选择生物膜载体的基本原则
选择生物膜载体的基本原则
选择生物膜载体的基本原则包括以下几点：
1. 生物相容性：选择与目标应用环境相容的载体材料，以确保生物膜能够在该环境中稳定存在并发挥作用。
2. 材料特性：选择具有合适特性的载体材料，如表面化学性质、机械性能、孔隙结构等，以适应目标应用的要求。
3. 可控性和可调性：选择具有可控性和可调性的载体材料，以便调控生物膜的生长、活性和功能。
4. 稳定性：选择具有良好稳定性的载体材料，以确保生物膜能够长期稳定存在，并保持其功能和活性。
5. 易操作性：选择易于操作和制备的载体材料，以便实现规模化生产和应用。
6. 成本效益：考虑载体材料的成本和可行性，以确保在实际应用中具有经济效益。
以上是选择生物膜载体的基本原则，具体的选择还需根据应用需求和载体材料的特性进行评估和权衡。
生物膜总结
生物膜 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。 3、何谓膜内在蛋白？膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合？ 4、比较主动输运与被动输运的特点及其生物学意义。 5、说明Na＋－K＋泵的工作原理及其生物学意义。 生物膜（bioligical membrane）：细胞和细胞器所有膜结构的总称，是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，并有大量的酶结合位点，也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。 流体镶嵌模型（fluid mosaic model）：针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中，生物膜被描述成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。 生物膜的功能： 跨膜运输 能量转换 信息识别与传递 运动和免疫 1答：生物的基本结构特征是膜的流动性和不对称性。生物膜的流动镶嵌模型：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构，而具有不同生理功能的蛋白质。流动镶嵌模型主要强调（1）膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（2）膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性，有的镶嵌在膜的内外表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件，如通过膜的物资运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。 从生物膜结构模型演化说明人们对生物膜结构的认识过程。 2答：对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段： （1）脂质双分子层模型：研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜，所以推测膜由脂质构成，有通过计算总面积，得出膜的模型是脂质双分子层，极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。 （2）Davson-Danielli模型：即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型，这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中作用有了初步认识的基础上。 （3）单位膜模型：即生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成，该模型继用了前两种模型的合理成分，但未正确解释蛋白质的位置 （4）流动镶嵌模型：该模型强调膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白镶嵌在脂类中并表现出分布不对称性，而且是通过疏水和亲水相互作用维持膜的结构。该模型强调膜的流动性。生物膜的模型还在不断的完善中，从这一演化过程中可以看出，人们是通过不断的研究，不断地从实验中发现新现象，在前人的研究基础上不断地完善对于生物膜结构的认识。 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 生物膜的组成和特点： 膜主要是由脂类(lipid) 和蛋白质以非共价键相互作用结合而成的二维流动体系。 脂类分子呈连续的双分子层(bilayer)排列。 膜具有双亲性。 蛋白质相对于脂双层具有不同镶嵌方式。
生物膜法的基本原理(精选.)
