生物膜系统的结构和功能(完整)1全解
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生物膜结构及功能生物膜是一种具有特殊结构和功能的生物组织,广泛存在于生物界的各个领域,从单细胞生物到多细胞生物的各个层次上都能找到生物膜的存在。
生物膜结构的特点使其能够完成多种生理功能,如细胞信号传导、物质转运和细胞黏附等。
生物膜一般由脂质双层、膜蛋白和糖蛋白组成。
其中,脂质双层是生物膜最基本的结构单位,它由疏水的脂质分子聚集形成。
脂质分子主要由磷脂和胆固醇组成,其中磷脂分子具有两端不同性质的亲水头部和疏水尾部。
亲水头部朝向细胞外部和细胞内部的水相,而疏水尾部则朝向膜内。
这种分子结构使得磷脂分子能够在水相和脂相之间形成一个稳定的界面。
除了脂质双层外,膜蛋白也是生物膜中的重要组成部分。
膜蛋白具有多种不同的功能,包括物质的转运、细胞信号的传导和细胞间的黏附等。
根据其位置和结构特点,膜蛋白可分为跨膜蛋白和周质蛋白两大类。
跨膜蛋白穿过整个脂质双层,其重要功能是实现物质的跨膜转运,以满足细胞内外环境的需要;而周质蛋白则紧密贴附在脂质双层的一侧,其功能主要是参与细胞间的信号传导和细胞黏附过程。
糖蛋白是另一类重要的膜结构成分,它们具有较长的糖链,可参与细胞的识别和黏附过程。
糖蛋白通过其糖链与其他分子或细胞表面的配体发生相互作用,从而实现细胞间的特异识别和黏附。
生物膜的结构特点为其功能提供了基础。
首先,脂质双层的存在使生物膜具有选择性通透性。
由于脂质双层的疏水性,它可以阻止水溶性物质自由通过,但却能够容许一些特定的物质通过。
此外,膜蛋白的存在可以进一步调控物质的转运过程,使得细胞能够有选择地吸收和排出物质。
其次,生物膜的结构还能使细胞内外的环境保持稳定。
脂质双层为细胞提供一个隔离的环境,可以阻止溶质的扩散。
此外,膜蛋白还可以调节细胞内外溶质的平衡,保持细胞内的稳态平衡。
生物膜还具有其他一些重要的功能。
例如,生物膜是细胞信号传导的关键部分。
膜蛋白可以通过特定的结构域与信号分子结合,传递信号并激活下游的反应。
此外,生物膜还能通过细胞表面的糖蛋白参与细胞的识别和黏附过程。
易错点04 生物膜的组成和作用生物膜的组成和作用,是高考命题的热点之一。
命题内容常常以选择题或非选择题形式考查生物膜系统的组成和作用。
这类试题具有较强的综合性,而且以结构图或文字设置试题情境,在复习备考中,需要梳理相关知识,加强图文转换练习,切实提高获取信息能力,将知识准确、合理的应用,同时关注易错点,并通过练习加强理解掌握,这样才能通过复习提高得分率。
同时还要注意以下细微易错陷阱:易错陷阱1:生物膜系统的概念。
对生物膜系统概念的内涵和外延理解不准确造成错误。
常见错误观点:①生物体内的膜结构均为生物膜系统。
②原核生物具有生物膜系统。
③囊泡不属于生物膜系统。
易错陷阱2:细胞膜具有能量转换的功能。
对细胞膜的功能掌握不全面造成错误判断。
易错陷阱3:分泌蛋白和胞内蛋白的判断及参与其合成过程的细胞结构。
对消化酶、抗体和一部分蛋白类激素等分泌蛋白和血红蛋白等胞内蛋白的分布部位不清楚造成错误判断。
易错陷阱4:各种膜蛋白的不同功能。
对受体、载体等膜蛋白的分布和功能混淆造成错误判断。
易错陷阱5:溶酶体的来源和功能。
对溶酶体来源于高尔基体、溶酶体的功能、溶酶体内水解酶需要内质网和高尔基体加工等知识掌握不牢造成错误判断。
易错陷阱6:磷脂分子层数与单双膜的关系。
对生物膜流动镶嵌模型结构知识知识掌握不牢造成错误判断。
单层膜由一层磷脂双分子层构成,双层膜有两层磷脂双分子层构成。
例题1、(2022 浙江卷·T7)动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。
下列叙述正确的是()A.光面内质网是合成该酶的场所B.核糖体能形成包裹该酶的小泡C.高尔基体具有分拣和转运该酶的作用D.该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现例题2、(2021八省联考福建卷·T2)下列关于生物膜蛋白的叙述,错误的是A.小鼠精子和卵细胞之间的识别需要膜蛋白的参与B.促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合C.叶绿体外膜上的蛋白质可以吸收光能和催化光反应D.癌细胞膜上的糖蛋白减少导致癌细胞之间黏着性降低1. 细胞生物膜系统的组成和功能。
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。
生物膜系统的组成及功能
生物膜系统由细胞膜、核膜、细胞器膜等结构组成,其组成成分和结构相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
