生物膜PPT
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生物化学—生物膜课件
质膜与ATP的合成与分解
01
质膜的结构与功能
质膜是细胞膜的另一个重要组成部分，它包围了整个细胞 并与其他细胞器膜相连。质膜主要由磷脂分子和蛋白质组 成，具有选择通透性，能够控制分子和离子的进出细胞。
02 03
ATP在质膜中的合成与分解
质膜中存在着ATP合成酶和ATP水解酶，分别参与ATP的 合成和分解过程。在合成过程中，质子泵通过质膜将质子 泵出或泵入细胞，产生的能量用于合成ATP。在分解过程 中，ATP水解酶利用ATP中的特殊化学能将其分解为ADP 和磷酸根离子。
是细胞表面的一层薄膜，是细胞与外 界环境之间的界面，对细胞起着保护 和调节作用。
生物膜的结构与组成
磷脂双分子层
构成生物膜的基本骨架，具有流动性。
蛋白质
镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中，具有多种功 能。
糖类
与蛋白质结合形成糖蛋白，参与细胞识别等 。
生物膜的功能与作用
物质运输
生物膜可控制物质进出细胞，如主动运输、 被动运输等。
显微观察
通过光学显微镜或电子显微镜观察生物膜的超微结构，了解膜的厚度、颗粒大小及排列等特征。
生物膜的提取与纯化技术
提取
采用适当的溶剂或缓冲液将生物膜从细胞或其他生物材料中分离出来。
纯化
通过一系列分离纯化技术，如离心、超滤、凝胶电泳等，去除杂质，获得纯度较高的生 物膜。
生物膜的电生理技术
膜片钳技术
生物膜在能量转换中的作用
生物膜在能量转换中起着至关重要的作用。质膜通过控制 质子的泵入和泵出来调节ATP的合成与分解，确保能量的 高效利用和细胞的正常代谢活动。同时，生物膜还参与了 其他多种细胞活动，如物质的跨膜运输、信号转导和细胞 分化等。
05
生物膜的流动镶嵌模型ppt
一、对生物膜结构的探索历程
1、生物膜的组成成分是什么呢？
资料1：时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：曾用500多种化学物质对植物 细胞进行过上万次的通透性实验，发 现细胞膜对不同物质通透性不一样： 凡是可以溶于脂质的物质更容易通过 细胞膜进入细胞。
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
流动镶嵌模型：——桑格和尼克森（1972）
小结：
（一）对生物膜结构的探索历程 1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由___脂__质_____组成的。 2、20世纪初，化学分析结果：膜主要由_脂__质__和蛋__白__质__组成。 3、1925年，两位荷兰科学家提出：脂质分子必然排列为_两___层。 4、1959年，罗伯特森提出：生物膜由_蛋___白__质___-_脂__质___-_蛋__白___质____ 三层结构构成。 5、1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验：细胞膜具有 __一__定___的__流__动___性。 6、1972年桑格和尼克森提出：生物膜的__流__动__镶__嵌___ 模型。
●
细胞膜
思考：
①根据这一实验现象，你能提出什么假说？
注意：假说的提出是以一定的事实材料和科学原理为依据，对某一未知事物或 规律所做出的推测性解释或判断。
②你是根据什么提出这样的假说？ ③通过哪种手段来验证你提出的假说？
资料2：时间： 20世纪初 实验：科学家发现不仅脂溶性物质可 以通过细胞膜，细胞膜也会被蛋白酶 （能专一地分解蛋白质的物质）分解。
磷脂分子：
亲水头部
疏水尾部
单层连续的磷脂分子是怎样分布在空气--水界面上的？
1917年 欧文·朗缪尔的研究成果 单层磷脂在水面上的分布示意图
空气
1、生物膜的组成成分是什么呢？
资料1：时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：曾用500多种化学物质对植物 细胞进行过上万次的通透性实验，发 现细胞膜对不同物质通透性不一样： 凡是可以溶于脂质的物质更容易通过 细胞膜进入细胞。
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
流动镶嵌模型：——桑格和尼克森（1972）
小结：
（一）对生物膜结构的探索历程 1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由___脂__质_____组成的。 2、20世纪初，化学分析结果：膜主要由_脂__质__和蛋__白__质__组成。 3、1925年，两位荷兰科学家提出：脂质分子必然排列为_两___层。 4、1959年，罗伯特森提出：生物膜由_蛋___白__质___-_脂__质___-_蛋__白___质____ 三层结构构成。 5、1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验：细胞膜具有 __一__定___的__流__动___性。 6、1972年桑格和尼克森提出：生物膜的__流__动__镶__嵌___ 模型。
●
细胞膜
思考：
①根据这一实验现象，你能提出什么假说？
注意：假说的提出是以一定的事实材料和科学原理为依据，对某一未知事物或 规律所做出的推测性解释或判断。
②你是根据什么提出这样的假说？ ③通过哪种手段来验证你提出的假说？
资料2：时间： 20世纪初 实验：科学家发现不仅脂溶性物质可 以通过细胞膜，细胞膜也会被蛋白酶 （能专一地分解蛋白质的物质）分解。
磷脂分子：
亲水头部
疏水尾部
单层连续的磷脂分子是怎样分布在空气--水界面上的？
1917年 欧文·朗缪尔的研究成果 单层磷脂在水面上的分布示意图
空气
第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型ppt课件
提出假说：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
朗谬尔的研究成果 单层磷脂在水面上的分布示意图
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
构构成。
