膜内表面的糖蛋白具有信息识别、保护和润滑的功能4.对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。
②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。
③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。
上述实验不能说明的是（）A. 根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率B. 荧光染料能与细胞膜组成成分结合C. 细胞膜具有流动性D. 根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率5.下列有关教材中的技术或方法，叙述不正确的是（）A. 核移植技术可用于研究细胞核的功能B. 同位素标记法：证明细胞膜的流动性C. 差速离心法：细胞中各种细胞器的分离D. 假说-演绎法：基因分离定律的发现和果蝇白眼基因位于X染色体上的发现6.下列有关生物科学史的叙述，错误的是A. 卡尔文利用同位素标记法，发现了光合作用中碳原子的移动途径B. 萨顿通过对果蝇眼色的研究，提出了基因在染色体上的假说C. 斯图尔德以胡萝卜韧皮部为实验材料，证明了植物细胞具有全能性D. 科学家用荧光物质标记细胞膜上的蛋白质，证明了细胞膜具有流动性二、探究题7.科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞膜模型。
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。
生物膜的结构与功能
生物膜的结构与功能生物膜是生物体内外的一种薄膜状结构，由生物大分子聚集而成。
它在维持生物体内外环境稳定、免受外界环境变化等方面起着重要作用。
本文将从生物膜的结构和功能两方面进行论述。
一、生物膜的结构生物膜的结构主要由脂质双分子层、蛋白质和其他分子组成。
1. 脂质双分子层：脂质双分子层是生物膜的基本结构单元，由磷脂分子构成。
磷脂分子有亲水头部和疏水尾部，因此它们排列成双分子层，使亲水头部面朝水相，尾部面朝膜内。
这样的排列形式实现了膜的隔离和包裹功能。
2. 蛋白质：蛋白质是生物膜中的重要组成部分，可以分为固定蛋白和浮游蛋白。
固定蛋白通过与脂质双分子层相互作用，稳定膜的结构。
浮游蛋白能够在膜上自由运动，并参与信号传递、物质转运等生物过程。
3. 其他分子：除了脂质双分子层和蛋白质外，生物膜还含有一些其他分子，如糖类和胆固醇。
这些分子在生物膜中发挥着重要的生理功能，比如参与细胞识别和信号传导过程。
二、生物膜的功能生物膜具有多种功能，包括隔离、选择性通透、信号传导和细胞识别等。
1. 隔离功能：生物膜通过脂质双分子层的排列形式，将细胞内外环境隔离开来，维持细胞内外环境的稳定。
这种隔离功能保护了细胞的内部结构和功能，使细胞能够在相对稳定的环境中进行生命活动。
2. 选择性通透功能：生物膜具有选择性通透的特性，通过脂质双分子层和蛋白质通道控制物质的进出。
这种选择性通透性使得细胞可以对外界环境做出响应，实现物质的吸收、排泄和交换等生物过程。
3. 信号传导功能：生物膜中的蛋白质和其他分子能够与外界信号相互作用，传递信号到细胞内部，并参与细胞的信号传导过程。
这种信号传导功能使得细胞能够感知和响应外界环境的变化，从而适应不同的生理和生化条件。
4. 细胞识别功能：由于生物膜上的糖类和蛋白质的特异性识别性质，细胞能够通过与其他细胞和分子进行识别和交互，实现细胞间的相互作用和组织形成。
细胞识别功能在生物体内的发育、免疫和疾病等方面起着重要作用。
2019届 二轮复习 细胞器与生物膜系统 作业(全国通用)
细胞器与生物膜系统1．下列有关生物膜系统的说法正确的是A．叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统B．所有的酶都附着在生物膜上，细胞中各种代谢活动都离不开生物膜C．生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰【答案】D【解析】生物膜系统包括细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜等，而小肠粘膜不属于生物膜系统，A错误；细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质等处也含有相关的酶，可以催化相关的化学反应的进行，B错误；生物膜的组成成分和结构是相似的，在结构和功能上紧密联系，C错误；细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰，D正确。
