第18章 生物膜的组成与结构
生物膜的结构和功能
生物膜的结构和功能生物膜（biological membrane）是细胞内和细胞外的重要物质交换界面，它负责维持细胞内外环境的稳定，并确保细胞内外物质的选择性通透性。
生物膜是由脂质分子、蛋白质和糖等多种有机分子构成的复杂结构，其结构和功能都是非常复杂和重要的。
一、生物膜的结构生物膜是由不同种类的分子构成的，主要包括磷脂、蛋白质和糖分子。
其中，磷脂是生物膜最主要的组成部分，占据了生物膜总质量的近50%。
它们是一种复杂的脂质分子，由两个疏水性脂肪酸和一个极性磷酸分子组成，可以分为单层和双层磷脂。
生物膜双层磷脂的极性磷酸分子朝向水相，而其两侧的疏水性脂肪酸则相向排列，形成了一个静电屏障，使得膜内外的环境得以分离。
在磷脂的支持下，蛋白质和糖分子也共同构成了生物膜的结构。
蛋白质在生物膜中起着非常重要的作用，它们既可以作为载体分子，帮助细胞运输和吸收分子，也可以形成信号接收器，接收外界信息，向细胞内传递信号，并且还可以作为酶，参与各种生化反应。
糖分子含量较低，但同样重要，它们主要参与细胞与外界交互的过程及信号转导等。
二、生物膜的功能1、物质的选择性透过性生物膜的一个最重要的功能就是物质的选择性透过性，可以防止离子、原子、和分子穿透或从细胞膜到达细胞外。
对于需要进入或离开细胞内部的物质，生物膜利用透过膜的通道来完成。
例如，蛋白通道和普通通道等，这些通道一般要依据溶质的极性和分子大小的不同来筛选通行的物质是否合适。
2、电化学信号转换和传导在神经系统中，生物膜是至关重要的，这是因为神经元通过生物膜来传递电化学信号，这一过程成为神经传递。
生物膜中含有许多钾、钠等离子通道，可以帮助电信号的传递。
而细胞内和细胞外的离子浓度差异，所造成的离子梯度更进一步帮助了这一过程的实现。
3、运输功能生物膜不仅可以选择性通透物质，同时它还能够把许多导体结构的载体分子在其脂质二分子层之间传递，完成物质的运输功能。
例如，葡萄糖转运体和离子泵等，它们可以向细胞内输送或排泄必要的物质，具有保持细胞状态稳定的作用。
生物膜的结构和特性
生物膜的结构和特性生物膜是生物学研究中的一个重要领域。
生物膜是由细胞膜及其所包围的生物体细胞表面，作用于物理化学、生物学等方面。
一、生物膜的结构生物膜是由多种不同类型的分子组成，包括脂质、蛋白质、碳水化合物和核酸。
这些分子被组合成一个复杂的三维结构，并且能够实现其各种功能。
生物膜的基本组成分子是磷脂，质量约占膜的一半。
磷脂分子由一个疏水性的脂肪酸尾部和一个极性的磷酸头部组成。
尾部是由高度亲水的水分子排斥的，因此会自组装成一个双分子层的结构，有向外的磷酸头部则可以与水接触。
生物膜基础组成分子之外，还有其他多种分子组成的结构。
蛋白质和磷脂都可以嵌入到膜中，并且可以互相作用。
磷脂和蛋白质之外，还有更多的分子，例如胆固醇、糖蛋白、酶等，它们参与着各种信号传递并且作为结构支撑。
生物膜乃至整个细胞并不是一个静态过程，在一个生理环境中，细胞和膜上的各种分子会根据需要演化为不同的状态。
所以它们会针对环境的变化而做出相应的调整。
二、生物膜的特性生物膜有许多重要特性和功能，在生物体的细胞和器官内起着至关重要的作用，如控制物质的传递和细胞内外成分的分离，传达信号等。
下面进行具体讨论：1.半透性：生物膜是半透性的，可以过滤一些物质进入或流出，这是由它的双分子层结构所决定的。
生物膜能够限制较大分子的渗透，这也是以后病毒防治和药物控释的最基本的理论基石。
2.信号接收：生物膜支持许多不同类型的分子和大分子间的相互作用，可以帮助细胞识别和响应外部刺激。
许多感受器分子，如神经递质释放和接收分子、荷尔蒙和免疫系统分子都在生物膜上起作用。
3.结构支持：细胞内的蛋白质可以通过生物膜的嵌入和定向聚集，来实现生成细胞内基质的定位和组织，而在界面上不同生物膜的嵌套则是形成各种内网膜系统结构的基础。
4.抗药性：细菌等微生物常常在生物膜内形成群体，即生物膜群落。