提出模型： 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 的三层结构构成的静态统一结构
思考
“三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜 功能的多样性相矛盾。
（2）蛋白质位于脂双层的什么位置呢？ 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
一、对生物膜结构的探索历程
时间
19世纪 末
科学家
科学实验
假说
欧文顿
用500多种物质对植物细胞进行 上万次的通透性实验，发现脂 质更容易通过细胞膜
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
●
细胞膜
提出假说：膜是由脂质组成的。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
资料：
时间：20世纪初
实验：科学家第一次将膜从哺乳动物的 红细胞中分离出来进行化学分析
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
朗谬尔的研究成果 单层磷脂在水面上的分布示意图
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
构构成。
提出模型： 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 的三层结构构成的静态统一结构
思考
“三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜 功能的多样性相矛盾。
（2）蛋白质位于脂双层的什么位置呢？ 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
一、对生物膜结构的探索历程
时间
19世纪 末
科学家
科学实验
假说
欧文顿
用500多种物质对植物细胞进行 上万次的通透性实验，发现脂 质更容易通过细胞膜
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
●
细胞膜
提出假说：膜是由脂质组成的。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
资料：
时间：20世纪初
实验：科学家第一次将膜从哺乳动物的 红细胞中分离出来进行化学分析
第五章-脂类和生物膜PPT课件
膜蛋白约占细胞蛋白的1/4。其中70%~80%为膜内在蛋白（如受体、离子通道、 离子泵、膜酶、运送载体等）。
膜周边蛋白质：能溶于水，较易分离 膜蛋白
膜内在蛋白质：不溶于水，需用剧烈方法分离
10
膜结构模型的类型
关于膜的结构有流动镶嵌、板块镶嵌等模型。
（1）流动镶嵌模型的结构特点是强调膜的不对称性和流 动性，不对称性主要指脂类和蛋白质分布的不对称；而流 动性则指组成膜的脂类双分子层或蛋白质都是可以流动或 运动的。膜的流动性保证了生物膜能经受一定程度的形变 而不致破裂，这也可使膜中各种成分按需要重新组合，使 之合理分布，有利于表现膜的多种功能。更重要的是它允 许膜互相融合而不失去对通透性的控制，确保膜分子在细 胞分裂、膜动运输、原生质体融合等生命活动中起重要的
角"，能够识别外界的某些物质，并对外界的某些刺激产生相应的反 应。 (6) 物质合成：粗糙型内质网是蛋白质合成的场所。 （7）反应场所：细胞内的生化反应具有特异性，高效性，和连续性， 使得某些代谢反应在膜上进行，前一反应的产物就是下一反应的底物， 如呼吸链与光合链的电子传递。 （8）吸收作用：细胞膜可通过简单扩散，杜南平衡，离子通道，离 子载体，离子泵，胞饮作用与分泌等方式调控物质的吸收与转移。
必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸对人体功能必不可少，但必须 由膳食提供，称之。
碘值： 指100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。
3
脂质过氧化：一般是指多不饱和脂肪酸或多不饱和脂质的发 生自动氧化产生过氧化物的现象，它是典型的活性氧参与的自 由基链式反应；
活性氧：指氧或含氧的高反应活性分子，如超氧阴离子自由 基、羟基自由基、过氧化氢等的统称；
生物膜的生理功能
(1)分室作用：把细胞内部/的空间分隔开耒，使细胞内部区域化，发 生不同的生理生化反应。
生物膜 ppt课件
•
医疗的视角
在医疗领域，只要是存在非灭菌水的场所都 有可能形成生物膜。那些有非灭菌水附着 的表面，包括外来器械的缝隙、内镜的管 腔以及各种植入物都是生物膜滋生的场所 。生物膜很长时间内一直是齿科关注的对 象。牙菌斑就是生物膜的一种形式，而生 物膜也在齿科所用的水管与吸引器内存在 。
生物膜？
• 在温湿度，营养合适的任何表面 • 99%的细菌生活在生物膜内 • 好处：如生物修复，反刍 • 坏处：人体表面如牙齿，组织内，
植入物周边等
生物膜的定义
• 生物膜（或生物被膜）： • 集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在
表面并不容易被去除
• 一些微生物，在水中或水溶液或体内（如
：血流）生长时，有能力粘附表面，然后 包埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和 死的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂，灭菌 剂，消毒剂和抗菌素到达微生物
生物膜的特点
落
• －大量微菌落使ＢＦ加厚 • －细胞启动包间信号系统，产生胞间信号
生物膜的形成
• ３.ＢＦ的成熟：
• －结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 • －菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料，酶
，代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统。
• 因菌种，营养，附着表面和环境不同，形成疏松
或致密以及厚薄不等的ＢＦ结构