生物膜法的基本原理 1、生物膜在载体上的生长过程：当有机污水或由活性污泥悬浮液培养而成的接 种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，有进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。 2、生物膜的降解机理 (1)物质的传递 1）空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜； 2）有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜； 3）微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走； 4）CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。 (2)膜的生长与脱落 1）生物膜降解有机物的过程，也是膜生长的过程； 2）好氧层与厌氧层的平衡稳定关系； 3）厌氧层加厚，生物膜老化、脱落。 二、生物膜的主要特征 1、生物相方面的特征： （1）微生物多样化 （2）生物的食物链长 （3）能够存活世代时间较长的微生物 （4）分段运行与优占种属 2、处理工艺方面的特征： （1）对水质、水量变动有较强的适应性 （2）污泥沉降性能良好，宜于固液分离 （3）能够处理低浓度的污水 4）易于维护运行、节能 三、生物滤池 1、生物滤池法的特征： 生物滤池法是在砂滤池的基础上发展起来的一种生物膜处理方法，它利用滤料表面形成的一层生物膜来净化污水。在滤池内，污水由于重力作用自上而下地连续流经滤料，滤料表面的微生物借助酶的作用，使被吸附和吸收的有机物在氧气的参与下进行氧化分解，同时微生物又以有机物为营养进行自身繁殖。老化的微生物附着力差，在污水冲刷会不断脱落，脱落后随水流出滤池，同时新的生物膜不断生长，因而处理可连续进行。 2、典型构造 生物滤池主要由池壁、池底、滤料、布水器等部分组成。 滤料：组成滤层的过滤材料。常以花岗石、安山岩、闪绿岩等较硬的岩石以及无烟煤等材料制成。
生物膜法处理污水的基本原理
生物膜法处理污水的基本原理 生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。 废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法。 生物膜法的典型流程流程（图1）中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池。
新型塑料问世后，又有了新的发展。 生物滤池 生物膜法中最常用的一种生物器。使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称滤料。与水处理中的一般滤池不同,生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。布水器有多种形式,有固定式的,有移动式的。回转式布水器使用最广。它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体,能绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。布水器的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。再下面是池底。集水层和池外相通,既排水又通风。工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床，和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。污染物进入生物膜,代谢产物进入水流。出水并带有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。在普通生物滤池中，生物粘膜层较厚，贴近载体的部分常处在无氧状态。生物膜法滤床的深度和滤率、滤料有关。碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用 1.8～2米左右。深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。滤率在1～4米3/(米2·日)左右,如果提高,床面也容易积水。首先突破的是滤率的提高。水力负荷率(即滤率)提高到8～10米3/(米
生物膜
一、生物膜结构的探索历程： 1、19世纪末，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。 2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。 3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。 4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。 5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。 6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。 