这些生物膜群落会表现出高度的抗生素抗药性，这也是治疗常见疾病的一个重要挑战。
生物膜是生物科技、生物医学、环境生态等学科的研究热点之一，这一领域的研究已经进展到在之前我们无法想象的深度，由此产生的疾病、能源、污染等问题引起了世界范围内的密切关注。
生物膜的组成与结构
肌动蛋白 (Actin) 蛋白质4.1 (Protein4.1) 血影蛋白(Sectrin)
2018/8/16
（三）糖类
生物膜中含有一定量的糖类，在真核细胞中，无论质膜还是细胞内 膜系都有糖类分布，前者约占质膜重量的2%-10%。它们大多与膜蛋 白结合，少量与膜脂结合。分布于质膜表面的糖残基形成一层多糖称 为蛋白质复合物或细胞外壳。糖蛋白可能与大多数细胞表面的行为有 关，细胞与周围环境的相互作用都涉及到糖蛋白，因此有人将细胞膜 的糖类部分比喻为细胞表面的天线，在接受外界信息以及细胞间相互 识别方面都具有重要作用。
六角形相(Hexagonal )
H2
双层结构 （Bilyer）
2018/8/16
（二）膜蛋白
根据粗略计算，细胞中大约 有20%-25%的蛋白质是与 膜结构相联系的，膜蛋白根 据他们在膜上的定位可分为 膜周边蛋白和膜内在蛋白质。
2018/8/16
膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式
膜脂双层
膜脂双层
糖残基 糖 被 唾液酸
糖脂 脂 双 层
膜脂（磷脂、糖脂、 胆固醇）
2018/8/16
二、生物膜的分子结构
（一）生物膜中分子间作用力
1.静电力 在膜两侧的脂质与蛋白质的亲水极性基团通过静电力相互吸引可形成很 稳定的结构。静电力在膜蛋白之间的相互作用也很重要。膜中疏水区的 介电常数较低，它可以使蛋白质分子的极性部分之间形成强烈的静电力。 2.疏水作用
2018/8/16
一、生物膜的组成与性质
生物膜主要由蛋白质 ( 包括酶 ) 、脂质 ( 主要是 磷脂)、多糖类组成，还 有水、金属离子等。 功能复杂或多样的膜， 蛋白质的种类 （1）磷脂
磷脂是构成生物膜主要 成分是甘油磷酸二酯、即 以甘油为骨架，甘油中第1， 2位碳原子的两个羟基分别 与两个脂肪酸，第3位碳原 子的羟基生成酯，最简单 的是磷脂酸。它的含量不 多但是其他甘油磷酸酯合 成的前体。
生物膜的基本结构
生物膜的基本结构生物膜是一种分子构建单元，它们在细胞外和细胞内具有重要的生物学功能。
它们主要由脂质、蛋白质、多糖、核酸和无机离子组成。
脂质是生物膜的主要结构单位，它们由多种不同的类型的酰胺脂质组成，具有双层结构。
脂质双层的表面阳离子特性可促进细胞的应激反应，同时能够阻止一些外界分子的进入。
蛋白质是生物膜的另一组成部分，不仅具有构成膜的功能，还能在膜上发挥多种功能，包括膜蛋白与膜蛋白之间的相互作用，以及参与外部环境的消化和吸收。
多糖是另一种组成部分，它们主要来自细胞壁的多糖，可以在膜的表面形成一层保护外部分子入侵的结构屏障。
核酸它们是生物膜的另一个重要成分，主要由脱氧核糖苷（RNA）和核糖核酸（DNA）组成，可以参与膜的结构形成和功能调节。
最后，无机离子是生物膜的另一个重要成分，它们主要由氯离子、钾离子和钠离子组成，可以参与膜的结构形成，对细胞的功能具有重要的调节作用。
生物膜的基本结构是由它们组成的不同类型的分子构成的。
它们的表面由脂质双分子层（Lipid Bilayer）组成，它们的内部由一系列的蛋白质，多糖，核酸和无机离子构成，它们形成一个薄而独特的结构。
均匀分布在脂质双分子层之间的蛋白质，多糖，核酸和无机离子可以与脂质双分子层结合，形成一个稳定的结构，它们可以控制细胞内外的物质流动，并可以发挥活性。
除脂质双分子层和分子组分外，还可以在生物膜中发现一系列的复杂结构，例如细胞膜和细胞膜蛋白，它们可以影响细胞的代谢，活性，结构和功能。
此外，生物膜的结构也受到外部环境的影响。
当环境温度发生变化时，脂质双层的结构会发生变化，导致膜结构和功能发生变化。