2．下列关于生物膜的结构与功能的叙述，错误的是A．用呼吸抑制剂处理细胞，细胞膜的选择透过性将降低B．能分泌固醇类激素的细胞内质网比较发达C．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的D．除去细胞膜上的糖链，细胞膜的识别能力将下降【答案】C3．下图是细胞核的结构模式图，下列关于各结构及其功能的叙述正确的是A．①属于生物膜系统，将核内物质与细胞质分开B．②是所有生物遗传物质的载体C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关D．④有利于DNA和RNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换【答案】A【解析】①是核膜，具有双层膜，4层磷脂分子层，属于生物膜系统，其功能是把核内物质与细胞质分开，A正确；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质（DNA）的主要载体，但原核细胞和病毒没有染色体，B错误；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，C错误；④是核孔，有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质，但具有选择性，DNA不能通过核孔进入细胞质，D错误。
4．伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。
科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验（如图）。
2019生物二轮复习生物膜的结构与功能
3.图示为一类特殊的蛋白质复合物SNARE(可溶性N－乙基马来酰亚胺敏感 的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制，图中GTP的生 理功能及产生均与ATP类似。下列叙述不正确的是( )
不正确的是( B )
A.SNARE可存在于神经细胞的突触小体，且对突触发挥功能意义重大 B.“货物”准确运输到目的地需要细胞骨架的协助，该骨架由磷脂双
• 3．“三看”法分析分泌蛋白的合成、加工、运输
• (1)一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网 →囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。
• (2)二看膜面积变化的结果：内质网膜面积变小，高尔 基体膜面积先变大后变小，细胞膜面积变大。
• (3)三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体[蛋白质 的装配机器]、内质网[加工车间]、高尔基体[包装分配] 和线粒体[提供能量]。
栏 目 链 接
复习策略 解题方法
例4素标记血液的葡萄糖分子，若该分子流经肾脏后又经 过肾静脉流出，该分子穿过几层细胞膜( )
A．4层 C
B．8层
C．0层或8层 D．16层
复习策略 解题方法
复习策略 解题方法
例5蛋白质的消化产物被人体所吸收并转化为组 织蛋白的过程中，共穿过的磷脂分子层数是( )
核心提炼 • 1．生物膜的组成、结构与功能的统一性
(1)
(2)
• (4)核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白 质合成旺盛→细胞代谢快。
• (5)癌细胞膜上糖蛋白减少→细胞间黏着性下降，易于扩散 和转移。
• (6)衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。
核心考点 归纳整合
1．生物膜在组成上的联系
2．生物膜在结构上的联系
题型一 生物膜系统的成分、结构与功能分析
高三二轮生物膜的功能(物质进出)
生物膜
生命的起源与进化中最重大的事件之一，是区别周围环境的 特殊液体成分并被膜所包裹，同时膜又可以吸收周围的营养 物质并将膜内的废物排出去，如此演化出具生命力的细胞。 因此，膜是生命最基础的结构。
细胞中所有由脂类和蛋白质等成分组成的膜包括细胞膜、内 质网膜、高尔基体膜、核膜、线粒体膜和类囊体膜等等统称 为生物膜。
1935年，H. Davson和J. Danielli提出“三 明治”模型。
