生物膜系统作用
生物膜系统中膜蛋白结构类型和功能
一、生物膜结构类型每一个细胞的功能不同，它的生物膜结构也就不同，膜脂和膜蛋白的种类和相对含量都不同。
一、膜脂当两亲分子悬浮于水中后，它们会当即重排成有序结构，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。
膜脂还与膜的以下性质有关：①膜的流动性(fluidity)包括侧面扩散(Lateral diffusior)、自旋转(Rotahois)和翻转(flip-flop)。
不饱和脂肪含量越高，流动性越强，胆固醇能增加膜的稳固性而不显著阻碍流动性，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，膜酸分子层关于离子和生物性分子几乎是不可透过的，必需借助于膜蛋白。
要穿过膜，极性物质必需部份或全数释放出它的水化层(hydratuen spaere)，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(self-sealing)当脂双分子层被破坏时，它们能当即自动缝合起来。
④不对称性(asymmentry)生物膜是不对称的，也确实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。
二、膜蛋白生物膜的大部份功能需要蛋白质分子。
膜蛋白按功能可分为结构组分，激素受体和运输蛋白。
膜蛋白按与膜的位置关系也可分为整合蛋白(integrul)和外国蛋白(peri-pheral)红细胞膜蛋白研究普遍，以之为例。
红细胞有两类重要的整合蛋白：血型糖蛋白(glycophorin)和阴离子通值蛋白(也称带了蛋白,band3 protein)。
血型糖蛋白是一个引KD 的糖蛋白，有131个aa 碱基，糖占分子量的60%左右，血型糖蛋白的寡糖链部份就组成了ABO 和MN 血型抗原。
第六章 生物膜的结构与功能
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膜的分子组成
生物膜由蛋白质和极性脂质组成，少量的碳水化合物也是糖蛋白或糖脂 的一部分。 蛋白质和脂类的相对比例因不同的膜而不同，反映着膜生物作用的广泛 性。神经元的髓鞘主要由脂类构成，为一种电子绝缘体。但细菌、线粒体、 叶绿体的膜上由许多酶催化的代谢过程发生，含有的蛋白比脂类要多。特化 的脊椎动物视网膜杆状细胞90%以上的膜蛋白是光吸收蛋白视紫红质。特化 较低的红细胞质膜约含20种含量较高的蛋白及十几种较少的蛋白，其中多数 的蛋白为运输载体。有些膜蛋白还与一个或多个膜脂分子共价结合，后者可 能形成一种疏水的稳定体系以保证蛋白质存在于膜中。 膜脂组成因不同的物种、不同的细胞和不同的细胞器而不同。
鞘糖脂
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磷脂酰肌醇
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2.4
生物膜的分子结构模型
• 1899年Overton在研究细胞通透性时发现， 脂溶性物质容易透过细胞，而水溶性物 质透入细胞十分缓慢，从而认为细胞表 面存在由脂质和胆固醇类物质构成的细 胞膜。 • 形成蛋白质-脂质-蛋白质的“三夹板” 式结构。
第六章 生物膜 的结构与功能
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第四章
生物膜
• 生物的基本结构和功能单位是细胞，任 何细胞都以1层薄膜（厚度约6～10nm） 将其内含物与环境分开，这层膜称细胞 膜或外周膜。
•
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• 此外大多数细胞中还有许多内膜系统， 它们组成具有各种特定功能的亚细胞结 构和细胞器。 • 例如，细胞核、线粒体、内质网、溶酶 体、高尔基体、过氧化物酶体等，在植 物细胞中还有叶绿体等。
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高中生物必修1 第3章 知识点
必修1 第三章细胞的基本结构第一节细胞膜—系统的边界细胞作为一基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。
一、细胞膜的成分细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。
1、特点①细胞膜的流动性和选择透过性的关系：◆区别：流动性是膜的结构特点，选择透过性是膜的功能特性。
◆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动物细胞的细胞膜中还有胆固醇。
③癌细胞与正常细胞相比，细胞膜的成分发生改变，产生了甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）等物质。
二、细胞膜的功能1、将细胞与外界环境分隔开—为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。
①对于原始生命，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生原始的细胞，成为相对独立的系统。
②对于原生生物，如草履虫，它属于单细胞生物，与外界环境的分界面也是细胞膜，由于细胞膜的作用，将细胞与外界环境分隔开。