当外部温度过低时，脂质双层会结构变紧，导致细胞内的物质流动减慢，细胞的活性也会随之下降。
当外部温度过高时，脂质双层会逐渐膨胀，导致细胞内的物质流动加快，细胞的活性也会增加。
另外，膜的结构也可以被植物激素调节。
植物激素可以与膜上的蛋白质发生反应，从而调节膜的结构和功能，从而影响细胞的生长发育。
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。
生物膜的化学组成和结构
生物膜的化学组成和结构生物膜是一种复杂的结构，由多种生物大分子组成，包括脂质、蛋白质和碳水化合物等。
它在细胞内外表面形成，起着保护细胞、调节物质交换和维持细胞内稳定环境的重要作用。
生物膜的化学组成主要包括脂质、蛋白质和碳水化合物三大类。
脂质是生物膜的主要组成成分，其中磷脂是最常见的一类。
磷脂分子由疏水的脂肪酸烃链和亲水的磷酸基组成，通过疏水相互作用形成双分子层结构。
磷脂的两个脂肪酸链可以是饱和的或不饱和的，而磷酸基则可以与其他分子结合形成不同的磷脂类别。
脂质还包括胆固醇等类固醇化合物，它们在维持生物膜的流动性和稳定性方面起到重要作用。
蛋白质是生物膜的另一个重要组分，它们可以嵌入到脂质双分子层中或与其相互作用。
蛋白质在生物膜中具有多种功能，包括运输物质、传递信号和维持细胞的结构完整性等。
根据其位置和功能的不同，蛋白质可以分为跨膜蛋白质、外周蛋白质和锚定蛋白质等。
跨膜蛋白质穿越整个膜双分子层，它们的氨基酸序列中包含疏水性的氨基酸残基，与疏水性的脂质相互作用。
外周蛋白质则与膜的一侧或两侧相互作用，可以通过离子键、氢键或范德华力等与脂质或其他蛋白质结合。
锚定蛋白质通过共价键与脂质结合，使其与生物膜紧密连接。
碳水化合物是生物膜的第三类重要组分，它们主要以糖链的形式存在于膜的外侧。
糖链可以与蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白和糖脂等复合物。
这些糖链在细胞识别、信号传导和免疫应答等过程中起着重要作用。
糖链的长度和结构可以通过调节酶的活性来调控，从而影响细胞与外界环境的相互作用。
生物膜的结构是由这些化学组分相互作用形成的。
脂质双分子层是生物膜的基本结构，它使得细胞内外的环境得以分离。
蛋白质和碳水化合物则与脂质相互作用，使生物膜具有更多的功能和特性。
蛋白质可以通过各种方式与脂质结合，形成不同的结构和功能。
碳水化合物的存在使得生物膜表面带有电荷，从而影响细胞与其他细胞或环境的相互作用。
生物膜的化学组成和结构十分复杂多样，脂质、蛋白质和碳水化合物等多种生物大分子相互作用形成了生物膜的基本单位。
生物膜的结构
生物膜的结构生物膜是指由脂质和蛋白质组成的细胞表面的透明薄膜。
它起到了保护细胞，调节细胞及其内外环境之间的定向交换作用，是保护细胞结构和功能的重要组成部分。
生物膜由一系列反应和蛋白质、脂质组成的组成单位组成，构成生物膜的基本结构。
生物膜由三种基本元素，即蛋白质、脂质和糖质组成。
蛋白质占绝大多数，可以分为两大类：外分子性蛋白质和内分子性蛋白质。
外分子性蛋白质包括外糖蛋白、外糖原和细胞外碳水化合物；内分子性蛋白质包括激酶、内糖蛋白、膜特异蛋白、受体蛋白、核酸结合蛋白和其他蛋白质。
脂质包括多糖脂、多肽脂和多芳香脂，其中多糖脂最多，如磷脂，脂多糖，表皮糖等。
糖质是一类生物膜的组成成分，由多种糖类构成，重要的有糖原和肽基糖类等。
生物膜的结构具有多层特性，分为海绵结构和单分子结构两种。
海绵结构是由脂质分子、蛋白质分子和糖质分子层层叠加构成的复合物，其外层由脂质分子和糖质分子组成，由此构成了完整的海绵结构；内层由大量蛋白质分子与脂质或糖质分子在空间位置上互相连接，形成一种独特的大分子网络。
单分子结构是一种重复、多样化的结构，它是由多肽链结合形成的三维结构，有足够的空间可以调控分子的空间结构，以及它们之间的结合力。
生物膜的结构对于细胞的功能具有重要意义。
