㈠ 生物膜的主要成分
生物膜的化学成分主要有脂类、蛋白质和糖类,此外还含水、无机盐和少量的金属离子。膜中脂类和蛋白质构成了膜的主体,糖类多以复合糖的形式存在,与膜脂或膜蛋白结合分别形成膜糖脂或膜糖蛋白。
1.膜脂
构成膜的脂类有磷脂、胆固醇和糖脂,其中以磷脂为最多。这三种脂类都是双亲媒性分子,即它们都是由一个亲水的极性头部和一个疏水的非极性尾部组成。由于膜脂的这一结构特点,它们在水溶液中能自动聚拢形成脂双分子层,其游离端往往有自动闭合的趋势,形成一种自我封闭而稳定的中空结构,称脂质体。
磷脂 真核细胞膜中的磷脂主要有卵磷脂(磷脂酰胆碱)、脑磷脂(磷脂酰乙醇胺)、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂合磷脂酰肌醇。
胆固醇 是细胞膜内的中性脂类。真核细胞膜中胆固醇含量较高,有的膜内胆固醇与磷脂之比可达1∶1。胆固醇也是双亲媒性分子,包括三部分:极性的羟基团头部、非极性的固醇环和非极性的脂肪酸链尾部。在膜中,胆固醇分子散布在磷脂分子之间,其极性的羟基头部紧靠磷脂的极性头部,将固醇环固定在近磷脂头部的碳氢链上,其余部分分离。这种排列方式对膜的稳定性十分重要。
糖脂 是含一个或几个糖基的脂类,也是双亲媒性分子,存在于所有的动物细胞膜中,约占膜外层脂类分子的50%。动物细胞膜中的糖脂主要是鞘氨醇的衍生物,结构与鞘磷脂相似,只是其头部以糖基替代了磷脂酰碱基。脑苷脂是最简单的糖脂,只含一个糖基(半乳糖或葡萄糖)。在所有细胞中,糖脂均位于膜的非胞质面单层,并将糖基暴露在细胞表面,其作用可能是作为某些大分子的受体,与细胞识别及信息传导有关。
2.膜蛋白
生物膜所含的蛋白叫膜蛋白,是生物膜功能的主要承担者。根据蛋白分离的难易及在膜中分布的位置,膜蛋白基本可分为两大类:外在膜蛋白和内在膜蛋白。外在膜蛋白约占膜蛋白的20%~30%,分布在膜的内外表面,主要在内表面,为水溶性蛋白,它通过离子键、;氢键与膜脂分子的极性头部相结合,或通过与内在蛋白的相互作用,间接与膜结合;内在蛋白约占膜蛋白的70%~80%,是双亲媒性分子,可不同程度的嵌入脂双层分子中。有的贯穿整个脂双层,两端暴露于膜的内外表面,这种类型的膜蛋白又称跨膜蛋白。内在膜蛋白露出膜外的部分含较多的极性氨基酸,属亲水性,与磷脂分子的亲水头部邻近;嵌入脂双层内部的膜蛋白由一些非极性的氨基酸组成,与脂质分子的疏水尾部相互结合,因此与膜结合非常紧密
三、生物膜的两大特性
生物膜具有两个明显的特性,即膜的流动性和膜的不对称性。
1.膜的流动性
生物膜的流动性是膜脂与膜蛋白处于不断的运动状态,它是保证正常膜功能的重要条件。在生理状态下,生物膜既不是晶态,也不是液态,而是液晶态,即介于晶态与液态之间的过渡状态。在这种状态下,其既具有液态分子的流动性,又具有固态分子的有序排列。当温度下降至某一点时,液晶态转变为晶态;若温度上升,则晶态又可溶解为液晶态。这种状态的相互转化称为相变,引起相变的温度称相变温度。在相变温度以上,液晶态的膜脂总是处于可流动状态。膜脂分子有以下几种运动方式:①侧向移动;②旋转运动;③左右摆动;④翻转运动。膜蛋白分子的运动形式有侧向运动和旋转运动二种。
2.膜的不对称性
以脂双层分子的疏水端为界,生物膜可分为近胞质面和非胞质面内外两层,生物膜内外二层的结构和功能有很大差异,这种差异称为生物膜的不对称性。
膜脂分布的不对称主要体现在膜内外两层脂质成分明显不同。如磷脂中的磷脂酰胆碱和鞘磷脂多分布在膜的外层,而磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇多分布在膜的内层,其中磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的头部基团均带负电,致使生物膜内侧的负电荷大于外侧。膜蛋白分布的不对称主要体现在三个方面:①即使是膜内在蛋白都贯穿膜全层,但其亲水端的长度和氨基酸的种类与顺序也不同;②外在蛋白分布在膜的内外表面的定位也是不对称的,如具有酶活性的膜蛋白Mg2+-ATP酶、5'核苷酸酶、磷酸二酯酶等均分布在膜的外表面,而腺苷酸环化酶分布在膜的内表面;③含低聚糖的糖蛋白,其糖基部分布在非胞质面。
四、生物膜的分子结构模型