二、生物膜的流动镶嵌模型： 1、生物膜的流动镶嵌模型图解： ①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。 ②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。 ③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。 2、基本内容 (1)脂质：构成细胞膜的主要成分是________，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。还有________________。 ①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。 ②结构特点：一定的流动性。 (2)蛋白质：膜的________主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其________的含量越高，种类越多。 ①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贯穿于磷脂双分子层。 ②种类：a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。b．有的起载体作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。c．有的是酶，起催化化学反应的作用。 (3)特殊结构——糖被 ①位置：细胞膜的外表。 ②本质：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。 ③作用：与细胞表面的识别有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。癌变后________ 注： 1、位于细胞膜外侧面的糖蛋白形成糖被，它是识别图中细胞膜内外侧的标志。 2、载体蛋白属于嵌入或贯穿磷脂双分子层的蛋白质。载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该物质的速度不再随物质的浓度增大而增大。 3、磷脂双分子层数、生物膜层数与磷脂分子层数：磷脂双分子层数=生物膜层数=磷脂分子层数的一半。 (4) 细胞膜的特征： ①结构特征：具有一定的流动性。②功能特征：具有选择透过性。 三、生物膜的流动性与选择透过性的区分方法：
备战2023年高考等级考生物考试易错题(全国通用)精练04 生物膜的组成和作用(含详解)
易错点04 生物膜的组成和作用 生物膜的组成和作用，是高考命题的热点之一。命题内容常常以选择题或非选择题形式考查生物膜系统的组成和作用。这类试题具有较强的综合性，而且以结构图或文字设置试题情境，在复习备考中，需要梳理相关知识，加强图文转换练习，切实提高获取信息能力，将知识准确、合理的应用，同时关注易错点，并通过练习加强理解掌握，这样才能通过复习提高得分率。同时还要注意以下细微易错陷阱： 易错陷阱1：生物膜系统的概念。对生物膜系统概念的内涵和外延理解不准确造成错误。常见错误观点：①生物体内的膜结构均为生物膜系统。②原核生物具有生物膜系统。③囊泡不属于生物膜系统。 易错陷阱2：细胞膜具有能量转换的功能。对细胞膜的功能掌握不全面造成错误判断。 易错陷阱3：分泌蛋白和胞内蛋白的判断及参与其合成过程的细胞结构。对消化酶、抗体和一部分蛋白类激素等分泌蛋白和血红蛋白等胞内蛋白的分布部位不清楚造成错误判断。 易错陷阱4：各种膜蛋白的不同功能。对受体、载体等膜蛋白的分布和功能混淆造成错误判断。易错陷阱5：溶酶体的来源和功能。对溶酶体来源于高尔基体、溶酶体的功能、溶酶体内水解酶需要内质网和高尔基体加工等知识掌握不牢造成错误判断。 易错陷阱6：磷脂分子层数与单双膜的关系。对生物膜流动镶嵌模型结构知识知识掌握不牢造成错误判断。单层膜由一层磷脂双分子层构成，双层膜有两层磷脂双分子层构成。 例题1、（2022 浙 江卷·T7）动物细胞中某消化酶的合成、 加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙 述正确的是（） A．光面内质网是合成该酶的场所 B．核糖体能形成包裹该酶的小泡 C．高尔基体具有分拣和转运该酶的作用D．该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现例题2、（2021八省联考福建卷·T2）下列关于生物膜蛋白的叙述，错误的是 A.小鼠精子和卵细胞之间的识别需要膜蛋白的参与 B.促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合
环保工程师专业知识：生物膜法
