生物膜系统
生物膜系统的作用
生物膜系统的作用
生物膜系统是由一层透明的生物活性膜制成的人工地表。
它具有多种功能，可以进行水处理、污染源控制、采气、厌氧处理等。
首先，生物膜系统可以用于水处理。
生物膜对水中的有害有机物具有很强的吸附作用，可以吸附大量的有机物质，同时能够避免水质的污染。
此外，它还具有保护水质的功能，可以抑制病原体的滋生，使水质更卫生、更安全。
其次，生物膜系统可以用于污染源控制。
可以将污染源分解成小型物质，然后由生物膜吸附在平面上，使其不能再污染水体，从而达到污染控制的作用。
此外，它还可以用于采气，即从地下水体中提取氧气。
因为生物膜表面具有微孔，可以使水中的氧气通过微孔渗透到空气中，从而实现采气的效果。
最后，生物膜系统还可以用于厌氧处理。
由生物膜形成的地表可以有效抑制对厌氧环境不利的微生物，从而达到净化水体的目的。
总之，生物膜系统有很多作用，可以有效控制污染源、保护水质、采气、厌氧处理等，有助于提高水质、净化水体、保护环境。
生物膜系统定义及功能
生物膜系统定义及功能嘿，朋友们！今天咱来聊聊生物膜系统，这可真是个神奇又重要的玩意儿呢！你想想看啊，生物膜系统就像是细胞这个大家庭里的“管家团队”。
细胞就像一个小房子，而生物膜呢，就是把这个小房子分成不同房间和区域的墙壁和门窗。
先说细胞膜吧，它就像是房子的大门，控制着谁能进来，谁能出去。
它可机灵着呢，能让营养物质大摇大摆地进来，却把有害物质挡在门外。
这多像咱家里的那扇门，只让咱喜欢的人进来，不喜欢的就别想进！还有细胞器膜，这就像是房子里各个功能房间的墙壁。
内质网就像个大仓库，各种蛋白质啊、脂质啊都在这儿加工和运输。
这不就像咱家里的储物间嘛，把东西整理得井井有条。
高尔基体呢，就像是个包装车间，把内质网送来的“货物”包装好，再送出去。
叶绿体呢，那可是细胞的“太阳能板”，能把阳光变成能量，这多厉害呀！线粒体就更不用说了，那是细胞的“发电厂”，提供着动力呢！生物膜系统的功能可多了去了。
它能把细胞里的各种活动安排得妥妥当当，让一切都有条不紊地进行。
这就好比一个优秀的组织者，把一场大型活动安排得顺顺利利，不出差错。
它还能为细胞里的化学反应提供场所，就像给各种化学反应专门搭建了一个舞台，让它们尽情表演。
而且啊，它还能帮助细胞进行物质交换和信息传递呢！这不就像咱人和人之间交流信息、互相帮助一样嘛。
你说要是没有生物膜系统，细胞会变成啥样？那肯定是乱成一团糟啦！就像一个没有规矩的房子，东西乱扔，谁也不知道该干啥。
所以啊，生物膜系统可真是太重要啦！它就像细胞的“定海神针”，让细胞这个小世界稳定又有序。
咱可得好好感谢它呢！怎么样，朋友们，现在对生物膜系统是不是有了更深刻的认识呀？是不是觉得它特别神奇呀？咱可得好好珍惜这个神奇的系统，让它为我们的身体好好工作呀！。
构成生物膜系统的结构
构成生物膜系统的结构
生物膜系统的主要结构如下：
1. 生物膜骨架：一种生物薄膜结构，它是一种以复杂的结构，具有在
水中微观体系中稳定悬浮的能力，可以吸附大量物质，为活力壳质离
子交换层提供支撑。
2. 胞质：胞质是胞外多糖骨架的保护膜，里面储存着免疫学活性物质
和细胞因子，可用作生物膜功能的重要调节因子，并可以实现生物分
子的结合和逆转吸附作业。
3. 膜元件：这是一种能够溶解无机物质和结合有机物质的多孔膜，其
单层膜拥有非常强的纳米结构，可以有效地对大批量的物质进行筛分
＆集约化加工，从而实现环境除污，水处理和污染反应器等重要功能。
4. 功能基因：它是实现生物膜系统功能的关键基础，包括细胞形态变
化因子、膜系统表现因子、能量使用因子、弹性膜骨架稳定因子等多
种基因群，其中表现因子位于富含活性基因的协同点位置，可以控制
生物膜系统的构型特点，以调节其特殊性功能。
5. 活性壳质：它是一种包含多种离子及免疫学活性物质（如铁离子，
碱土金属离子，有机酸，糖等）的复合材料，用作连接生物膜本身与
其周围环境的活性耦合层，可以有效地实现细胞间及内部物质的传输，以满足细胞的生长和代谢需求。
6. 吸附材料：它的作用是结合外界的有机离子，有效防止外界污染介
质渗入，从而实现生物膜的抗污染功能。