其功能主要有以下几点:- 物质运输:细胞膜能控制物质的进出。
- 信息传递:在细胞识别、免疫、突触递质传递、受精作用等过程中,生物膜系统发挥着重要作用。
- 区域化:通过生物膜系统,细胞内部被划分为不同的区域,使得化学反应能够独立、有序地进行。
- 酶附着位点:广阔的生物膜为酶提供了附着的位点,为生化反应的进行创造了条件。
总的来说,生物膜系统是细胞内各种结构协调配合的重要体现,对于细胞的正常运转和生命活动的维持至关重要。
简述生物膜的结构并说明生物膜具有的结构和功能特点
答:
结构:细胞膜及细胞的内膜系统统称为生物膜,厚7-8nm,主要由脂质和蛋白质分子以非共价键组合装配而成。
目前关于生物膜结构的公认模型是美国科学家辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型。
生物膜的骨架是具有流动性的磷脂双分子层,脂双层表面亲水,内部疏水。
脂双层中有以不同方式镶嵌其中的蛋白质分子,穿过脂双层内部疏水核心的为膜内外蛋白,与脂双层表面亲水区结合或贴附在膜内在蛋白外端的为膜周边蛋白。
除了脂类和蛋白质,细胞膜表面还有糖类分子,称为糖膜。
功能:
①生物膜将细胞分隔成一个个区室,为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境。
②膜的面积增加,使各种酶能分布在膜的一定部位,提高了在膜上进行的生理功能,保证细胞有条不紊的进行各种生命活动
③屏障作用,膜两侧的水溶性物质不能自由通过
④选择性物质运输,伴随着能量的传递
⑤信号识别和信息转导功能(主要依靠糖蛋白)
⑥物质转运:细胞与周围环境之间的物质交换,是通过细胞膜的转运功能实现的
⑦生理功能:激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。
2022年高考生物总复习:生物膜系统的结构和功能
【典例】图1为细胞的生物膜系统概念图,图2表示的是多种生物膜及其膜上发生的物质变化。
下列相关叙述中,错误的是()
图1
图2
A.图1中的a和g分别表示核膜和细胞膜
B.图2中所示的生物膜A、C均与图1中的e对应,B与图1中f对应
C.图1中的c可进行光合作用的光反应
D.图2中的D应为细胞膜,图中的ATP主要由图1中的d提供
[慧眼识图获取信息]
(1)析图1
(2)析图2
①A膜可实现葡萄糖→纤维素,则A为高尔基体膜;
②B膜可合成性激素,应为内质网膜;
③C膜可加工肽链,应为内质网膜;
④D膜可主动运输K+,应为细胞膜。
答案B
【对点小练】
(2017·天星教育大联考)下列关于生物膜系统的叙述,正确的是()
A.生物膜中所含有的成分都有糖蛋白
B.能量转换可发生在线粒体和叶绿体的内膜上
C.胰岛素的合成与内质网有关,性激素的合成与内质网无关
D.浆细胞分泌抗体的过程体现了生物膜的流动性
解析不是所有的生物膜上都有糖蛋白,A错误;叶绿体的内膜上不发生能量转换,B错误;性激素属于固醇,固醇属于脂质,脂质的合成与内质网有关,C错误;抗体分泌过程中,囊泡与高尔基体膜、细胞膜的融合体现了生物膜的流动性,D正确。
答案D
生物膜间的“联系”三层面。
生物膜系统的构成
1 生物膜系统
生物膜系统是一种新型的生物反应器,它包含生物反应器的各种元素,用于化学反应的过程。
它对于生物分离、生物吸附和物理反应都有非常重要的功能。
具体而言,包括了膜、支持体、脱盐剂、抗凝剂、膜保护剂、消毒剂和调节剂等不同的元素。
1.1 膜(Membrane)
生物膜系统的核心部分是膜,它的作用是过滤溶液中的微粒,以及把生物成分和物质分离。
它的组成有内全非特异性型膜和部分特异性型膜,可以根据需要选择不同的膜材料。
1.2 支持体(Support)
支持体将膜固定在特定的容器中,主要由离子交换型活性炭来制作,可以保证膜的稳定性以及膜的功能。
1.3 脱盐剂、抗凝剂、膜保护剂和消毒剂
脱盐剂也称为离子交换剂,它可以去除溶液中的离子,从而减少盐分对膜系统的污染;抗凝剂可以防止有机物在溶液中发生块状凝聚现象;膜保护剂可以增强膜的抗冲击性、耐酸碱性等性质;消毒剂可以有效杀灭病毒、细菌、真菌以及大肠杆菌等有害物质。
1.4 调节剂
为了调节膜系统的稳定性,需要引入多种调节剂。
比如,pH调节剂可以将溶液的PH值调节到适当的范围;抗冲击剂可以增强膜的抗冲击能力;阻气剂可以阻止气泡的产生;膜收缩剂可以收缩膜并增强膜的稳定性;结构性剂可以增加膜的阻力;溶胶剂可以起到混合溶液的作用。
以上就是生物膜系统构成的介绍,生物膜系统的运用已经在很多领域得到广泛应用,如水处理、分离净化、污水处理、食品生物技术等,在环境和重要行业的发展中发挥着重要的作用。