环保工程师专业知识：生物膜法 环保工程师专业知识：生物膜法 生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水中有机物的方法，为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料，是影响生物膜法的发展和性能的重要因素。 生物膜法的基本原理 1.生物膜的形成及特点 生物膜法是通过附着在载体或介质表面上的细菌等微生物生长繁殖，形成膜状活性生物污泥——生物膜，利用生物膜降解污水中的有机物的生物处理方法。生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质，在新陈代谢过程中将有机物降解，同时微生物自身也得到增殖。 随着微生物的不断繁殖增长，以及废水中悬浮物和微生物的不断沉积，使生物膜的厚度不断增加，其结果是使生物膜的结构发生变化。 在生物处理过程中，生物膜总是在不断地生长、更新和脱落的，造成生物膜不断脱落的原因有：水力冲刷、由于膜增厚造成重的增大、原生动物的松动、厌氧层和介质的粘结力较弱等。 生物膜法适用于中小规模污水生物处理，污水处理系统可以独立建立，也可以与其他污水处理工艺组合应用。污水进行生物膜法处理前，宜经沉淀处理，当进水水质或水量波动大时，应设置调节池。 2.生物膜的结构及其净化废水的机理 生物膜是蓬松的絮状结构，微孔多，表面积大，具有很强的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养物质，将一部分物质转化为细胞物质，进行繁殖生长，成为生物膜中新的活性物质，另一部分物质转化为排泄物，在转化程中放出能量，供应微生物生长的需要。增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截留下来，成为污泥。如果 有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理。由于生物膜法中的
生物膜的通透性与选择性
生物膜的通透性与选择性 生物膜（biomembrane）是包围细胞和细胞器的结构，起到隔离和 保护细胞内部环境的作用。生物膜的通透性与选择性是指它对不同物 质的渗透性和对物质的选择性传输能力。本文将从生物膜的结构组成、渗透机理和选择性传输等方面探讨生物膜的通透性与选择性。 一、生物膜的结构组成 生物膜主要由脂质双层（lipid bilayer），以及蛋白质和其他小分子 组成。脂质双层是生物膜最基本的结构，由两层互相相对的疏水性脂 质分子组成。这些脂质分子通常是磷脂，其头部有亲水性的磷酸基团，尾部则是疏水性的脂肪酸基团。蛋白质则在脂质双层中嵌入或附着于 其表面，起到多种功能，例如形成通道、运输物质等。 二、渗透机理 生物膜的通透性是基于渗透过程实现的。渗透是指溶质自高浓度区 向低浓度区的运动。渗透过程主要有简单扩散和载体介导两种形式。 1. 简单扩散 简单扩散是溶质通过生物膜脂质双层的空隙直接扩散。溶质的扩散 速率取决于其浓度差和生物膜的通透性。溶质浓度差越大，扩散速率 越快；生物膜通透性越高，扩散速率也越快。溶质的分子大小和极性 也会影响其通过生物膜的速率，较小且极性较低的分子通过生物膜更 容易。
2. 载体介导 对于一些较大的或极性的溶质，简单扩散的速率可能较慢或不足以满足细胞的需要，此时需要通过载体蛋白进行介导。载体蛋白具有高度特异性，能够与特定的溶质结合，并通过构象变化将溶质跨过生物膜。这种形式的渗透速率比简单扩散慢，受载体蛋白数量和结合亲和力的影响。 三、选择性传输 生物膜的选择性传输是指对不同物质的识别和选择性通道的存在。根据生物膜的结构和载体蛋白的特异性，生物膜能够实现对不同物质的选择性传输。 1. 通透性选择 生物膜对不同物质的通透性可能存在差异。某些溶质可以自由通过生物膜，而另一些溶质则需要依赖载体蛋白介导。这种通透性选择使得细胞能够控制物质的进出，维持细胞内外环境的稳定。 2. 电化学梯度和扩散选择 细胞内外存在着电化学梯度（例如离子浓度的差异），这种梯度会影响溶质的通过。根据扩散的原理，处于不同电化学梯度下的溶质将会有不同的自由能。因此，在保持通透性的前提下，溶质的选择性传输也与电化学梯度相关。 四、生物膜的应用与意义
生物膜技术基本原理及应用
生物膜技术基本原理及应用 生物膜技术是一种利用生物体代谢活性，通过建立和利用微生物、植物细胞或动物细胞形成的生物膜的一种生物工程技术。它利用微生物、植物细胞或动物细胞固定化和培养的特性，构建具有某种特定功能的生物膜，用于废水处理、制药、食品加工、环境修复等领域。 生物膜技术的基本原理是将特定功能的生物体固定在固体基质上，形成生物膜，通过生物体的代谢活性来实现特定的工业生产或环境修复过程。对于微生物固定化的生物膜技术，通常使用多种方法，如吸附法、凝胶包埋法、包埋法、粘附法等，将微生物细胞固定在多种载体上，如海绵、滤芯、纤维布等。对于植物细胞和动物细胞固定化的生物膜技术，通常采用基质培养、微胶囊法等方法，将细胞固定在适当的载体上，在载体的表面形成一层固定化的细胞膜。 生物膜技术的应用广泛，在废水处理方面，生物膜技术被广泛应用于生活污水、工业废水和农业废水的处理。生物膜技术可以通过微生物的代谢活性，将废水中的有机物、重金属、氮、磷等污染物转化为无害的物质，达到废水处理的目的。在制药领域，生物膜技术可以将微生物固定在固定化载体上，进行生物反应，用于生产抗生素、酶、酮酸等生物产物。在食品加工领域，生物膜技术可以利用微生物代谢的特性，进行酒精发酵、乳酸发酵等过程，用于制备酒精、醋、乳酸等食品原料。在环境修复领域，生物膜技术可以固定化微生物或植物细胞，用于修复受到污染的土壤、水体和空气，降解有机物和重金属等污染物质。