• （3）如果有泡沫，取出器械时又会把粘附在 • 气泡上的污物带回到器械上，造成清洁不彻 • 底，从而影响消毒灭菌。 • 同时，泡沫也会增加清洗的时间。 • （4）泡沫会阻隔视线，清洗人员无法看清水 • 面下的情况，增加了清洗人员被水面下的刺 • 伤、割伤的危险，从而造成交叉感染。 • （5）泡沫容易造成自动清洗机排水管的堵塞 • 及吸液泵、排水泵的损坏，更换这些部件价 • 格昂贵。
医疗的视角
在医疗领域，只要是存在非灭菌水的场所都 有可能形成生物膜。那些有非灭菌水附着 的表面，包括外来器械的缝隙、内镜的管 腔以及各种植入物都是生物膜滋生的场所 。生物膜很长时间内一直是齿科关注的对 象。牙菌斑就是生物膜的一种形式，而生 物膜也在齿科所用的水管与吸引器内存在 。
生物膜？
• 在温湿度，营养合适的任何表面 • 99%的细菌生活在生物膜内 • 好处：如生物修复，反刍 • 坏处：人体表面如牙齿，组织内，
植入物周边等
生物膜的定义
• 生物膜（或生物被膜）： • 集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在
表面并不容易被去除
• 一些微生物，在水中或水溶液或体内（如
：血流）生长时，有能力粘附表面，然后 包埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和 死的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂，灭菌 剂，消毒剂和抗菌素到达微生物
生物膜的特点
落
• －大量微菌落使ＢＦ加厚 • －细胞启动包间信号系统，产生胞间信号
生物膜的形成
• ３.ＢＦ的成熟：
• －结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 • －菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料，酶
，代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统。
• 因菌种，营养，附着表面和环境不同，形成疏松
或致密以及厚薄不等的ＢＦ结构
• （3）如果有泡沫，取出器械时又会把粘附在 • 气泡上的污物带回到器械上，造成清洁不彻 • 底，从而影响消毒灭菌。 • 同时，泡沫也会增加清洗的时间。 • （4）泡沫会阻隔视线，清洗人员无法看清水 • 面下的情况，增加了清洗人员被水面下的刺 • 伤、割伤的危险，从而造成交叉感染。 • （5）泡沫容易造成自动清洗机排水管的堵塞 • 及吸液泵、排水泵的损坏，更换这些部件价 • 格昂贵。
生化课件 生物膜
三、生物膜的功能
（一）生物膜与物质运输 （二）生物膜与能量转换 （三）生物膜与信号转导 （四）生物膜与识别功能
第六章 生物膜
第一节. 生物体内的脂类 第二节. 生物膜的结构 第三节. 生物膜的功能
（2）主动运输
一级主动转运 二级主动转运
2.大分子物质的膜运输
（1）内吞作用 （胞吞作用）
（2）外排作用 （胞吐作用）
受体介导的细胞内吞作用
（二） 生物膜与能量转换
光合作用： 叶绿体 生物氧化： 线粒体
质子电化学势
（三）
生物膜与信号转导
生命的基本问题是 信息问题
----- 薛定谔
A0089901.mov
类型：
磷脂：磷酸甘油酯 鞘氨醇磷脂
糖脂: 半乳糖甘油二酯 脑苷酯
固醇：胆固醇等
双亲性分子
极 性 头 部
疏 水 尾 部
第二节
生物膜的结构
第二节. 生物膜的结构
一、生物膜的一般概念及功能 二、生物膜的组成和结构模型
一、生物膜的 一般概念 及功能
生物膜：由磷脂、蛋白质、 糖类物质及水分子等为主要 成分构成的薄层系统，覆盖 于细胞及细胞器的表面，并 在整个细胞内形成了一个纵 横交错的网状系统。
—— 识别信号
4、 其它成分：
·水：30% 左右
（液晶态的结合水）
·少量无机盐
（二）生物膜的结构——
假说与模型
脂质双分子层
是生物膜的结构骨架！
蛋白质与脂质在膜 层分布的不对称性。
膜具有流动性 细胞融合实验
膜脂的相变
生物膜结构模型：
1934：Danielli， 三夹板模型
1966： Robertoson， 单位膜模型
生物膜电位ppt课件
对于稀溶液 值可由玻尔兹曼能量分布定律来计
算。在温度相同条件下，势能为EP的粒子的平均密度 n与势能EP间的关系：
nn0eEp kT
k1.381023J/K
两侧离子的电势能分别为：
EP1 ZeU1
EP2 ZeU2
代入玻尔兹曼能量分布定律得：
n1n0eZeU1 kT
n2 n0eZeU2 kT
3
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
2. 静息电位
细胞膜属于半透膜，膜内外存在多种离子，主
要是： K、 Na+、 Cl 和大蛋白离子。当细胞处于静
息状态时，各种离子得膜内外浓度不同，它们都可
以在不同程度上透过细胞膜，其他则不能透过。只
有能透过细胞膜的离子才能形成跨膜电位.
两种离子 的静息电 位是：
N a: 61.5lg1071m V
142
第八章 直流电
8.1 电流密度和欧姆定律 8.2 基尔霍夫定律 8.3 电容器的充电和放电 8.4 生物膜电位
20
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
知识回顾 Knowledge Review
K: 61.5lg14189m V
5 5
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
神经细胞的静息电位是-86mV，这时细胞膜对 K 是通透的，而对 N a + 通透性很差。
算。在温度相同条件下，势能为EP的粒子的平均密度 n与势能EP间的关系：
nn0eEp kT
k1.381023J/K
两侧离子的电势能分别为：
EP1 ZeU1
EP2 ZeU2
代入玻尔兹曼能量分布定律得：
n1n0eZeU1 kT
n2 n0eZeU2 kT
3
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
2. 静息电位
细胞膜属于半透膜，膜内外存在多种离子，主
要是： K、 Na+、 Cl 和大蛋白离子。当细胞处于静
息状态时，各种离子得膜内外浓度不同，它们都可
以在不同程度上透过细胞膜，其他则不能透过。只
有能透过细胞膜的离子才能形成跨膜电位.