目前，吸附材料的种类较多，例如纳米粒子、改性珐琅吸附剂等，可以根据实际需要来设计生物膜
的抗污染性能。
生物膜系统的功能
生物膜系统的功能
生物膜系统是一种可分离、可控制的技术，它可以通过利用膜层来实现多种功能：
一、净化水源
1、净化水质：利用生物膜系统可以有效地去除低溶解性有机物，以及有害的重金属离子，改善水的可用性和安全性。
2、抑制细菌：生物膜层能够有效阻止细菌滋生和滋生，防止细菌和病毒侵入污水。
二、处理废水
1、废水处理：利用生物膜过滤，可以有效去除废水中的悬浮颗粒、有机物等，把废水处理成符合环保标准的净水，可以再次使用或排放。
2、去除有害物质：生物膜可以有效地去除有害物质，如砷、汞、生殖毒素和低溶解有机物，使废水在外部环境中无害化。
三、回用及利用
1、废水再利用：利用生物膜系统，可以有效去除废水中的悬浮颗粒、有机物和病毒，然后进行处理，使其可以用于再利用或排放。
2、复合型可再生物质：利用生物膜系统进行废水处理，可以将其中的有机物质转化为可再生物质，可以用于能源发电和其他用途。
3、生物油品：利用生物膜过滤废水，可以提取其中的油类物质，将其转化为可再生的生物油，可以用于能源生产。
生物膜系统定义
生物膜系统定义
《说说生物膜系统》
嘿，今天咱来唠唠生物膜系统哈。
你说啥是生物膜系统呢？简单来说呀，它就像是一个超级复杂又超级重要的“网络”。
就拿咱每天都能看到的细胞膜来说吧。
我记得有一次，我在观察一个小水滴，就那么小小的一滴水里，竟然有好多好多微小的生物在活动。
我就好奇呀，这些小生物是怎么和外界交流的呢？后来才知道，这细胞膜就起着关键作用呢！它就像是一个守门员，把好的东西放进来，不好的东西挡在外面。
细胞里还有各种细胞器，它们也都被生物膜包裹着。
就像内质网，那家伙，弯弯曲曲的，就像是一个复杂的迷宫。
还有线粒体，它可是细胞的“能量工厂”，外面那层膜也在默默地守护着它的工作。
细胞核也有膜呀，它保护着细胞最重要的遗传信息。
就好像一个珍贵的宝藏被小心翼翼地放在一个坚固的盒子里一样。
总之呢，这生物膜系统就像是一个神奇的大网，把细胞里的一切都紧密地联系在一起，让细胞能够正常地工作和生活。
没有它呀，那可真是乱了套啦！咱可得好好感谢这个神奇的生物膜系统呀！哈哈！。
生物膜系统
细胞内的生物膜在结构上具有 细胞内的生物膜在结构上具有 结构上 一定的连续性。 一定的连续性。
1.分泌蛋白的运输方向? 1.分泌蛋白的运输方向 分泌蛋白的运输方向? 核糖体→ 核糖体→内质网 高尔基体 → →细胞膜 细胞膜（ →具膜小泡 →细胞膜（外） 2.这些分泌物通过哪种方式 2.这些分泌物通过哪种方式 被运输到细胞外? 被运输到细胞外? 外排
3 1 2
7 6 5 4 8
4、 从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放人含有 、 从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网， 放射性标记的氨基酸的培养液中。 放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完 成其功能所需的物质和条件。很快连续取样， 成其功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体和内质 测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况， 网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况，结果如图 所示。 请回答：（ ：（1）放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积,最 所示。 请回答：（ ）放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积 最 核糖体是蛋白质合成的场所 。（ 。（2） 可能的解释 是________________________________。