生物膜技术具有许多优势。首先，生物膜技术可以提高生物体的代谢活性和稳定性，增强反应的效率和稳定性。其次，生物膜技术可以减少生物体的衍生物或毒素对待处理物质的影响，提高废水处理或生物反应的效果。此外，生物膜技术可以减少生物体的传播风险，减少对环境的污染。最后，生物膜技术可以实现生物体的可重复使用，降低生物体的成本和能源消耗。 总之，生物膜技术是一种利用固定化生物体的代谢活性和稳定性，构建具有特定功能的生物膜，应用于废水处理、制药、食品加工、环境修复等领域的生物工程技术。它具有高效、环保、经济等诸多优势，在未来的发展中有着广阔的应用前景。
细胞生物学简答题
1.细胞膜的基本结构特征是什么这些特征与生物膜的功能有什么关系 答：细胞膜基本结构特征有流动性、选择透过性、不对称性性。细胞膜是镶嵌蛋白质的磷脂双分子层 磷脂双分子层本身是可以流动的同时其上的蛋白质可以穿入穿出双分子层也可以在双分子层上漂移，生物膜就体现出流动性 磷脂双分子层亲油不亲水所以非极性物质比极性物质容易穿过生物膜同时膜上蛋白只允许一定构象的物质通过，因此生物膜有选择透过性不对称性在于生物膜内侧外侧的磷脂成分有差异蛋白质种类数量有差异导致其不对称性流动性有助于生物膜的更新选择透过性有助于吸收用用物质和排出废物以及某些细胞特异性识别不对称性有助于保持生物膜内外的物质差异 2.简述膜蛋白及膜脂的种类及其各自的特点它们在保证生物膜的结构完整性和发挥功能方面具有哪些作用 答：膜蛋白按结构组分分为：激素受体和运输蛋白；按与膜的位置关系分为整合蛋白和外周蛋白 当两亲分子悬浮于水中后，它们会立即重排成有序结构，疏水基因埋在核心以排出水分，同时，亲水基因向外暴露在水中。当磷脂和其它两亲脂分子的浓度足够时就会形成双分子层，这是膜结构的基础。 膜脂还与膜的下列性质有关： ①膜的流动性(fluidity)：包括侧面扩散、自旋转和翻转。不饱和脂肪含量越高，流动性越强，胆固醇能增加膜的稳定性而不显著影响流动性，因为它有一个刚性结构(环)和一个弹性结构(碳氢链尾巴)。 ②选择透过性：由于高度疏水性，膜酸分子层对于离子和生物性分子几乎是不可透过的，必须借助于膜蛋白。要穿过膜，极性物质必须部分或全部释放出它的水化层，结合到载体蛋白上跨膜转运或直接通过水性的蛋白通道，跨膜的水分运动是与离子运输相结合的，非极性物质直接沿浓梯度扩散又穿过脂双分子层。 ③自缝合能力：当脂双分子层被破坏时，它们能立即自动缝合起来。④不对称性生物膜是不对称的，也就是说双分子层的两上半层的脂的组成是不同的。例如，人的细胞膜外层含有较多的磷脂酰胆碱，和鞘磷脂。膜上大部门的磷脂酰丝氟纹和磷脂酰乙醇胺位于内层 3.试以Na＋-K＋泵为例概述ATP驱动泵在主动转运过程的作用、分类及其生物学意义 答：Na+--K+ 泵作用和分类：Na+--K+ 泵构成：由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体,实际上就是Na+-K+ATP酶,分布于动物细胞的质膜. （1）Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化. （2）在膜内侧Na+与酶结合,激活ATP酶活性,使ATP分解,酶被磷酸化,构象发生变化,与Na+结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合. （3）K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化,酶的构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧,K+与酶的亲和力降低,使K+在膜内被释放,而又与Na+结合. （4）每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+,转进两个K+. Na+-K+泵的生物学意义：①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境；③维持细胞的静息电位. 4.归纳比较粗面内质网与滑面内质网的功能
生物膜的原理及其应用
Liaoning Normal University （2009届） 本科生开放实验室项目研 究论文 题目：生物载体技术在污水处理中的研究与进展 学院：生命科学 专业：环境科学 班级序号：5班26号 学号：************** 学生姓名：*** 指导教师：*** 2011年5月
目录 中文摘要 (1) 关键词 (1) 1. 前言 (1) 2. 生物载体 (1) 3. 生物载体材料的研究 (2) 4. 生物载体在污水处理中的应用 (2) 4.1 动植物材料类 (2) 4.2 有机合成高分子类 (3) 4.3 无机材料类 (3) 4.4 混合材料类 (4) 5. 结语 (5) 参考文献 (5)
生物载体技术在污水处理中的研究与进展中文摘要 活性污泥法和生物膜法是污水处理的主要方法。生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物进行有机污水处理的方法。在充氧的条件下，微生物在固体填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化。生物载体填料是新型生物膜法处理污水中的重要组成部分。本文阐述了生物载体材料的国内外研究现状，重点论述了生物载体在污水处理中的应用。目前由于载体的价格较高，并且多数是难降解材料，有的甚至还是有毒有害。如果能开发对环境有利的载体填料，则生物膜法必将有更为广阔的用途。 关键词:生物载体载体材料污水处理 1. 前言 污水处理的主要方法是活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统。