燕山大学环境与化学工程学院
2.膜蛋白
按照膜蛋白的位置及其与脂分子的结合方式与结 合牢固的程度，膜蛋白可分为：
内在膜蛋白是一些嵌入膜内或部分嵌入膜内的蛋白， 它们与膜结合紧密，一般需要用除垢剂等破坏膜脂的 双分子层后才能将它们解离下来。内在膜蛋白大多是 跨膜蛋白。
载体蛋白对物质的转运过程具有类似于酶与 底物作用的动力学曲线、可被类似物竞争性抑 制、具有竞争性抑制等酶的特性。但与酶不同 的是: 载体蛋白不对转运分子作任何修饰。
定义：亲水性物质，借助膜上载体蛋白，由高浓度向 低浓度通过细胞膜。如：K+，Na+, Ca2+等带电离子的 转运和葡萄糖、氨基酸等的转运。 如，葡萄糖载体对葡萄糖有很高的亲和力，1秒钟可传 送180个葡萄糖分子进入细胞。 维生素D可以促进小肠粘膜中钙离子载体的合成，所以 维生素D可以促进机体对钙的吸收。
表面的化学信息；
2.膜蛋白的主要作用
④作为细胞表面的标志，被其他细胞所识别； ⑤作为细胞表面的附着连接蛋白，与其他细胞相
互结合； ⑥作为锚蛋白，起固定细胞骨架的作用。
3.膜的“流动镶嵌模型”
3.膜的“流动镶嵌模型”
燕山大学环境与化学工程学院
二、生物膜的功能
生物膜的结构与功能
生物膜的结构与功能生物膜是一种由生物分子组成的薄膜，在生物学中起着至关重要的作用。
它们存在于各种生物体内，包括细菌、植物和动物。
生物膜具有多种结构和功能，对于维持生命的正常运作起着重要作用。
一、生物膜的结构生物膜的基本结构由磷脂双分子层组成，其中磷脂分子的疏水部分相互靠近，而疏水性较低的亲水部分暴露在膜表面。
这一结构通常被称为磷脂双层结构。
在磷脂双层中，蛋白质、糖类和胆固醇等可嵌入其中，并与磷脂分子相互作用。
这些嵌入物与磷脂分子一起形成了复杂的生物膜结构。
蛋白质在生物膜中起着支持和调节功能，而糖类则发挥着识别和粘附的作用。
胆固醇则是增加生物膜的稳定性。
二、生物膜的功能1. 细胞保护与界限生物膜作为细胞的外部边界，具有选择性渗透性，能够控制物质的进出。
它能够允许某些分子跨越膜，而对其他分子则形成障碍。
这种选择性渗透性使得细胞能够保持内部环境的稳定，并排除有害物质的侵入。
2. 细胞信号传导生物膜上嵌入的蛋白质能够与外界信号分子相互作用，并将信号传递到细胞内部。
这种信号传导机制在调节细胞生长、分化和应激反应等方面起重要作用。
通过改变蛋白质的构象和导致相关的细胞反应，生物膜能够将不同类型的信号转化为细胞内的生物化学信号。
3. 细胞黏附与聚集生物膜表面的糖类分子能够与其他细胞或病原体的分子结合，从而促进细胞的附着和聚集。
这对于细胞间相互沟通以及形成组织和器官结构至关重要。
此外，生物膜上的蛋白质与胆固醇也能够相互作用，参与细胞间的黏附和聚集过程。
4. 跨膜运输与分子转运生物膜允许物质在细胞内外之间进行跨膜运输。
通过蛋白质通道或转运蛋白，生物膜能够控制离子、小分子以及其他生化物质的通量。
这种跨膜运输保证了细胞内外环境的化学平衡，并参与细胞代谢过程。
三、生物膜的重要性生物膜是维持细胞生存和功能的关键，对于细胞内外环境之间的互动起到了至关重要的作用。
通过选择性渗透性和信号传导功能，生物膜能够实现细胞内外环境的动态平衡，并响应外界刺激。
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。
生物膜的结构和功能
生物膜的结构和功能生物膜是一种由生物大分子构成的薄层结构，包括细胞膜、细菌群体、海洋、土壤和植物表面的层，生物膜的结构和功能起着至关重要的作用。
在细胞和群体级别中，生物膜的结构和功能可以影响单个生物体的行为和能力，同时也可以影响整个群体及其环境的生态影响力。
生物膜的结构生物膜的结构可以分为两大部分：表面聚集层和背景膜层。
表面聚集层是由一种或多种聚集物质组成的膜，形成了生物膜的表面。
大多数细胞都有这种结构，在生物膜上形成了一个类似于网络的结构，它所含的聚合物和含水基团对于细胞的外部环境具有选择性渗透性，能够选择让某些物质通过膜障，而阻止其他物质通过。
背景膜层是由疏水性分子、水性和油性成分和各种其他生物分子（蛋白质、多糖体等）共同形成的膜。
背景膜层具有一定的机械强度和流动性，因此可以保护细胞或群体不被破坏，同时也能释放物质和接受其他物质来在膜障外化学反应。
生物膜的功能生物膜不仅仅是一种屏障，还有许多重要的生物学功能。
1. 水通道和质子通道水通道和质子通道依赖于膜上嵌入的特定分子，以便给跨膜物质的运输提供通道。
由于水的运动速度很快，这些通道允许细胞通过将组织液和分子运输到跨膜物质之间，促进内部分子的交换。
2. 离子和小分子物质的通道膜通过蛋白通道和嘌呤核苷酸激活的蛋白质，来刺激离子流动的通道。