它可以保护细胞，维持细胞的稳定性；调节细胞和环境之间的物质交换，控制外源物质和营养物质的进入和排出；维持细胞功能，有助于细胞外物质被调控，进而影响细胞内激酶、受体、细胞析蛋白等重要蛋白质的功能。
另外，生物膜结构也可以分析病毒的结构和功能，以及相关的分子活性和信号转导作用。
总的来说，生物膜的结构是细胞结构和功能的重要部分，它可以保护细胞，使细胞能够正常运作，并调节细胞与环境之间的定向交换，影响细胞功能和其他生物学过程。
因此，对生物膜结构的研究具有重要意义，可以为进一步深入理解细胞的结构和功能提供重要结论。
生物膜的组成及其生物学特性
生物膜的组成及其生物学特性生物膜是一种由微生物细胞所形成的复杂和有序的结构。
它们通常包裹在细胞表面，具有多种重要的生物学特性，例如防御性、质量控制和信号转导等等。
本文将介绍生物膜的组成及其生物学特性。
一、生物膜的组成生物膜是由微生物细胞附着在固体或液体表面上并形成的复合物。
它们主要由细胞表面的生物大分子（例如脂质、蛋白质和多糖）组成。
这些大分子在细胞膜内或膜下自组装，形成了一个粘稠的、多层次的结构，其厚度通常在几纳米至数百微米之间。
1. 脂质脂质是生物膜中最主要的组成分子。
它们由疏水和亲水区域组成，常用磷脂和加醇脂来进行分类。
脂质分子在水中聚集形成二维层，其疏水区域朝向内部，亲水区域朝向外部，使细胞在水中形成了主要的屏障，同时也为膜中的蛋白质提供了一个优越的环境。
2. 蛋白质蛋白质是生物膜中另一个重要的组成分子。
细胞膜中的蛋白质可以分为两类：内在蛋白质和外在蛋白质。
内在蛋白质与脂质基本不分离，外在蛋白质类似于纤维素，可以随意在膜表面的疏水区任意运动。
它们通过不同的转运机制（包括一些专门的转运蛋白质）在细胞膜中起着很多重要的功能，例如受体作用、运输物质、合成生物分子等等。
3. 多糖多糖是生物膜中的第三种主要成分。
它们是由单糖分子组成的大分子聚合物，通常由轻质和重质多糖组成。
多糖的主要作用是增加细胞膜的稳定性，并对外界压力和剧烈温度改变产生一定的保护作用。
二、生物膜的生物学特性生物膜具有多种重要的生物学特性。
以下是其中一些特性：1. 防御性生物膜是细菌和真菌等微生物的天然防御机制。
这种防御机制可以通过阻碍药物和杀菌剂的进入，在某种意义上保护生物体不受这些药物的侵害。
此外，一些细菌可以通过在生物膜中形成特定的结构和呈现表面抗原，来对免疫系统抵抗。
2.质量控制生物膜可以帮助细胞维持其质量控制机制。
生物膜内的一些蛋白质和酶对代谢产物和细胞毒物进行识别和分解。
3. 信号转导生物膜还在信号转导、感知外部刺激和细胞应激响应中发挥重要作用。
生物膜结构
生物膜结构生物膜在生命体中具有重要的意义，它是一种由生物体内的蛋白质、糖类和脂质等有机物质组成的复杂结构。
生物膜既可以作为细胞的保护屏障，也可以作为细胞间通信的媒介。
以下将介绍生物膜的主要结构和功能。
1. 生物膜的主要组成成分生物膜的主要成分包括磷脂、蛋白质和糖类。
其中，磷脂是生物膜中最主要的成分，它在水中形成双层结构，同时还包括一些去氧核糖核苷酸、胆固醇、蛋白质和糖类等。
在生物膜的磷脂双层中，疏水性的脂肪酸部分朝内，亲水性的磷酰基则朝外，形成疏水性核心和亲水性表面，这种结构保证了生物膜的完整性和功能。
2. 生物膜的结构类型根据地理分布特点和结构形态不同，生物膜可以分为单层生物膜和多层生物膜两种类型。
单层生物膜是由单层磷脂分子构成，主要存在于溶液中，对于一些细胞内小器官、细胞膜等部位起到重要保护作用。
而多层生物膜则是由两个或两个以上的磷脂双层构成，常见于细胞膜等部位。
3. 生物膜的功能生物膜作为生物体内外部结构的界面，承担着多种重要生理学功能：•保护作用：生物膜可以保护细胞内部免受外界环境的侵害，防止有害物质的进入。
•物质运输：生物膜上的通道蛋白可以调节物质在细胞内外的传递，维持细胞内外环境的平衡。
•信号传导：生物膜上的受体蛋白可以接收外界刺激信号，将其转化为细胞内部的生物学响应。
•细胞黏附：生物膜上的黏附蛋白和糖蛋白可以帮助细胞与周围环境的结合，实现细胞间和细胞与基质之间的粘附。