生物膜法是一种高效的水处理方法，由于生物膜法对废水水质和水量的变动具有较强的适应能力以及产泥量少等优点, 在废水处理中已得到广泛的应用。而生物载体是生物膜法中的关键构成部分，载体的材料和形状对污水处理都有直接的影响。 2. 生物载体 起支撑作用的载体物——填料或称滤料如图1-1。滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有：①大的表面积，有利于微生物的附着；②能使废水以液膜状均匀分布于其表面；③有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风；④适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长；⑤有较好的机械强度，不易变形和破碎。 滤料作为生物膜的载体，对生物滤池的工作影响较大。滤料表面积越大，生物膜数量越多。其特性对接触氧化池中生物量、氧的利用率、水流条件和废水与生物膜的接触反应情况等有较大影响；分为硬性填料、软性填料、半软性填料、及球状悬浮型填料等。
《导学教程》2021届高三生物一轮总复习讲义：第二单元第1讲 细胞膜和细胞核
第1讲 细胞膜和细胞核(含生物膜的流淌镶嵌模型) [考纲要求] 1．细胞膜的结构和功能(Ⅱ)。2.细胞核的结构和功能(Ⅱ) 考点1 细胞膜的结构与功能 1．细胞膜的制备 (1)原理：细胞吸水涨破离心,获得细胞膜 (2)选材⎩⎨⎧ 材料：人或哺乳动物的成熟红细胞 缘由⎩⎪⎨⎪⎧ 无核膜和众多的细胞器无细胞壁，细胞易吸水涨破 2．细胞膜的成分和功能 3．生物膜结构的探究历程(连线) 【巧记】 巧记细胞膜的“一、二、三” 1．正误推断 (1)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(2021·北京卷)(√) (2)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(×) (3)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(×) (4)生物膜的特定功能主要由膜蛋白打算(√) (5)胰岛B 细胞分泌胰岛素依靠于细胞膜的流淌性(√) (6)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(√) 2．据图填写生物膜的组成成分及其在膜中的分布和特点 (1)糖蛋白：只分布于细胞膜的外表面，具有识别、爱护、润滑等作用。 (2)磷脂双分子层：其疏水性“尾部”相对，亲水性“头部”向外，构成膜的基本支架。 (3)蛋白质：以镶在表面、嵌入、贯穿等三种形式镶嵌在膜的基本支架上。 (4)结构特点⎩ ⎪⎨⎪⎧ 特点：具有肯定流淌性 缘由：组成膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的 1．阅读细胞膜的成分、结构及功能的关系图，回答下列问题： (1)不同细胞膜的成分种类相同，但各组分的含量不同，这与细胞的功能有关，功能简单的膜中，蛋白质的种类和数量多。 (2)细胞膜的组分并不是不行变的，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)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，都与细胞识别作用有关。 (4)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是推断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。 2．细胞膜的三大功能——边界、运输、传递 3．细胞间的信息沟通 (1)图1体现了通过体液运输实现细胞间的间接沟通，图2体现了细胞与细胞间的直接沟通。图3体现了通过细胞通道传递信息。 (2)细胞识别的物质基础是：细胞膜上的糖蛋白(糖被)。 4．探究细胞膜的结构特点与功能特性的不同点 (1)结构特点是具有肯定的流淌性，温度对此特点的影响是在肯定范围内，温度越高，细胞膜的流淌性越大，物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调整等均与之相关。 (2)功能特性是具有选择透过性，影响此特性的内因是细胞膜上载体的种类和数量。
环境生物技术复习
环境生物技术复习 环境生物技术：应用于环境领域的生物技术 生物技术基本特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能 环境生物技术三个层次高层次是指以基因工程为主导的近现代污染防治生物技术；中层次是指传统的废物生物处理技术（如废水处理中的活性污泥法、生物膜法等）；低层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术（如氧化塘、人工湿地、土地处理系统、农业生态工程等）。 环境生物技术的技术构成：环境污染治理基因工程技术；环境污染生物治理技术；环境污染生物修复技术；环境污染预防生物技术；环境生物监测技术；环境生物资源化技术 环境生物技术在环境中的应用： 环境生物技术研究内容可分为三个部分：一，以基因工程为主导的近代防治污染生物技术；二，以废物的生物处理为注意内容；三，要紧包含氧化塘、人工湿地与农药生态工程等。 