生物膜的主要化学成分是脂类和蛋白质,还有少量糖类。关于这些组分在膜中是如何排列和组织的、以及它们之间是如何相互作用的等问题,许多学者进行了多方面的研究,先后提出了数十种不同的生物膜分子结构模型,下面介绍公认的流动镶嵌模型。
这一模型是Singer和Nicolson在1972年提出的。流动镶嵌模型保留了夹层学说和单位膜模型中磷脂双层的排列方式,即流动的脂双层分子构成膜的连续主体,蛋白质分子以不同程度镶嵌于脂质双层中。它的主要特点是:①强调了膜的流动性,膜中脂类分子既有固体分子排列的有序性,又有液体的流动性,即流动的脂类分子层构成膜的连续整体;②强调了膜的不对称性和脂类与蛋白质分子的镶嵌关系。膜中球形蛋白质分子不同程度地镶嵌在脂类双分子层中,蛋白质分子的非极性部分嵌入脂类双分子层的疏水尾部去,极性部分露于膜的表面,似一群岛屿一样,无规则地分散在脂类的海洋中。这二模型的不足之处在于它忽视了蛋白质分子对脂类分子流动性的控制作用,忽视了膜的各个部分流动性的不均匀性等等。
五、小分子物质的跨膜运输
每一个活细胞要维持其正常的生命活动,必须通过细胞膜从外界及时地吸取营养物质,同时要不断地排出其代谢产物。这些营养物质和代谢产物进出生物膜的方式,根据是否需要膜蛋白的介导分为单纯扩散和膜蛋白介导的跨膜运输两种。根据运输过程中是甭消耗代谢能又把后者分为被动运输和主动运输两种方式。
1.膜的选择性通透和单纯扩散
一些物质不需要膜蛋白的帮助,能顺浓度梯度自由扩散,通过膜的脂双层,这种跨膜运输的形式,称为单纯扩散,又称为被动扩散,它不需要消耗能量,是物质跨膜运输中最简单的一种形式。一般来说分子量小、脂溶性强的非极性的分子能迅速地通过脂双层膜,不带电荷的小分子也较易通透,如CO2、O2、乙醇和尿素可迅速扩散通过脂双层。H2O因为分子小,不带电荷,且本身具有双极结构,也很容易通过膜。一些带电分子如Na+、K+、Cl-等尽管分子很小,往往因其周围形成的水化层而难以通过脂双层的疏水区而完全不能通透。不带电的葡萄糖,因分子太大,也几乎不能自由扩散过膜。
2.膜蛋白介导的跨膜运输
对一些相对较大的极性或带电的分子,如葡萄糖、氨基酸及离子等物质均不能自由通过膜。这些物质的运输均需要有膜蛋白的介导,这些蛋白称膜运输蛋白。根据膜蛋白介导物质运输的形式,又可分为载体蛋白介导和通道蛋白介导两大类型
㈡ 生物膜主要成分是什么细胞膜主要成分是什么
细胞膜的主要是由50%的脂质{主要为磷脂},40%的蛋白质和2%-10%的糖类组成
生物膜的化学成分主要有脂类、蛋白质和糖类,此外还含水、无机盐和少量的金属离子。膜中脂类和蛋白质构成了膜的主体,糖类多以复合糖的形式存在,与膜脂或膜蛋白结合分别形成膜糖脂或膜糖蛋白。
㈢ 下列关于生物膜和半透膜的说法正确的是
答案是D
A.如玻璃纸是半透膜,但不是生物膜
B.植物细胞发生质壁分离时,原生质体相当于半透膜
C.半透膜可以是玻璃纸等,玻璃纸的主要成分不是脂质和蛋白质
D.正确
打字慢了,坑爹啊。。。。。。
㈣ 半透膜和生物膜的区别和联系
半透膜无选择性,好比过滤用的滤纸,大的分子不能通过。
生物膜是选择透过性,可对物质有选择的吸收、排出。
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㈤ 生物膜基本化学成分元素
生物膜是由磷脂和蛋白质组成的
磷脂含有CHOP,蛋白质含CHON
所以生物膜基本化学成分的化学元素为什么是C、H、O、N、P
㈥ 生物膜的主要化学成分有哪些
生物膜的化学成分主要有脂类、蛋白质和糖类,此外还含水、无机盐和少量的金属离子。膜中脂类和蛋白质构成了膜的主体,糖类多以复合糖的形式存在,与膜脂或膜蛋白结合分别形成膜糖脂或膜糖蛋白。
㈦ 生物膜主要成分是什么
生物膜
定义:
生物膜(bioligical membrane):镶嵌有蛋白质的脂双层,起着画分和分隔细胞和细胞器作用生物膜也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。
结构:
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。
膜蛋白:
内在膜蛋白(integral membrane protein):插入脂双层的疏水核和完全跨越脂双层的膜蛋白。