③细胞膜受到损伤后能迅速修复，其外形也可改变。
如变形虫、白细胞等。
2、控制物质进出细胞细胞膜对进出细胞的物质进行严格的“检查”：①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；②细胞不需要，或对细胞有害的物质不容易进入细胞；③抗体、激素等物质在细胞内合成后可分泌到细胞外，细胞产生的废物也可排到细胞外；④细胞内的酶、DNA等则不会流失到细胞外。
⑤细胞膜的控制作用是相对的：环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也有可能进入细胞，使生物体患病。
⑥物质进出细胞的方式⏹薄膜运输：离子、小分子⏹吞吐作用：胞吞/胞吐：大分子、颗粒⏹通道蛋白：3、进行细胞间的信息交流多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的。
多细胞生物体是一个繁忙而有序的细胞社会，如果没有信息交流，生物体不可能作为一个整体完成生命活动。
细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关。
细胞间信息交流主要有三种方式：①通过体液的作用来完成的间接交流细胞分泌的化学物质（如激素）随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
2022届-新高考-一轮复习-人教版-生物膜系统在成分、结构和功能上的联系--教案
考点二生物膜系统在成分、结构和功能上的联系1.生物膜系统的组成和功能图2-6-52.生物膜系统在成分上的联系(1)各种生物膜组成成分基本相似:均是由等组成,体现了生物膜系统的。
(2)每种成分所占的比例不同,体现了生物膜系统的。
3.生物膜系统在结构上的联系图2-6-6【易错辨析】(1)分泌蛋白的修饰、加工由内质网和高尔基体共同完成。
( )(2)生物膜系统是生物体内所有膜结构的统称。
( )(3)叶绿体的基质中没有与光合作用有关的酶。
( )(4)生物膜之间的囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量。
( )(5)链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜。
( )(6)细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输。
( )(7)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成,病毒只有细胞膜。
( )(8)内质网是生物膜的转换中心,因为内质网膜与高尔基体膜和细胞膜直接相连。
( )(1)利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位,通过小球膜与细胞膜融合,将药物送入细胞,这一过程体现了细胞膜的结构特点是细胞膜。
(2)在植物细胞中,内质网衍生的吞噬泡包裹自身损伤的蛋白质或细胞器,并将其运送到液泡降解。
内质网形成的吞噬泡能与液泡融合,从膜的结构角度分析,原因是(答出两点)。
(3)各种生物膜的成分和结构相似,但是功能相差较大的原因是。
1.分泌蛋白的合成、分泌过程分析图2-6-7流程图解读:(1)细胞核(真核细胞):基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质。
(2)核糖体:通过翻译将氨基酸合成为多肽。
(3)内质网:对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等),形成较成熟的蛋白质,再以囊泡的方式运送至高尔基体。
(4)高尔基体:将较成熟的蛋白质再加工为成熟的蛋白质,并以囊泡的方式运输到细胞膜。
高尔基体为转化的“枢纽”。
(5)细胞膜:胞吐作用,将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。
(6)线粒体:为各项过程提供能量。
(7)运输的方向:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
细胞膜系统的结构和功能
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2、各种生物膜在功能的联系：
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜（胞吐）
（合成肽链） （折叠、组装、 （浓缩、加工、运输）
糖基化、运输）
Байду номын сангаас分泌蛋白
线粒体(供能)
(细胞外）
结论：各种生物膜在功能上既有明确的分工，又有紧密的 联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台 高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。它们所形成 的结构体系，就是细胞的生物膜系统。
1、（多选题）生物膜系统在细胞生命活动中的 作用主要体现在（ A、C、D ）
A、在细胞内外物质的运输过程中起重要作用 B、使核内遗传信息的传递不受细胞质的影响 C、广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点 D、使细胞的结构与功能区域化