两种离子 的静息电 位是：
N a: 61.5lg1071m V
142
第八章 直流电
8.1 电流密度和欧姆定律 8.2 基尔霍夫定律 8.3 电容器的充电和放电 8.4 生物膜电位
20
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
知识回顾 Knowledge Review
K: 61.5lg14189m V
5 5
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
神经细胞的静息电位是-86mV，这时细胞膜对 K 是通透的，而对 N a + 通透性很差。
生物膜的流动镶嵌模型ppt课件
2.生物膜的功能特性：选择透过性
▪ 结构基础：膜上具有载体蛋白。
▪ 生理意义：控制物质进出。
3.流动性和选择透过性的关系
▪ 区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物 膜的功能特点。
▪ 联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，
才能表现住选择透过性。
9/22/2024
研修班
26
(5)荧光 流动性
(6)流动镶嵌
2.流动镶嵌模型基本内容
(1)磷脂双分子层 流动
(2)表面 嵌入 贯穿 大多数
(3)外侧 蛋白质 糖类 糖蛋白 识别 保护 润滑
(4)糖类 脂质 糖脂
9/22/2024
研修班
4
从生理功能入手的科学研
19世纪末，欧文顿（E.Overton）利用植物细胞研究细胞膜 的通透性实验
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
膜是由脂质组成的。
思考提与出讨假论说:
➢最初认识到生物膜
是最由初脂依质据组实成验的现， 象是和通有过关对知实识验，现经象 过的严推谨理的分推析理还和是大通 胆想过和的，鉴对想是定膜？像一成种，分常提的见出提的设取 科需➢论在学要后推方通，理法过还分实。有析验假必得观说要出察还结对 来膜证的实成。分 进 行 提 取 、
9/22/2024
研修班
2
问题
塑料袋
根据结构跟功能相 适应的观点分析， 用哪种材料做细胞 膜更适于体现细胞 膜的功能？
弹力布能完全表现 细胞膜的功能吗？
9/22/2024
研修班
3
其他……
自主预习核查
1.对生物膜结构的探索历程:
(1)脂质 脂质 (2)脂质和蛋白质
生物膜的结构和功能(共34张PPT)
第八章 生物膜的结构与功能
目的与要求：通过本章学习，要求掌握生物膜 的结构特点和功能。生物膜在生命活动中的功能 是多方面的，其主要功能是：物质运输功能，能 量转换功能和信号转导功能。
细菌
蓝藻
原核细胞模式图
2
动物
植物
真核细胞模式图
3
4
第一节 生物膜的组成和性质
一、膜脂
种类：磷脂、胆固醇、糖脂
特点：多态性（polymorphism）
X= 双磷脂酰甘油(Diphosphatidylglycerol ) X= K+ - ATPase的结构和作用的机理
三鞘、氨糖 醇类(磷Sp—h脂in细g酰o胞si表甘ne面)油天线(Phosphatidylglycerol )
磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol ) 主动运送（Actic transport）
翻转运动
摆动 、扭动
全反式、偏转构型 旋转异构化运动
第三节 生物膜的功能
一、生物膜与物质运送
1、被动运输与主动运输
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(不耗能转运) 。在该过程中△G<0
。
主动运送（Actic transport）
29
细胞外 脂双层 细胞内
葡萄糖的协同运送系统
细胞外 细菌膜
细胞质
糖
磷酸转换酶系统
PEP 丙酮酸
糖磷酸
细菌中糖通过基团运送的主动运送
糖的基团转运机制
3、生物大分子的跨膜运送
（1）胞饮和胞吐作用
二、生物膜与能量转换 三、生物膜与信号转导 四、生物膜与免疫
目的与要求：通过本章学习，要求掌握生物膜 的结构特点和功能。生物膜在生命活动中的功能 是多方面的，其主要功能是：物质运输功能，能 量转换功能和信号转导功能。
细菌
蓝藻
原核细胞模式图
2
动物
植物
真核细胞模式图
3
4
第一节 生物膜的组成和性质
一、膜脂
种类：磷脂、胆固醇、糖脂
特点：多态性（polymorphism）
X= 双磷脂酰甘油(Diphosphatidylglycerol ) X= K+ - ATPase的结构和作用的机理
三鞘、氨糖 醇类(磷Sp—h脂in细g酰o胞si表甘ne面)油天线(Phosphatidylglycerol )
磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol ) 主动运送（Actic transport）
翻转运动
摆动 、扭动
全反式、偏转构型 旋转异构化运动