生物氧化的方式:1.有氧氧化：在有氧条件下，好气生物或者兼性生物汲取空气中的氧作为电子受体，可将有机物基质完全氧化分解。2.无氧氧化：在无氧条件下，兼性生物或者厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解。3.无氧呼吸：以无机物分子作为氢受体。4.厌氧发酵：以有机物作为最终氢受体。 有机污染物代谢的基本过程包含：向基质接近、吸附在固体基质上、胞外酶的分泌、基质的跨膜运输、细胞内代谢。 自然界中生物有机物分解的代谢途径 1，好氧降解： 多糖类-单糖类| 脂肪类-甘油+脂肪酸类|--丙酮酸-氧化脱羧--乙酰-CoA-三羧酸循环-CO2+H20 蛋白质类-氨基酸类| 木质素-芳香族单体| 2.厌氧降解 第一阶段：水解发酵阶段： 多糖-（水解）-单糖-（糖酵解）-乙醇与脂肪酸 蛋白质-（水解）氨基酸-(脱氨基）-脂肪酸与氨 第二阶段：产氢、产乙酸阶段，由产氢产乙酸细菌将丙酸、丁酸等脂肪酸与乙醇等转化为乙酸、H2与CO2。 第三阶段：产甲烷阶段，由产甲烷细菌利用乙酸、H2与CO2，产生甲烷。 共代谢只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程 共代谢的原理：一种污染物能够被微生物转化为另一种有机物，但它们却不能被微生物所利用 共代谢应用：在搞清微生物降解环境污染物的能力与途径的基础上,应用现代基因工程技术,扩展微生物酶对基质的专一性与代谢途径,更有效地处理与降解各类污染物,更好地保护环境推断共代谢作用：是否是外生物质或者异生物质，是否需要添加其他物质才可被微生物降解 微生物对污染物的去毒与激活作用 去毒：是使污染物的分子结构发生改变（钝化反应），从而降低或者去除其对敏感物种的有害性。去毒形式：水解作用，羟基化作用，脱卤作用。甲基化作用，去甲基与去烷基作用，腈转化为酰胺，硝基还原，去氨基，醚键断裂，轭合作用。 激活：是无害的前体物质形成有害产物的过程，也就是，微生物群落能够产生新的环境污染物。激活作用的类型：典型激活，使毒性、迁移率、持久性增强；缓解：A（无毒）激活为B（有毒）或者缓解为C(无毒)。 有机污染物的生物降解原则通常来说，具有易失去电子的取代基（如-OH、-COOH、、-NH2）的芳香族
高考生物考点精讲精析 细胞膜跨膜运输方式
闪堕市安歇阳光实验学校细胞膜——系统的边界生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式 考点一、细胞膜的成分、结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系 一、考点概述： 1.此考点主要包括以下内容： 磷脂分子 细胞膜结构示意图 知识网络图解 2.在高考试题中，以选择题或填空题的形式出现。 二、具体考点分析： 1．磷脂分子 (1)磷脂分子的元素组成：C、H、O、N、P。 (2)单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解 2．细胞膜结构示意图 (1)脂质分子中最主要的是磷脂，此外还有胆固醇等。 (2)膜上蛋白质是功能行使者，决定膜功能复杂程度。常见蛋白质如载体蛋白、糖蛋白等。 (3)糖蛋白的位置只有一个——细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存 在，可用于确定膜内外位置。 3．知识网络图解 (1)流动性和选择透过性的关系 ①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性。② 联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。 (2)流动性原理——构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择 透过性原理——膜上载体蛋白的种类和数量。 (3)流动性的实例：细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌 蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。 三、典例精析： 1．如图表示细胞膜的结构示意图。下列有关叙述错误的是( ) A．A是蛋白质，B是磷脂分子 B．二氧化碳和氧气通过膜需要A的协助 C．构成细胞膜的A与B大多数可以运动 D．适当提高温度，能使A和B的相对运动加快，透性增加，有利于生命活动的进行 解析题图中，A为蛋白质分子，B为磷脂分子；组成细胞膜的蛋白质分
生物膜法基本原理