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2、下列关于细胞膜的叙述，不正确的是（ B ） A．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 B．不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和
己”和“非己” D．分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分
的更新速度越快
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5、根据图解回答下面的问题：
（1）图中反映的是细胞膜 信息交流 的功能。
（2）若图中甲表示的是发
出信号的细胞，则乙表示的
是 靶 细胞。
（3）若图中1表示与膜结合
的信号分子，则2表示 靶 细胞膜上
的 受体 ，其化学本是
成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的2倍。 (1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？__把__红__细__胞_放__到__清__水__里______。
c．通过相邻两细胞间形成 通道 进行信息交流。
③特别提醒：
①不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相
细胞的生物膜系统
植物和动物都是由细胞构成
的。细胞就像一台复杂而精 巧的机器，各部件虽然作用 不同，却衔接得非常巧妙， 保证整台机器能灵活高效地 运转。
细胞膜、核膜、内质网、高
尔基体、线粒体等细胞器都 属于这台机器的部件。它们 都由膜构成，而且膜的成分 都相似，结构也大致相同， 因而统称为“生物膜”。
较成熟的蛋 白质 线粒体供能
二、各种生物膜在功能上的联系
在蛋白质的合成、运输与分泌过程中还需
要能量，这些能量主要是由线粒体提供的。
二、各种生物膜在功能上的联系
由此可见，细胞内的
各种生物膜不但在结 构上互相联系，在功 能上也是既有分工又 相互联系的。各种生 物膜的分工合作、相 互配合是细胞生命活 动协调进行的结构与 功能的基础。
• 科学家的实验表明，腺体细胞在核糖体上合成的 分泌蛋白，首先进入内质网腔内，加工形成比较 成熟的蛋白质。然后内质网以出芽方式形成具膜 的小泡将它运输到高尔基体进行进一步的加工。 经高尔基体加工成熟的蛋白质再形成分泌小泡， 通过细胞膜排出细胞外面。
核 糖 体
内 质 网
高 尔 基 体
细 胞 膜
细胞外
二、各种生物膜在功能上的联系
在这个过程中，内质网膜可通过小泡转化成高尔基
体膜，高尔基体膜又可通过分泌小泡形成细胞膜。
三、生物膜系统的概念
1. 概念：细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔
基体膜、线粒体膜、质体膜等膜结构组成的统一 整体。
细胞各种由膜组成的结构上的膜构成了生物的生物膜系统
三、生物膜系统的概念
2. 细胞的生物膜系统最少有以下三方面的功
能：
1. 使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在 物质的运输与交换及信息传递中起决定性 作用。
新高考2023届高考生物一轮复习讲义第2单元第3课时细胞器之间的协调配合新人教版
第3课时细胞器之间的协调配合课标要求举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。
细胞的生物膜系统(1)生物膜系统的组成和功能易错提醒生物膜系统是指细胞内而不是生物体内的全部膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等不属于细胞内的生物膜系统；原核生物和病毒等无生物膜系统。
(2)各种生物膜之间的联系①在成分上的联系②在结构上的联系a．各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。
b．在结构上具有一定的连续性，如图所示：③在功能上的联系在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中，生物膜系统各部分之间协调配合如图所示：思考延伸分泌蛋白分泌过程中放射性同位素及膜面积变化图示图甲表示分泌蛋白合成及分泌过程中膜面积的变化；图乙表示放射性颗粒在不同结构出现的先后顺序；图丙表示不同细胞器中放射性强度的变化。
据图分析，图甲中A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是内质网膜、细胞膜、高尔基体膜；图乙中1、2所指代的细胞器是内质网、高尔基体；图丙中a、b、c所代表的细胞器分别为核糖体、内质网、高尔基体。
考向一分泌蛋白的合成、加工和分泌过程1．(2022·天津红桥高三一模)在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列，被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别，并引导核糖体附着于内质网上，继续蛋白质的合成，这就是信号肽假说(如图所示)。
下列有关推测不合理的是( )A．核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性B．核糖体的“游离态”与“附着态”是相对的C．信号肽需借助DP和SRP的识别结合才能转移至内质网膜上D．若在合成新生肽阶段切除信号序列，则不能合成结构正确的分泌蛋白答案 A解析核糖体是无膜细胞器，A错误。