外周膜蛋白(peripheral membrane protein):通过与膜脂的极性头部或内在的膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内或外表面弱结合的膜蛋白。
通道蛋白(channel protein):是带有中央水相通道的内在膜蛋白,它可以使大小适合的离子或分子从膜的任一方向穿过膜。
(膜)孔蛋白(pore protein):其含意与膜通道蛋白类似,只是该术语常用于细菌。
膜的运输功能:
通透系数(permeability coefficient):是离子或小分子扩散过脂双层膜能力的一种量度。通透系数大小与这些离子或分子在非极性溶液中的溶解度成比例。
被动转运(passive transport):那称为易化扩散。是一种转运方式,通过该方式溶质特异的结合于一个转运蛋白上,然后被转运过膜,但转运是沿着浓度梯度下降方向进行的,所以被动转达不需要能量的支持。
主动转运(active transport):一种转运方式,通过该方式溶质特异的结合于一个转运蛋白上然后被转运过膜,与被动转运运输方式相反,主动转运是逆着浓度梯度下降方向进行的,所以主动转运需要能量的驱动。在原发主动转运过程中能源可以是光,ATP或电子传递;而第二级主动转运是在离子浓度梯度下进行的。
协同运输(contransport):两种不同溶质的跨膜的耦联转运。可以通过一个转运蛋白进行同一方向(同向转运)或反方向(反向转运)转运。
胞吞(作用)(endocytosis):物质被质膜吞入并以膜衍生出的脂囊泡形成(物质在囊泡内)被带入到细胞内的过程。
细胞是人体和其他生物体一切生命活动结构与功能的基本单位。体内所有的生理功能和生化反应,都是在细胞及其合成排泄的基质(如细胞间隙中的胶原和蛋白聚糖)的物质基础上进行的。一切动物细胞都被一层薄膜所包裹,这称作细胞膜,为生物膜的一种,它把细胞内容物和细胞的周围环境分割开来。在地球上出现有生命物质和它由简单到复杂的长期演化过程中,生物膜的出现是一次飞跃,它使细胞能够既独立于环境而存在,又能通过生物膜与周围环境进行有选择的物质交换而维持生命活动。显然,细胞要维持正常的生命活动,不仅细胞的内容物不能流失,且其化学组成必须保持相对稳定,这就需要在细胞和它的环境之间有某种特殊的屏障存在。它能使新陈代谢过程中,经常由细胞得到氧气和营养物质接受各种信息分子和离子,排出代谢产物和废物,使细胞保持稳态,这对维持细胞的生命活动极为重要。因此生物膜是一个具有特殊结构和功能的选择性通透膜,它的主要功能可归纳为:能量转换、物质运送、信息识别与传递。
对各种膜性结构的化学分析表明,膜主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成。生物膜所具有的各种功能,在很大程度上决定于膜内所含的蛋白质;细胞和周围环境之间的物质、能量和信息的交换,大多与细胞膜上的蛋白质有关。细胞膜蛋白质就其功能可分为以下几类:一类是能识别各种物质,在一定条件下有选择地使其通过细胞膜的蛋白质如通道蛋白;另一类是分布在细胞膜表面,能“辨认”和接受细胞环境中特异的化学性刺激的蛋白质,这统称为受体;还有一大类膜蛋白质属于膜内酶类,种类甚多;此外,膜蛋白质可以是和免疫功能有关的物质。总之,不同细胞都有它特有的膜蛋白质,这是决定细胞在功能上的特异性的重要因素。一个进行着新陈代谢的活细胞,不断有各种各样的物质(从离子和小分子物质到蛋白质大分子,以及团块性物质或液体)进出细胞,包括各种供能物质、合成新物质的原料、中间代谢产物、代谢终产物、维生素、氧和CO2等进出细胞,它们都与膜上的特定的蛋白质有关。
跨过生物膜的物质运送是生物膜的主要功能之一。物质运送可分为被动运送和主动运送两大类。被动运送是物质从高浓度一侧,顺浓度梯度的方向,通过膜运送到低浓度一侧的过程,这是一个不需要外界供给能量的自发过程。而物质的主动运送,是指细胞膜通过特定的通道或运载体把某种分子(或离子)转运到膜的另一侧去。
㈧ 半透膜是生物膜的一种吗
答案D
生物膜一定是半透膜,半透膜不一定是生物膜,植物细胞发生质壁分离是原生质层相当于半透膜,半透膜可以是人工合成的如玻璃纸
㈨ 生物膜与半透膜的关系
答:生物膜是选择透过性膜,被选择的物质可能通过,不被选择的物质不能通过。它具有半透膜的特点。半透膜是一种多孔性膜,它允许孔径小的物质通过,不允许比其孔径大的物质通过,它不具选择性。