第三节 生物膜的功能
一、生物膜与物质运送
1、被动运输与主动运输
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(不耗能转运) 。在该过程中△G<0
。
主动运送（Actic transport）
29
细胞外 脂双层 细胞内
葡萄糖的协同运送系统
细胞外 细菌膜
细胞质
糖
磷酸转换酶系统
PEP 丙酮酸
糖磷酸
细菌中糖通过基团运送的主动运送
糖的基团转运机制
3、生物大分子的跨膜运送
（1）胞饮和胞吐作用
二、生物膜与能量转换 三、生物膜与信号转导 四、生物膜与免疫
生物膜ppt课件
1925年，E. Gorter 和F. Grendel用有机溶剂抽提人的 红细胞膜的膜脂成分，并测定膜脂单层分子在水中 的铺展面积，发现它为红细胞表面积的2倍。 提示 ：质膜是由双层脂分子组成。
4
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
磷脂分子的亲水端是磷酸基团，称为头部；疏水端是 两条长短不一的烃链, 称为尾部，一般含有14～24个 偶数碳原子（线粒体内膜上的心磷脂有四条尾巴）；
其中一烃链常含有一个或数个双键，双键的存在造成 这条不饱和链有一定角度的扭转。
13
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
29
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
1. 膜的不对称性 质膜内外两层的组分和功能的差异，称为
膜的不对称性； 样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双
层中央断开，各断面名称不同。
30
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
2
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
一. 对生物膜结构的探究历程
1895年，欧文顿（ E. Overton ）
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
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磷脂分子的亲水端是磷酸基团，称为头部；疏水端是 两条长短不一的烃链, 称为尾部，一般含有14～24个 偶数碳原子（线粒体内膜上的心磷脂有四条尾巴）；
其中一烃链常含有一个或数个双键，双键的存在造成 这条不饱和链有一定角度的扭转。
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1. 膜的不对称性 质膜内外两层的组分和功能的差异，称为
膜的不对称性； 样品经冰冻断裂处理后，细胞膜可从脂双
层中央断开，各断面名称不同。
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一. 对生物膜结构的探究历程
1895年，欧文顿（ E. Overton ）
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
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的接地装置
• 超声清洗机严禁无清洗液开机，既清洗缸
没有加一定数量的清洗液，不得开超声清 洗波开关。
• 有加热设备的清洗设备严禁无液时打开加
热开关。
CSSD内一般场所的生物膜预防
• 保持物品干燥 • 将刷子等物品悬挂放置 • 不要重新灌装瓶体肥皂和洗手液 • 环境死角的清洗和消毒
• 不论采用何种方式进行清洗，在终末
植入物与生物膜的关系
• 植入物，大大增加感染的发生 • 活细菌，容易附着于植入物 • 抗菌素和人体免疫系统无法到达植入物 • 植入物上少量的细菌不易杀灭，逐渐形成
生物膜
• 通常只能去除植入物，无其它有效治疗方
法，死亡率高：5%—60%
切口深部组织的SSI
• 感染发生在术后：
• 30天以内（无植入物） • 一年以内（有植入物）
（如隐形眼镜，人工关节和心脏人工瓣膜等）。
• 植入物增加细菌形成生物膜大约６５％人类细菌
性感染由ＢＦ细菌引起的。
医疗器械上的生物膜
• 活的细菌引起感染，症状多反复 • 活的、死的细菌都会引发的： • 炎症反应 • 肉芽肿 • 粘附 • 通常需要取出受到生物膜污染的器械或植入物 • 致死率：5%—60% • 预防生物膜与相关感染是第一位的工作
漂洗之后都要确保器械的干燥。不应 该任由湿的器械自然干燥。清洗是去 污的根源，也是防止生物膜在器械表 面形成其中最重要的一步。正确的清 洗流程以及对细节的关注可以预防生 物膜在器械上的滋生 。
生物膜的去除
• 一般清洗手段无法彻底去除生物膜
• 建议结合多种方法：
• —机械清除：刷洗+超声清洗