通过这些通道，细胞可以调节其内部的离子平衡并控制溶液的酸碱度，从而维持体内环境的稳定性。
3. 防御机制生物膜可以作为防御机制。
在抗菌研究中，土壤细菌可能就会形成顽固的群体，因此生物膜可以成为细胞抵御艰难环境和外部敌人的工具。
4. 商业应用生物膜的结构和功能已被应用于各种用途。
作为可持续性产品的例子，生物膜可以用于生产生物传感器，这是一种极其灵敏的检测器。
它可用于检测物质的存在，从而在实验室和医疗领域中有很大的应用潜力。
总结生物膜是一种重要的生物学组织，在细胞和群体级别中发挥重要作用。
生物膜的结构和功能影响单个生物体的行为、能力和环境生态，同时也影响整个群体及其环境的生态影响力。
生物膜的结构和功能
二、膜脂和膜蛋白在膜双层两 侧分布的不对称性
1、膜蛋白分布的两侧不对称性
膜蛋白是膜功能的主要体现者。不同种类 生物膜的蛋白质含量和种类明显不同，同 一种膜，脂双层两侧的蛋白质含量和种类 也有很大差别。实验证明，除了跨膜蛋白 外，没有哪种蛋白质既出现在膜的这一侧， 又出现在膜的另一侧。膜蛋白的这种不对 称性分布反映了膜两侧功能的不对称性。
lipid）主要是磷脂]、蛋白质（包 括酶）和少量糖类组成。
膜脂（membrane lipid）
1. 膜脂的种类 磷脂、胆固醇、糖脂 2. 膜脂的多形性（polymorphism）
空气
水
膜蛋白
外周蛋白内在蛋白 1－外周蛋白 2－内在蛋白
3－脂双层
2
3 1
膜糖
生物膜中含有一定的糖类，无论质膜和 细胞内膜系都有分布。它们与大多数膜 蛋白结合，以糖蛋白形、甘露糖、 岩藻糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖 和唾液酸等。
三、生物膜的流动性
1、膜脂的流动性 膜脂分子的运动方式 在相变温度以上，膜脂分子具有五种运动方式： 磷脂烃链绕C-C键旋转而导致异构化运动。 膜脂分子围绕与膜平面相垂直的轴左右摆动。 膜脂分子围绕与膜平面相垂直的轴作旋转运动。 膜脂分子在膜内沿膜平面作侧向扩散。 膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层。
（1）简单扩散（simple diffusion）
简单扩散是生物膜运送物质最简单的一种方式。它依 赖于物质的扩散作用和渗透作用，运送速率取决于物 质在膜两侧的浓度差及物质的分子大小、亲脂性等因 素。物质在膜两侧的浓度差越大、分子越小、亲脂性 越大，则穿膜速率越快。
一些非极性小分子物质如O2、N2、苯、甾类激素等， 以 及 一 些 不 带 电 荷 的 极 性 小 分 子 物 质 如 H2O 、 CO2 、 甘油、乙醇、尿素等，可以以简单扩散的方式穿过膜。 体积较大的极性物质如葡萄糖、蔗糖、氨基酸等以及 各种离子都不能自由扩散通过膜。
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。
生物膜的结构特点和功能特点有什么
生物膜的结构特点和功能特点有什么生物膜的结构特点和功能特点有什么据了解，有关于细胞膜的结构，这是中间磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子以不同的深度镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层中或表面。
下面小编给大家整理了生物膜的结构特点和功能特点的内容，欢迎阅读，内容仅供参考!生物膜的结构特点生物膜是镶嵌有蛋白质的流体脂双层，脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。
有的蛋白质“镶“在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。
另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。
生物膜的意思是什么指废水与惰性接触材质间所生长之微生物薄膜。
微生物由废水中获取生长所需的基质，由于微生物的生长使得膜表面向外繁殖，且厚度渐增，内层则渐因缺氧及营养质而成厌氧状态或死亡，最后因水之剪力作用或附着能力降低而使膜脱落，接着又再度形成一新的微生物薄膜，如此，周而复始。
在废水生物处理系统中，滴滤法及旋转生物圆盘法均属于生物膜的处理方式。
生物膜系统与生物膜的区别1、生物膜：镶嵌有蛋白质和糖类(统称糖蛋白)的磷脂双分子层，起着划分和分隔细胞和细胞器作用生物膜，也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位，同时，生物膜上还有大量的酶结合位点。