第一节生物膜法的基本原理 生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；是土壤自净过程的人工化和强化；与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力；主要的生物膜法有：① 生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；② 生物转盘；③ 生物接触氧化法；④ 好氧生物流化床等。 一、生物膜的结构 1、生物膜的形成 生物膜的形成必须具有以下几个前提条件：① 起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中成为填料；在好氧生物流化床中成为载体；② 供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质；③ 作为接种的微生物。 (1) 生物膜的形成： 含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。 (2) 生物膜的成熟： 在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20°C) 2、生物膜的结构 生物膜的基本结构如图1所示。 图1 生物膜结构示意图 (1) 生物膜的性质：
① 高度亲水，存在着附着水层； ② 微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。 (2) 生物膜降解有机物的过程： 3、生物膜的更新与脱落 (1) 厌氧膜的出现： ① 生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态；② 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；③ 好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。 (2) 厌氧膜的加厚： ① 厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏；② 气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；③ 成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。 (3) 生物膜的更新： ① 老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；② 新生生物膜的净化功能较强。 (4) 生物膜法的运行原则： ① 减缓生物膜的老化进程；② 控制厌氧膜的厚度；③ 加快好氧膜的更新；④ 尽量控制使生物膜不集中脱落。 二、生物膜处理工艺的特点 1、微生物方面的特征 (1) 微生物种类多样化： ① 相对安静稳定环境；② SRT相对较长；③ 丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀之虞；④ 线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；⑤ 藻类、甚至昆虫类也会出现；⑥ 生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。 表1 生物膜和活性污泥中出现的微生物在类型、种属和数量的比较 微生物种类活性污泥生物膜法微生物种类活性污泥法生物膜法 细菌 ++++ ++++ 轮虫 + +++ 真菌 ++ +++ 线虫 + ++ 藻类 - ++ 寡毛虫 - ++ 鞭毛虫 ++ +++ 其它后生动物 - + 肉足虫 ++ +++ 昆虫类 - ++ 纤毛虫 ++++ ++++ (2) 生物膜上微生物的食物链较长：
环保工程师-专业基础真题二
1 【题型】单项选择题 【类目】注册环保工程师 - 专业基础 【题干】某铁矿企业单位产品浮选废水排放量为2.4m3/t矿石，生产废水经处理达标后，就近排入河流，下列水污染物排放符合国家标准的是（）。 A、总硒的监控位置为车间的废水排放口 B、总镍的监控位置为企业的废水总排放口 C、氟化物的排放浓度为8.5mg/L D、总砷的排放浓度为0.4mg/L 【答案】D 【解析】（1）《铁矿采选工业污染排放标准》（GB28661-2012）表1，可知总硒的监控位置为企北的废水总排放口，总镍的监控位置为车间的废水排放口，A、B项错误。（2）对照4.1.2和4.1.3，可知目前应执行《铁矿采选工业污染排放标准》（GB28661-2012）表2，氟化物的排放限值为10mg/L。浮选基本排水量为2.0m3/t矿石，实际排水量为2.4m3/t矿石，按照4.1.6中公式（1）换算： 大于限值10mg/L，不符合标准。C项铺误。 （3）总砷限值为0.5mg/L，符合标准。D 项正确。 2 【题型】单项选择题 【类目】注册环保工程师 - 专业基础 【题干】下列描述错误的是（）。 A、格栅产生的栅渣是一种固体废物，最终可用填埋法或焚烧法进行处置 B、旋流式沉砂池为中间进水、周边出水的构筑物 C、沉淀分为自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀，不同性质的污水在不同处理阶段或构筑物不同位置会经历不同的沉淀类型 D、异向流斜板沉淀池的处理能力与颗粒下沉速度和斜板效率成正比 【答案】B 【解析】（1）栅渣可以填埋或焚烧，A项正确。（2）参考《废水污染控制技术手册》P394图2-1-12，涡流沉砂池进水和出水均在周边，进水沿切线进入。涡流沉砂池是旋流沉砂池。B项错误。（3）《教材》第1册P32～33，沉淀分为自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀（分层沉淀）和压缩沉淀。P33的第3段文字描述可知，不同性质的污水在不同处理阶段或构筑物不同位置会经历不同的沉淀类型。C项正确。（4）斜板沉淀池下沉速度越大，去除效率越高。D项正确。