• —酶清洗剂：（1 ）浓度增加，如常规使用1:270；
生物膜：1:50或根据厂商规定
•
（ 2）延长浸泡时间
•
（3）多酶
• 含消毒剂清洗剂：清洗和杀菌
清洁剂的分类
• ⑴ 碱性清洁剂： • PH值≥7.5， • 应对各种有机物有较好去除作用， • 对金属腐蚀性小，不会加快返锈的现象。 • ⑵ 中性清洁剂： • PH值6.5-7.5 • 应对各种有机物有较好的去除作用， • 对金属无腐蚀。
如何判断清洁剂的好坏
• 1、是否有泡 • 有泡的危害： • （1）.泡沫会产生气溶胶，将污水中的细菌、 • 病毒散发到空气中，危及到医务人员的身 • 体健康； • （2）.泡沫会阻隔多酶清洗剂与器械上的污 • 物直接接触，特别是管道器械，造成浪费 • 和清洁不彻底，从而影响消毒灭菌。⑶ 酸性清洁剂： • PH值≤ 6.5 • 对无机固体粒子有较好的溶解去除作用， • 对金属物品腐蚀性较小。 • ⑷酶清洁剂： • 含酶的清洁剂有较强的去污能力， • 能快速分解蛋白质等多种有机物。
理想去除生物膜的清洁剂
• 特殊表面活性剂去除生物膜表面污物 • 杀菌成分有效杀灭关键微生物 • 高效多酶分解多聚物基质 • 配方协同增效
生物膜的危害
• 耐药性 • 与浮游细菌相比，ＢＦ细菌对抗生素的抗
性可提高１０－１０００倍，甚至更高
• 影响消毒灭菌成功 • 对抗机体免疫防御 • 群体感应性 • 强繁殖力 • 不可逆性 • 强扶着性
耐药性
• ＢＦ中的ＥＰＳ起屏障作用，阻止抗生素，
消毒剂，灭菌 因子的接触细菌
• ＢＦ中微环境不同科影响抗生素活性 • 诱导产生ＢＦ特异性表型 • 多菌种ＢＦ中的协同作用
生物膜？
• 在温湿度，营养合适的任何表面 • 99%的细菌生活在生物膜内 • 好处：如生物修复，反刍 • 坏处：人体表面如牙齿，组织内，
植入物周边等
生物膜的定义
• 生物膜（或生物被膜）： • 集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在
表面并不容易被去除
• 一些微生物，在水中或水溶液或体内（如：
血流）生长时，有能力粘附表面，然后包 埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和死 的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂，灭菌剂， 消毒剂和抗菌素到达微生物
清洗
• 清洗是保证无菌物品质量的重要环节。提高清洗 • 质量是落实标准的重点内容。 • 影响清洗质量的因素 • 污染物的性状—选择合适的清洗剂 • 器械材质和形状 • 清洗介质（ 水、清洗剂） • 清洗工艺方法（ 温度、 时间、 机械力）
清洗设备运行程序等
超声机使用的注意事项
• 1超声清洗机电源及加热器电源必须有良好
生物膜对消毒灭菌的影响
生物膜的强附着性
生物膜的形成
１. 细菌粘附 形成ＢＦ第一步
• 在鞭毛作用下移行至异物（如医疗设备，机械瓣
膜，内置导管）或死亡组织（如坏死骨片）表面
• －在菌毛作用下粘附固着
• ２.ＢＦ发展规律：－生长和繁殖
• －分泌大量ＥＰＳ（胞外多糖） • －ＥＰＳ可粘结单个细菌形成细菌团块，既微菌
• －动态过程 • －由纯菌种形成，也可由多菌种组成 • －释放游离细菌，游离细菌粘附，形成新的循环
系统
生物膜的预防
• 立即清洗，防止干燥 • 避免长时间保湿 • 有机物有利于生物膜的形成 • 复杂物品必须结合手工刷洗和超声清洗 • 防止器械破损，污物容易堆积在破损处 • 选择正确的清洗剂并合理的使用 • 首选碱性清洁剂+多酶清洁剂：最佳的清洗组合，
• 感染与外科手术有关
生物膜的危害
• 细菌可在人体组织如牙齿，牙龈，皮肤，肺，尿
道及其它器官的表面形成ＢＦ，引起诸如牙周病， 龋齿，慢性支气管炎，败血病，血栓性静脉炎， 难治性肺部感染和心内膜炎等疾病。
• 在血液，组织液和淋巴液等体液中一般不形成Ｂ
Ｆ．
• 体液中有适应细菌生长的有机营养成分。 • 体液中含有细菌，可在无生命物体表面形成ＢＦ
落
• －大量微菌落使ＢＦ加厚 • －细胞启动包间信号系统，产生胞间信号
生物膜的形成
• ３.ＢＦ的成熟：
• －结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 • －菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料，酶，
代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统。
• 因菌种，营养，附着表面和环境不同，形成疏松
或致密以及厚薄不等的ＢＦ结构
最有效地清洁
• 注意漂洗水质量和水管污染 • 干燥储存 • 加强清洗效果的评价和监测 • 一旦生物膜的形成采取多种清洗手段
生物膜对清洗的挑战
• 反复使用器械伴随生物膜聚集 • 细菌受到基质的保护，更难被清洗 • 成熟的生物膜厚度可达300个细菌 • 干燥的生物膜仅仅降低代谢速度，任然保
持活性