细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。
生物膜系统是指由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等有膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，由于细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器都涉及到细胞膜或细胞器膜，所以通常称此系统为生物膜系统。
2、生物膜系统是指在生物体内，相互流通，达到传递等作用一套由生物膜组成的系统。
生物膜泛指镶嵌有蛋白质和糖蛋白的磷脂双分子层，起着划分和分隔细胞和细胞器作用生物膜，也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位，同时，生物膜上还有大量的酶结合位点。
细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。
生物膜系统与生物膜的关系生物膜系统由生物膜构成。
人教(2019)生物高考复习：第5讲 细胞膜的结构和功能 细胞核的结构和功能
不同生理状态下细胞膜的成分及功能分析 (1)衰老细胞的细胞膜的通透性发生改变，物质运输功能下降。 (2)代谢旺盛的细胞，物质运输速度快，需要的载体种类和数目多， 细胞膜上的蛋白质种类和含量较多。 (3)癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少，细胞之间黏着性降低，易于扩 散和转移。 (4)死亡细胞的细胞膜没有选择透过性。
(4)图中⑤的功能是参与某种__________的合成及__________的形成。 (5)在细胞分裂中，能周期性消失和重建的结构是__________。(填 图中序号) 【 答 案 】 (1)①( 染 色 质 ) ②( 染 色 体 ) (2)4 内 质 网 核 糖 体 (3)ABC (4)RNA 核糖体 (5)③⑤
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
2．深挖教材 (1)同一生物体所有细胞核内的遗传信息都一定相同吗？举例说明： ____________________________________。 (2)大量实验证明，凡是无核的细胞，既不能生长也不能分裂，如哺 乳动物成熟的红细胞。人工去掉细胞核的细胞，一般不能存活太久，如 变形虫去掉细胞核后，新陈代谢减弱，运动停止，当重新移入核后，又 能够恢复生命活动。这些实验说明了什么？ ____________________________________________________。
自主学习· 巩固基础
知识点一 细胞膜的结构与功能 [自主学习]
1．细胞膜的功能
【答案】将细胞与外界环 境分隔开 胞吞、胞吐 激素 胞间连丝 精卵结合
2．细胞膜的成分 【答案】磷脂 糖类
3．对细胞膜成分和结构的探索历程(连线)
实例(实验)
结论(假说)
①脂溶性物质更易通过细胞膜
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。
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2．生物膜在结构上的联系
题型一 生物膜系统的成分、结构与功能分析
1.下列关于细胞成分、结构和功能的叙述，正确的是( B )
A.动物细胞膜的组成成分中含有糖蛋白、糖脂和胆固醇 B.选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特 异性 C.ATP和ADP的形成与转化只能发生在叶绿体和线粒体中 D.有氧呼吸时葡萄糖进入线粒体必须经过两层生物膜
复习策略 解题方法
例2网腔内的分泌蛋白，输送到高尔基体腔内进一步 加工，最后释放到细胞外。这一过程中分泌蛋白通过的 生物膜层数是( ) D
A．4层 B．3层 C．2层 D．0层
复习策略 解题方法
复习策略 解题方法
例3的1个葡萄糖分子从血液进入组织细胞被彻底氧
化分解，需要穿过几层细胞膜( ) B
B
A．细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质
B．蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外
C．细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输