4. 生物膜的动态平衡生物膜的结构和功能是一个动态平衡过程。
细胞膜上的蛋白质和磷脂分子不断发生流动、转换和修复，使得膜的结构和功能能够持续维持。
同时，生物膜还受到一系列调控因素的影响，如温度、pH值、离子浓度等，这些因素都会影响生物膜的结构和功能。
总之，生物膜作为生命体的重要组成部分，具有多种重要功能，其结构和功能的研究对于揭示生命活动的机制具有重要意义。
希望未来在生物膜研究领域取得更多的进展，为人类健康和疾病治疗提供更好的理论基础。
生物膜的组成及其生物功能与调控
生物膜的组成及其生物功能与调控生物膜可以被定义为细胞表面的一种无定形结构，它由一层或多层的蛋白质、脂质、糖等生物分子组成。
生物膜广泛存在于细菌、真菌、植物和动物细胞中，不仅起到物理保护、营养转运和感应信号等基本功能，在病原体的感染、生物污染和药物抵抗等方面也具有重要作用。
本文将简要介绍生物膜的组成、生物功能及其调节机制。
一、生物膜的组成生物膜主要由脂质、蛋白质和多糖等组成。
其中，磷脂是构成生物膜的基本成分。
细胞膜中的磷脂主要是由甘油-磷脂（Glycerophospholipids）和鞘氨醇磷酸酯（Sphingomyelins）等两类磷脂组成。
磷脂进一步被分成极性头和非极性尾两部分。
磷脂极性头部分通常是一个磷酸基和一个有机碱的化合物构成，而非极性尾部一般是两个长碳链，这些长碳链很容易聚集在一起，形成单分子层。
除脂质外，膜结合蛋白也是生物膜的主要成分之一。
膜蛋白不仅负责物质的转运，还起着识别和传递信息的作用。
广义上，膜蛋白可以被分为两类：一类贯通整个膜层，称为跨膜蛋白；另一类则只占膜层的一部分，称为外周膜蛋白。
在人类基因组中，膜蛋白占据了总蛋白质的25%以上。
此外，在细菌和某些真菌和植物细胞中，生物膜还包含多糖成分。
多糖通常是复杂的碳水化合物，包含多种单糖。
这些糖类可以通过磷酸化或合并到蛋白质或脂质中来，从而形成复合多糖，例如N-乙酰葡聚糖。
细胞膜中其他成分如胆固醇、甘油、无机离子等也会影响膜的物理和生化性质。
这些组分在不同生物物种中呈现出高度保守性，但也具有一定变异性，从而导致生物膜的多样性和功能分化。
二、生物膜的生物功能生物膜广泛存在于各种生物体中，对其生命功能具有重大影响。
生物膜的主要功能包括以下几个：物理保护、营养转运、细胞识别、信号传递和凝聚作用等。
1.物理保护生物膜是保护细胞的第一道屏障，它可以减缓外界热、寒、强酸、强碱、微生物、污染物等对细胞的损害，避免机体受到不良影响。
多数生物膜内侧靠近细胞的一侧是疏水的，外侧则是亲水的；因此，在介质中形成的生物膜是双层结构，在水中会自发形成有限大小的内膜颗粒体，从而保护细胞表面免受不同介质中的化学攻击。
- 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)。
半乳糖
OH
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的组成
构成生物膜的主要物质
（2）膜蛋白membrane protein 生物膜中含有多种不同的蛋白质，通常 称为膜蛋白。 根据它们在膜上的定位情况，可以分为 外周蛋白和内在蛋白。 膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜 实施功能的基本场所。
●膜脂的运动性：旋转、摆动、侧向扩散、翻转、异构化等。 ●膜蛋白的运动性：侧向扩散和旋转扩散
（3）生物膜中分子间的作用力
静电力、疏水力和范德华力
The End
磷脂 Glycerophospholipids
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的组成
构成生物膜的主要物质
胆固醇Sterols
胆固醇以中性脂的形式分布在 双层脂膜内，对生物膜中脂类的 物理状态有一定的调节作用，有 利于保持膜的流动性和降低相变 温度。