• 生物膜一旦形成，常规清洗无法去除 • 防止生物膜形成，是成功的关键
• （3）如果有泡沫，取出器械时又会把粘附在 • 气泡上的污物带回到器械上，造成清洁不彻 • 底，从而影响消毒灭菌。 • 同时，泡沫也会增加清洗的时间。 • （4）泡沫会阻隔视线，清洗人员无法看清水 • 面下的情况，增加了清洗人员被水面下的刺 • 伤、割伤的危险，从而造成交叉感染。 • （5）泡沫容易造成自动清洗机排水管的堵塞 • 及吸液泵、排水泵的损坏，更换这些部件价 • 格昂贵。
生物膜的特点
• 细菌生存的一种机制 • 抵抗力大大增加 • 细菌集合体粘附于器械表面，并通过分泌
的粘性基质形成菌落
• 菌落个体之间进行信号传递，整体适应外
部环境
器械上生物膜
• 严重影响有效的清洗过程 • 腐蚀器械，影响器械功能 • 影响消毒灭菌因子的穿透，导致消毒灭菌
的失败
• 降低化学灭菌剂的活性 • 持续性释放微生物污染，导致病人感染
个生物膜工程中心
• 目前国内外越来越重视
生活中的生物膜
• 生物膜在生活中是无处不在的 • 花瓶内部的粘液 • 城市输水管道 • 牙科器械与管路 • 快餐店的制冰机 • 饮水机 • 牙菌斑 • 隐形眼镜
医疗的视角
在医疗领域，只要是存在非灭菌水的场所都 有可能形成生物膜。那些有非灭菌水附着 的表面，包括外来器械的缝隙、内镜的管 腔以及各种植入物都是生物膜滋生的场所。 生物膜很长时间内一直是齿科关注的对象。 牙菌斑就是生物膜的一种形式，而生物膜 也在齿科所用的水管与吸引器内存在。
生物膜
生物膜
• 绝大多数细菌是附着在有生命或无生命物体表面
首次发现于溪流
• 1978costerton等首先提出了ＢＦ理论 • ＢＦ是细菌在物体表面形成的高度组织化的多细
胞结构
• 细菌和 同一菌株的ＢＦ细菌和浮游生长细菌具有
不同的特性
• 对抗生素和免疫防御机制的抗性很强，导致严重
的临床问题
• ２０世纪７０年代末，作为独立科学发展 • １９９０年，蒙大拿州立大学建立了世界上第一
• 超声清洗机严禁无清洗液开机，既清洗缸
没有加一定数量的清洗液，不得开超声清 洗波开关。
• 有加热设备的清洗设备严禁无液时打开加
热开关。
CSSD内一般场所的生物膜预防
• 保持物品干燥 • 将刷子等物品悬挂放置 • 不要重新灌装瓶体肥皂和洗手液 • 环境死角的清洗和消毒
• 不论采用何种方式进行清洗，在终末
植入物与生物膜的关系
• 植入物，大大增加感染的发生 • 活细菌，容易附着于植入物 • 抗菌素和人体免疫系统无法到达植入物 • 植入物上少量的细菌不易杀灭，逐渐形成
生物膜
• 通常只能去除植入物，无其它有效治疗方
法，死亡率高：5%—60%
切口深部组织的SSI
• 感染发生在术后：
• 30天以内（无植入物） • 一年以内（有植入物）
（如隐形眼镜，人工关节和心脏人工瓣膜等）。
• 植入物增加细菌形成生物膜大约６５％人类细菌
性感染由ＢＦ细菌引起的。
医疗器械上的生物膜
• 活的细菌引起感染，症状多反复 • 活的、死的细菌都会引发的： • 炎症反应 • 肉芽肿 • 粘附 • 通常需要取出受到生物膜污染的器械或植入物 • 致死率：5%—60% • 预防生物膜与相关感染是第一位的工作
漂洗之后都要确保器械的干燥。不应 该任由湿的器械自然干燥。清洗是去 污的根源，也是防止生物膜在器械表 面形成其中最重要的一步。正确的清 洗流程以及对细节的关注可以预防生 物膜在器械上的滋生 。
生物膜的去除
• 一般清洗手段无法彻底去除生物膜
• 建议结合多种方法：
• —机械清除：刷洗+超声清洗
• —酶清洗剂：（1 ）浓度增加，如常规使用1:270；
生物膜：1:50或根据厂商规定
•
（ 2）延长浸泡时间
•
（3）多酶
• 含消毒剂清洗剂：清洗和杀菌
清洁剂的分类
• ⑴ 碱性清洁剂： • PH值≥7.5， • 应对各种有机物有较好去除作用， • 对金属腐蚀性小，不会加快返锈的现象。 • ⑵ 中性清洁剂： • PH值6.5-7.5 • 应对各种有机物有较好的去除作用， • 对金属无腐蚀。
如何判断清洁剂的好坏
• 1、是否有泡 • 有泡的危害： • （1）.泡沫会产生气溶胶，将污水中的细菌、 • 病毒散发到空气中，危及到医务人员的身 • 体健康； • （2）.泡沫会阻隔多酶清洗剂与器械上的污 • 物直接接触，特别是管道器械，造成浪费 • 和清洁不彻底，从而影响消毒灭菌。⑶ 酸性清洁剂： • PH值≤ 6.5 • 对无机固体粒子有较好的溶解去除作用， • 对金属物品腐蚀性较小。 • ⑷酶清洁剂： • 含酶的清洁剂有较强的去污能力， • 能快速分解蛋白质等多种有机物。
理想去除生物膜的清洁剂
• 特殊表面活性剂去除生物膜表面污物 • 杀菌成分有效杀灭关键微生物 • 高效多酶分解多聚物基质 • 配方协同增效
生物膜的危害
• 耐药性 • 与浮游细菌相比，ＢＦ细菌对抗生素的抗
性可提高１０－１０００倍，甚至更高
• 影响消毒灭菌成功 • 对抗机体免疫防御 • 群体感应性 • 强繁殖力 • 不可逆性 • 强扶着性
耐药性
• ＢＦ中的ＥＰＳ起屏障作用，阻止抗生素，