（ ）放射性 氨基酸继在核糖体上积累之后,在内质网中也出现 在内质网中也出现， 氨基酸继在核糖体上积累之后 在内质网中也出现，且数量不断增 蛋白质进入内质网 最可能的解释是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（ 实验中， ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3） 多，最可能的解释是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（ ）实验中， 细胞质基质 培养液相当于细胞中的______________________________。 培养液相当于细胞中的 。
细胞膜、核膜以及由膜围绕而成的细胞器， 细胞膜、核膜以及由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， 在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们所 形成的结构体系 叫做生物膜系统。 生物膜系统 核膜 具膜细胞器
细胞的生物膜系统
2. 在实践中的意义
污水处理
海水淡化 人工肾
第一节
一、生物膜
1.概念:
细胞的生物膜系统
三、生物膜在功能上的联系
既有明确分工、又紧密联系
2.化学组成:
3.结构和功能特点:
四、生物膜系统的作用
1 生物膜系统的概念： 2 生物膜系统的作用：
二、生物膜在结构上联系
在结构上具有一定的连续性
（1）图中的[7]是 7 6 5 4 3 1 2 8
外排 白,[7]是以___________ 方式分泌出细胞. (3) [7]的合成、加工和运输过程所需的大量 线粒体 供给。 能量由[8 ]_______ （4）此动物细胞对[7]具有合成和分泌 __________功 能。
5．人工肾能部分代替真正的肾起作用，如上图 所示患者的血液在中空纤维中向一侧流动，透 析液（一种水溶液）在中空纤维外向相反方向 流动，血液中的某些物质从中空纤维管进入到 层析液中。请回答： (1)上述人工透析膜是模拟了生物膜的 选择透过 _____________ 性,当病人的血液流过人工肾再 尿素减少 返回病人体内时,血液中的成分发生_________ 的变化。 为防止盐类等有用的物质离开血液，透析液中的 血液 酸碱度以及渗透压应与____________ 中的基本 相同。
二.生物膜在结构上的联系
细胞膜
小泡
内质网
小 泡
核膜
线粒体
高尔基体
在结构上有一定的连续性
三.生物膜在功能上的联系
1 . 蛋白质合成 的场所是什么？ 2 . 核糖体在细 胞内的存在形 式有几种？
核糖体内质网高尔基体细胞膜
动画
思考：在核糖体上合成的蛋白质，在经过内质网、高尔基
生物膜系统
内质网→高尔基体→细胞膜 4、参与的细胞器有哪些？
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
5、参与的膜性细胞器有哪些？
内质网、高尔基体、线粒体 6、利用了膜的什么特性？ 流动性 7、体现了生物膜之间的什么关系？ 分工与合作 8、内质网膜、高尔基体膜、细胞膜面积各有何变 化？内质网膜减小，高尔基体膜不变，细胞膜增大
通道，完成物质交换与信息交流
核膜往往与哪种细胞器相连？内质网，上有核糖体 3、核仁有什么作用？某种RNA与核糖体的合成 4、染色质的主要成分是什么？DNA和蛋白质 染色质与染色体是？同种物质不同时期的不同形态
5、遗传信息的载体是谁？ DNA DNA的载体是谁？ 染色体、线粒体、叶绿体
6、细胞核的哪个结构与遗传有关？染色体 7、细胞核的功能是？遗传信息库，遗传与代谢
(2)写出四种结构的名称a__细__胞__核___、b_线___粒__体__、 c_叶___绿__体___、d_高__尔__基__体。
课堂练习
1、下列物质中，不在核糖体上合成的是（ B ）
A.麦芽糖酶
B.核糖核酸
C.胰岛素
D.载体蛋白
2、下列结构中不属于细胞器的是（ C ） A．液泡 B．核糖体 C．核仁 D．内质网