2．蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列，从蛋白质起始合成部位转运到其功能发挥部位的过程，可以大体分为两条途径。
一是在游离核糖体上完成肽链合成，然后转运至线粒体、叶绿体及细胞核或成为细胞质基质和细胞骨架的成分，称为翻译后转运；二是蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导，边合成边转入内质网中，再经一系列加工运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，即共翻译转运。
新教材高一生物浙科版必修第一册学案：第二章第五节细胞在结构和功能上是一个统一整体含答案
第五节细胞在结构和功能上是一个统一整体课程目标知识点一生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起1．生物膜系统的定义：__真核__细胞内由__细胞__膜和包括__核__膜在内的多种__细胞器__膜共同构成生物膜系统。
2．生物膜系统中两个重要结构：(1)内质网：①面积__最大__，占了整个细胞生物膜的__一半__左右；②是细胞内__蛋白质__、__脂质__和__糖类__的加工或合成基地，这些物质可在内质网__完整__、__封闭__的管道中快速运输；③内质网膜向内与__核膜__连接，向外与__细胞膜(质膜)__连接，使细胞核与__细胞质__及细胞膜的联系更为紧密，大大提高了__物质交换__的效率。
(2)囊泡：①被称为细胞里的“__搬运工__”；②生物膜具有一定的__流动性__，各组分间可以通过__囊泡__相互转化；③囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供__物质来源__，从而实现膜成分的__更新__。
小思考：原核细胞有没有生物膜系统？【答案】没有，因为原核细胞只有细胞膜，没有核膜及多种细胞器膜。
【易错警示】生物膜系统是指真核细胞内的所有膜结构(包括囊泡)，不是生物体内的所有膜结构。
知识点二细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动1．分泌蛋白(1)定义：在__细胞内__产生，分泌到细胞外发挥作用的蛋白质，如__抗体__、__消化酶__和一部分__激素__。
(2)分泌蛋白合成、加工和分泌过程：__氨基酸__(填写基本单位)在附着于内质网上的__核糖体__中形成__多肽__，之后通过内质网的__加工__和__运输__，随__囊泡__转移至__高尔基体__做进一步的加工，再由__囊泡__包裹着蛋白质向__细胞膜__移动，将蛋白质分泌至细胞外。
整个过程需要消耗__能量__，主要来自__线粒体__。
如图表示用同位素示踪法研究分泌蛋白的分泌过程：2．囊泡运输(1)特点：囊泡运输在细胞内极其重要，具有高度的__组织性__、__方向性__和__精确性__。
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生物膜系统作用
生物膜是一种微生物聚集而形成的覆盖在固体表面上的生物体系，也是自然界中广泛存在的一种生态系统。
在生物膜中，微生物通过互相作用和协调，形成了一种高效的生物膜系统。
这种系统具有多种功能，包括生物降解、污染物去除、生物转化等。
本文将从这些方面介绍生物膜系统的作用。
一、生物降解
生物降解是生物膜系统的重要功能之一。
生物膜中的微生物通过代谢、分解有机物、无机物等方式，将有害物质转化为无害物质。
生物降解的过程中，微生物通过吸附、酶解和细胞内代谢等多种方式将污染物质转化为微生物生长所需的营养物质和能量，从而实现对有害物质的去除。
二、污染物去除
生物膜系统中的微生物通过代谢、呼吸、吸附等多种方式，将水中的有害物质去除。
污染物去除的过程中，微生物通过与污染物质的物理化学作用，将污染物质转化为无害物质，从而实现对水中污染物的去除。
三、生物转化
生物膜系统还能实现某些化学物质的生物转化。
例如，氨氧化细菌能将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而实现对水中氨氮的去除；硝化细菌能将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气，从而实现对水中氮的去除。
四、生态调节
生物膜系统不仅能去除污染物质，还能起到生态调节的作用。
微生物在生物膜中生长繁殖，形成了一个相对稳定的微生物群落，这个群落能够对水体中的污染物质和其他环境因素起到缓冲作用，保持水体环境的稳定性。
五、生态修复
生物膜系统还能进行生态修复，特别是对于一些有机化合物、重金属等污染物质的修复。
通过利用生物膜系统，将污染物质转化为无害物质，从而实现对受污染水体的修复。
六、生物膜技术
生物膜技术是利用生物膜系统实现水处理和污染控制的一种技术。
生物膜技术通过构建人工生物膜系统，利用微生物的代谢和转化功能，将水中的有害物质去除或转化为无害物质。
生物膜技术具有投资成本低、处理效果好、操作简便等优点，已经成为现代水处理和污染控制领域中的一种重要技术手段。
生物膜系统具有多种功能，包括生物降解、污染物去除、生物转化、生态调节、生态修复等。
这些功能不仅在自然界中广泛存在，还被广泛应用于现代水处理和污染控制领域中。
随着人们对环境保护意识的增强和技术的不断进步，生物膜系统的作用将会越来越重要。