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生物膜系统

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生物膜系统

1、生物膜的结构：

真核细胞有一个复杂的膜系统，各种细胞器的膜和核膜、细胞膜在分子结构上都是一样的，它们统称为生物膜。

真核生物膜约占细胞干重的70%~80%，最多的是内质网膜。

生物膜主要由磷脂和蛋白质分子组成，其基本骨架为磷脂双分子层，蛋白质分子覆盖、贯穿或镶嵌在磷脂双分子层中。

生物膜不是固定不变的，而是经常处于动态变化之中的，脂双层具有流动性，其磷脂类分子可以自由地移动，蛋白质分子也可以在脂双层中移动。

其中需要注意的是内质网膜。

它向外与细胞膜相连，向内与核膜的外膜相通，形成细胞内的管道运输系统。

2．生物膜的二个重要功能：

钠泵实际上是一种镶嵌在膜的脂质双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质，它可被Na+、K+、Mg2+等离子激活；分解ATP以获得能量，同时将膜外的K+移入膜内，将膜内的Na+移出膜外。

细胞识别是细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（或配基）选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程，是细胞通讯的一个重要环节。

细胞膜表面的受体是指糖蛋白——表面抗原。

如人细胞表面有一种蛋白质抗原（HLA）（能和特异的抗体相结合），它是一种变化极多的糖蛋白，不同的人有不同的HLA分子，器官移植时，被植入的器官常被排斥，就是因为植入细胞的HLA分子不为受体所接受之缘故。

生物膜的功能

▲细胞膜：

也称质膜。

是由类脂、蛋白质和糖类组成，质膜中的类脂（主要是磷脂）是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者。

其中有的与物质的运输有关，如载体；有的是酶，能催化与膜有关的生化反应。

有的与细胞识别有关，如表面抗原。

细胞膜的功能特性——选择透过性。

细胞膜能让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也或以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

细胞膜的选择透过性可以从两个方面理解：

一是磷脂双分子层对某些物质的不透性；二是运输物质的载体具有专一性。

细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。

构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止不动的，而是能够作相对的运动。

细胞膜的主要生理功能——物质运输

细胞的内吞作用和外排作用与细胞膜的流动性有关

核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体及细胞膜都是膜相结构，其功能不一。

但通过膜之间的联系，使它们在独立完成各自功能的同时，又能有效地协同工作，保证细胞细胞生命活动的正常进行。

膜融合是细胞融合的关键，蛋白质的合成和分泌又涉及到众多的膜相结构。

所以，在以往的考试命题中，以生物膜的功能为考查的主要重点。

3、各种生物膜在结构和功能上的联系

由于细胞内的膜在成分结构等方面大致相同，所以，在细胞内各生物膜在结构和功能方面是有密切联系的。

细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。

在内膜的生成发展中，内质网占有很重要的地位，可以说没有一种细胞的膜在生成发展时不依靠内质网的。

（1）在结构上的联系：

（2）在功能上的联系（以分泌蛋白的合成为例）：

膜融合是细胞融合（如植物细胞杂交、高等生物的受精过程）的关键，也与大分子物质进出细胞的内吞、外排作用密切相关。

通过膜之间的联系，使细胞内各种细胞器在独立完成各自功能的同时，又能有效地协同工作，保证细胞生命活动的正常进行。

4、生物膜在生产实践中的应用

（1）在工业方面：

生物膜的各种功能正在成为人工模拟对象，借助于生物膜的选择透过性功能，设计出具有着仪功能的膜结构，可以对各种水进行过滤、分离，从而对水质进行纯化处理。

（2）在农业方面：

通过生物膜的改变来寻找改善农作物品质的途径，例如：

生物膜上的蛋白质如果都能转变成防冻蛋白质，就可望培育出抗寒新品种。

（3）在医学方面：

用人工合成的膜材料来代替人体病变器官，从而达到治疗的目的。

二.生物膜系统

考点要求

内容

高考要求

考题分布

生物膜系统的结构和功能

Ⅱ

01广东,02上海,03上海,04上海,04北京,05北京,05广东

知识网络

1、

概念：

直接联系：

2、生物膜间结构上的联系间接联系：

化学组成：

3、物膜间功能上的联系：

既有分工又有联系

exp:

分泌蛋白的形成过程：

（由线粒体供能）

蛋白质较成熟蛋白质成熟蛋白质特殊功能蛋白质

合成加工加工分泌

小泡小泡

概念：

决定物质运输、能量交换、信号传递

作用化学反应在膜上进行

保证生命活动高效有序地进行

理论上：

工业上：

实践上农业上：

医学上：

1.外分泌蛋白（附着型核糖体合成）：

消化酶、抗体、蛋白质类激素、蚕丝蛋白、乳球

蛋白

内在蛋白（游离型核糖体合成）：

血红蛋白、呼吸氧化酶、载体

2.各种生物膜的联系和转化：

（细胞质基质）

内吞生成线粒体外膜

细胞膜内质网膜——核外膜

溶酶体高尔基体膜液泡

典型例题及解析

例题1．

甲（O）乙（●）两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图（颗粒的多少表示浓度的高低）．在进行跨膜运输时，下列说法正确的是

A．甲进入细胞一定需要能量

B．甲运出细胞一定不需要能量

C．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与

D，乙运出细胞一定有载体蛋白的参与

解析:

从图中可以看出，物质甲的浓度细胞外高于细胞内；物质乙的浓度正好相反；物质进出细胞的方式主要有两种，即自由扩散和主动运输，前者是指小分子物质从高浓度环境进入低浓度环境，不需要载体，不消耗能量；后者主要是被细胞吸收的物质从低浓度到高浓度，且需要载体和消耗能量。

本题以示意图的形式提供解题信息，这是解题作答的依据。

答题时要善于利用题干的文字、图、表或数据，用于进行分析判断。

[例2]细胞膜具有流动性，这种结构特点是指

A.整个细胞膜具有流动性B.细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性

C.细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性D.细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性

解析:

结构与功能的统一贯穿于整个生物界。

细胞膜的流动性的结构基础是细胞膜中的磷脂和蛋白质都具有流动性。

明晰物质的物理特性和结构特性的关系，认识细胞膜的流动性不是细胞膜的物理特性而是其结构特性。