D．囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量
复习策略 解题方法
“穿膜”问题图示分析
1．物质进入毛细血管穿过毛细血管壁，氧气或二氧化碳穿过肺泡 壁时，都要经过两层细胞膜。
2．细胞膜、内质网、高尔基体、液泡膜：单层膜。
复习策略 解题方法
例1O2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相 邻细胞的叶绿体基质内，至少穿过的生物膜层数及磷脂分子
层数分别是( ) A．5层和10层
B
B．6层和12层
C．7层和7层 D．8层和16层
核心考点 归纳整合
一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来， 进入相邻细胞的叶绿体基质内(如图)，因叶绿体和线粒 体都是具有双层膜的细胞器，故共穿过的生物膜是6层， 而每一层膜由2层磷脂分子构成，所以共穿过12层磷脂 分子层。
解析
2.细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。
下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是( D )
解析
得分必备
1.熟记几种常考膜蛋白 载体蛋白、受体蛋白、细胞间具识别功能的糖蛋白、起催化作用的膜蛋白。 2.细胞膜成分的3点提醒 (1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同(如动物细胞膜中含有 一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有)。 (2)细胞膜的组成并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发 生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 (3)糖蛋白和糖脂只分布在细胞膜的外表面。
• (2)膜面积及放射性强度变化模型图
5．如图用不同形式表示了在杂交瘤细胞产生抗体过程中，细胞中 有关膜面积的变化，下列分析正确的是( )
B
A．①—b—内质网，②—c—细胞膜，③—a—高尔基体 B．①—a—内质网，②—c—细胞膜，③—b—高尔基体 C．①—c—高尔基体，②—b—内质网，③—a—细胞膜 D．①—a—核膜，②—b—高尔基体，③—c—内质网
• 3．“三看”法分析分泌蛋白的合成、加工、运输
• (1)一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网 →囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。
• (2)二看膜面积变化的结果：内质网膜面积变小，高尔 基体膜面积先变大后变小，细胞膜面积变大。
• (3)三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体[蛋白质 的装配机器]、内质网[加工车间]、高尔基体[包装分配] 和线粒体[提供能量]。
生物膜在各个膜性细胞器及细胞膜之间的常态性转 移。下列有关叙述正确的是( ) A．质壁分离和复C 原现象是“膜流”现象的例证 B．蛋白质和RNA进出细胞核发生“膜流”现象 C．浆细胞分泌抗体的过程发生“膜流”现象 D．大肠杆菌和酵母菌都能发生“膜流”现象
4．如图为部分蛋白质的合成与转运的示意图，据图分析不能说明的
栏
A．5层 B．3层
目 链
接
C．6层 D．4层
复习策略 解题方法
血浆中的葡萄糖分子进入组织细胞必须通过 内环境(如图所示)：
葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组 织液， 毛细血 管壁由 一层上 皮细胞 组成， 所以葡 萄糖穿 过这层 细胞即 穿过2层 细胞膜 ，再进 入组织 细胞， 共穿过 3层 细胞膜。 进入组 织细胞 的葡萄 糖在被 彻底氧 化分解 时，
是(
)
D
A．多个翻译过程的同时进行可以短时间内大量合成同种蛋白质 B．线粒体中的部分物质由细胞核基因直接控制合成 C．内质网和高尔基体参与了膜蛋白和分泌蛋白的加工、转运 D．由于①和②的结构不同，因而合成了不同的蛋白质
核心考点 归纳整合
2．(2014·山东卷)有关细胞内囊泡运输的描述，正 确的是( )
1．下列关于细胞的生物膜系统的叙述，错误的是( )
A．细胞膜、核膜等细胞的膜结构共同构成细胞的生物膜