消毒剂，灭菌 因子的接触细菌
• ＢＦ中微环境不同科影响抗生素活性 • 诱导产生ＢＦ特异性表型 • 多菌种ＢＦ中的协同作用
生物膜？
• 在温湿度，营养合适的任何表面 • 99%的细菌生活在生物膜内 • 好处：如生物修复，反刍 • 坏处：人体表面如牙齿，组织内，
植入物周边等
生物膜的定义
• 生物膜（或生物被膜）： • 集聚的细菌和细胞外物质，紧紧地粘附在
表面并不容易被去除
• 一些微生物，在水中或水溶液或体内（如：
血流）生长时，有能力粘附表面，然后包 埋在多聚糖基质中。基质含细胞，活和死 的微生物和多聚糖，阻止抗菌剂，灭菌剂， 消毒剂和抗菌素到达微生物
清洗
• 清洗是保证无菌物品质量的重要环节。提高清洗 • 质量是落实标准的重点内容。 • 影响清洗质量的因素 • 污染物的性状—选择合适的清洗剂 • 器械材质和形状 • 清洗介质（ 水、清洗剂） • 清洗工艺方法（ 温度、 时间、 机械力）
清洗设备运行程序等
超声机使用的注意事项
• 1超声清洗机电源及加热器电源必须有良好
生物膜对消毒灭菌的影响
生物膜的强附着性
生物膜的形成
１. 细菌粘附 形成ＢＦ第一步
• 在鞭毛作用下移行至异物（如医疗设备，机械瓣
膜，内置导管）或死亡组织（如坏死骨片）表面
• －在菌毛作用下粘附固着
• ２.ＢＦ发展规律：－生长和繁殖
• －分泌大量ＥＰＳ（胞外多糖） • －ＥＰＳ可粘结单个细菌形成细菌团块，既微菌
• －动态过程 • －由纯菌种形成，也可由多菌种组成 • －释放游离细菌，游离细菌粘附，形成新的循环
系统
生物膜的预防
• 立即清洗，防止干燥 • 避免长时间保湿 • 有机物有利于生物膜的形成 • 复杂物品必须结合手工刷洗和超声清洗 • 防止器械破损，污物容易堆积在破损处 • 选择正确的清洗剂并合理的使用 • 首选碱性清洁剂+多酶清洁剂：最佳的清洗组合，
• 感染与外科手术有关
生物膜的危害
• 细菌可在人体组织如牙齿，牙龈，皮肤，肺，尿
道及其它器官的表面形成ＢＦ，引起诸如牙周病， 龋齿，慢性支气管炎，败血病，血栓性静脉炎， 难治性肺部感染和心内膜炎等疾病。
• 在血液，组织液和淋巴液等体液中一般不形成Ｂ
Ｆ．
• 体液中有适应细菌生长的有机营养成分。 • 体液中含有细菌，可在无生命物体表面形成ＢＦ
落
• －大量微菌落使ＢＦ加厚 • －细胞启动包间信号系统，产生胞间信号
生物膜的形成
• ３.ＢＦ的成熟：
• －结构不均匀，类似蘑菇形状的微菌落组成 • －菌落之间围绕着输水通道，可以运送养料，酶，
代谢产物和排出废物，形成原始的循环系统。
• 因菌种，营养，附着表面和环境不同，形成疏松
或致密以及厚薄不等的ＢＦ结构
最有效地清洁
• 注意漂洗水质量和水管污染 • 干燥储存 • 加强清洗效果的评价和监测 • 一旦生物膜的形成采取多种清洗手段
生物膜对清洗的挑战
• 反复使用器械伴随生物膜聚集 • 细菌受到基质的保护，更难被清洗 • 成熟的生物膜厚度可达300个细菌 • 干燥的生物膜仅仅降低代谢速度，任然保
持活性
• 生物膜一旦形成，常规清洗无法去除 • 防止生物膜形成，是成功的关键
• （3）如果有泡沫，取出器械时又会把粘附在 • 气泡上的污物带回到器械上，造成清洁不彻 • 底，从而影响消毒灭菌。 • 同时，泡沫也会增加清洗的时间。 • （4）泡沫会阻隔视线，清洗人员无法看清水 • 面下的情况，增加了清洗人员被水面下的刺 • 伤、割伤的危险，从而造成交叉感染。 • （5）泡沫容易造成自动清洗机排水管的堵塞 • 及吸液泵、排水泵的损坏，更换这些部件价 • 格昂贵。
生物膜的特点
• 细菌生存的一种机制 • 抵抗力大大增加 • 细菌集合体粘附于器械表面，并通过分泌
的粘性基质形成菌落
• 菌落个体之间进行信号传递，整体适应外
部环境
器械上生物膜
• 严重影响有效的清洗过程 • 腐蚀器械，影响器械功能 • 影响消毒灭菌因子的穿透，导致消毒灭菌
的失败
• 降低化学灭菌剂的活性 • 持续性释放微生物污染，导致病人感染
个生物膜工程中心
• 目前国内外越来越重视
生活中的生物膜
• 生物膜在生活中是无处不在的 • 花瓶内部的粘液 • 城市输水管道 • 牙科器械与管路 • 快餐店的制冰机 • 饮水机 • 牙菌斑 • 隐形眼镜
医疗的视角
在医疗领域，只要是存在非灭菌水的场所都 有可能形成生物膜。那些有非灭菌水附着 的表面，包括外来器械的缝隙、内镜的管 腔以及各种植入物都是生物膜滋生的场所。 生物膜很长时间内一直是齿科关注的对象。 牙菌斑就是生物膜的一种形式，而生物膜 也在齿科所用的水管与吸引器内存在。
生物膜
生物膜
• 绝大多数细菌是附着在有生命或无生命物体表面
首次发现于溪流
• 1978costerton等首先提出了ＢＦ理论 • ＢＦ是细菌在物体表面形成的高度组织化的多细
胞结构
• 细菌和 同一菌株的ＢＦ细菌和浮游生长细菌具有
不同的特性
• 对抗生素和免疫防御机制的抗性很强，导致严重
的临床问题
• ２０世纪７０年代末，作为独立科学发展 • １９９０年，蒙大拿州立大学建立了世界上第一