Chapter18
生物膜的组成与结构
Chapter18
生物膜的组成与结构
三、生物膜的结构
1、脂质双层模型
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的结构
2、脂质双层流体镶嵌模型
膜蛋白分布不对称
跨膜 蛋白 膜表面 蛋白
脂质双层
镶嵌蛋白
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的结构
3、脂质双层膜的特点
（1）生物膜膜组分的不对称性分布：保证膜电荷数量的 差异和膜的流动性，与膜蛋白的定向分布及其功能发挥 有密切的关系 （2）生物膜膜脂的运动性 ●●表现正常的生物学功能有十分重要的意义。
Chapter18
生物膜的组成与结构
biological membrane
Chapter18
生物膜的组成与结构
一、生物膜的概述
●细胞的外周膜和内膜系统称为“生物膜”；
内膜系统：亚细胞结构和细胞器。例如，线 粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等
●生物膜有多种功能，如物质运输、能量转换、 细胞识别、细胞免疫、神经传导和代谢调控等； ●生物膜模拟：用于污水处理、海水淡化以及 农作物的抗旱、抗寒、耐盐、抗病等。
膜蛋白分布不对称
跨膜 蛋白 膜表面 蛋白
脂质双层 镶嵌蛋白
外周蛋白 peripheral protein
，主要通过静电引力 或范德华力与膜结合。 外周蛋白与膜的结合比较疏松，容易从 膜上分离出来。 外周蛋白能溶解于水。
内在蛋白 integral protein
二、生物膜的组成
构成生物膜的主要物质
糖脂Glycosphingolipids
糖脂也是构成双层脂膜的结构物质。 糖脂主要分布在细胞膜外侧的单分子层中。 动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。 结构为： CH OH
2
NH
OH OH
O O
CH2 CH CH CH=CH OH 神经鞘氨醇
(CH2)12 CH3
内在蛋白
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的组成
构成生物膜的主要物质
（3）糖类carbohydrate
生物膜中含有一定的寡糖类物质。它们大多与膜蛋白 结合，少数与膜脂结合。 糖类在膜上的分布是不对称的，全部都处于细胞膜的 外侧。生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳糖、半乳 糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。 生物膜中的糖类化合物在信息传递和相互识别方面具 有重要作用。
内在蛋白约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或 全部嵌在双层脂膜的疏水层中。 这类蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水键与 膜脂相结合，而且不容易从膜中分离出来。 内在蛋白与双层脂膜疏水区接触部分，由于没 有水分子的影响，多肽链内形成氢键趋向大大 增加，因此，它们主要以-螺旋和-折叠形式 存在，其中又以-螺旋更普遍。
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的组成
主要由脂质（主要是磷脂和胆固醇）、 蛋白质（包括酶）和多糖类组成， 水和金属离子等。 生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差 别。
Chapter18
生物膜的组成与结构
二、生物膜的组成
构成生物膜的主要物质
（1）脂质Lipid
脂质是构成生物膜最基本的结构 物质 脂质包括磷脂、胆固醇和糖脂等， 其中以磷脂为主要成分。