系统
C
B．生物膜将细胞区室化，利于细胞生命活动有序而高效
地进行
C．细胞代谢所需要的酶都附着在生物膜上，生物膜是代
谢的场所
D．在细胞的能量转换、信息传递等过程中细胞膜起着决
定性作用
题组 2 通过生物膜系统考查获取信息的能力 3．所谓“膜流”，是指由于膜泡运输，真核细胞
C.正常情况下，甲的加工产物通过 COPⅡ由甲向乙进行运输
D.乙中的蛋白质经COPⅠ运回甲或经囊泡运出细胞具有随机性
解析
• 2．分泌蛋白合成、加工、运输过程 • (1)过程示意图
2．如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细 胞器，a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是( )
D
A．①、②、③分别是内质网、高尔基体和线粒体 B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系 C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程 D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行
3．线粒体、叶绿体、细胞核(从核孔穿过核膜时，则穿过的膜层 数为0)：双层膜。
4．核糖体、中心体、染色体：无膜。
5．1层生物膜＝1层磷脂双分子层＝2层磷脂分子层。
复习策略 解题方法
6．肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮 细胞构成，且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜(生物膜)或4 层磷脂分子层。
3.图示为一类特殊的蛋白质复合物SNARE(可溶性N－乙基马来酰亚胺敏感 的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制，图中GTP的生 理功能及产生均与ATP类似。下列叙述不正确的是( )
不正确的是( B )
A.SNARE可存在于神经细胞的突触小体，且对突触发挥功能意义重大 B.“货物”准确运输到目的地需要细胞骨架的协助，该骨架由磷脂双
栏 目 链 接
复习策略 解题方法
例4素标记血液的葡萄糖分子，若该分子流经肾脏后又经 过肾静脉流出，该分子穿过几层细胞膜( )
A．4层 C
B．8层
C．0层或8层 D．16层
复习策略 解题方法
复习策略 解题方法
例5蛋白质的消化产物被人体所吸收并转化为组 织蛋白的过程中，共穿过的磷脂分子层数是( )
核心提炼 • 1．生物膜的组成、结构与功能的统一性
(1)
(2)
• (4)核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白 质合成旺盛→细胞代谢快。
• (5)癌细胞膜上糖蛋白减少→细胞间黏着性下降，易于扩散 和转移。
• (6)衰老细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。
核心考点 归纳整合
1．生物膜在组成上的联系
D
A．4 B．8
C．7 D．14
复习策略 解题方法
复习策略 解题方法
例6外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用，至少要 穿过的生物膜层数是( )
C
A．5层 B．10层C．11层Βιβλιοθήκη D．12层复习策略 解题方法
• [易错提醒]
• 生物膜≠生物膜系统
• 生物膜系统是内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶 体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成的细胞“膜 系统”。只有真核细胞才具备这样的生物膜系统，原核细 胞只有细胞膜，没有核膜及各种细胞器膜，因而不具备生 物膜系统。
题组 1 通过生物膜系统考查理解能力
分子层组成 C.上图所示的过程体现了生物膜的结构特点 D.在囊泡运输货物过程中，囊泡周围会出现线粒体
解析
4.如图表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构和功能上的联系，其中
COPⅠ、COPⅡ是具膜小泡，结合图示判断，下列说法正确的是( C )
A.图中甲是内质网，乙是高尔基体， 两种细胞器的膜结构相同
B.分泌蛋白在甲上合成，经乙加工 成为具有一定空间结构的蛋白质