N、P三种生物材料，其中有菠菜
材料M - - -
叶、大肠杆菌和鼠的肝细胞。发
材料N - + + +
现细胞内的abcd四种结构具有下
材料P + + - +
列特征：abc均有双膜，其中a的膜上有小孔，而bc没有；
d由几个囊状结构重叠而成并在细胞核附近。根据观察结
果整理如右表（+表示存在，-表示不存在）
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第三，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内 环境，对物质运输、能量交换和信息传递的过程 中也起着决定性的作用。
研究生物膜的重要意义
（模拟生物膜）
海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理， 对海水、污水进行净化获得纯净淡水。
模拟生物膜
（血液透析膜）
什么叫做分泌蛋白？ 分泌蛋白：是由细胞内附着在内质网上的 核糖体合成后，分泌到细胞外起作用的蛋 白质。如消化酶、抗体、部分激素等。
分泌蛋白的合成和运输（实验）
• 科学家在豚鼠的 胰腺腺泡细胞中 注射3H标记的亮氨 酸，通过这个标 记追踪亮氨酸在 细胞中的运行和 变化的过程。
分泌蛋白的合成和运输的过程
高尔基体
再加工
（囊泡）
成熟蛋白质
细胞膜
分泌（胞吐作用）
分泌蛋白 思考：分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗？能
量由哪里提供？ 需要，能量由线粒体提供
思考：在分泌蛋白形成和运输的过程中，参与的细胞 器有哪些？
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
思考：分泌蛋白最终由细胞膜通过胞吐的方式分泌出 细胞，体现了细胞膜的什么特点？
一定的流动性
思考：从分泌蛋白合成和分泌过程中可以看出，细胞 内的生物膜在结构和功能上有什么特点？
一定的连续性
思考：在分泌蛋白形成过程中，内质网膜、高尔基体 膜、细胞膜面积前后如何变化？
高尔基体：总的膜面积基本不变 ຫໍສະໝຸດ 质网膜：总面积减少 细胞膜：总面积增加
4.生物膜系统的功能
第一，细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的 区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应， 保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
医学上根据生物膜的结构、功能原理， 可以研制出许多种代用的人体组织与器官。
核膜 内质网膜 细胞膜
内质网膜 外接： 细胞膜 内接： 细胞核膜
细胞器膜、细胞膜和核膜共同构成了细胞的 生物膜系统。
1、生物膜系统
1）概念：细胞中化学组成相似，基本结构大 致相同的膜结构，统称为生物膜
2）化学组成:
共性:蛋白质、脂类、少量糖 特异性：各种膜上的蛋白质不同
3）特点：一定的流动性、选择透过性。
阅读课本P55“资料分析”，思考问题？
1、分泌蛋白是在哪里合成的？ 附着核糖体
2、分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了哪些细胞 结构？
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
分泌蛋白的合成、运输和分泌过程
氨基酸
核糖体
脱水缩合
线
多肽
粒
体
内质网
加工（折叠、组装）
（
供
（囊泡）
较成熟蛋白质（具有空间结构）
能 ）
（1）小肠粘膜属于生物膜吗？ （2）原核细胞中有生物膜系统吗？
2、生物膜在结构上的联系
（1） 直接联系 外层核膜
内质网
线粒体膜
细胞膜
内质网膜与细胞膜、 核膜在结构上的联系
内质网在各种膜结构 的联系中处于中心地位
2 间接联系
小泡
小泡
细胞膜
高尔基体
内质网
3.生物膜在功能上的联系
科学家的实验：追踪定位方法——同位素标记法