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生物膜怎麼數

發布時間:2022-05-14 14:22:33

Ⅰ 生物膜是怎麼製成的

生物膜的化學成分主要有脂類、蛋白質和糖類,此外還含水、無機鹽和少量的金屬離子。膜中脂類和蛋白質構成了膜的主體,糖類多以復合糖的形式存在,與膜脂或膜蛋白結合分別形成膜糖脂或膜糖蛋白。 1.膜脂 構成膜的脂類有磷脂、膽固醇和糖脂,其中以磷脂為最多。這三種脂類都是雙親媒性分子,即它們都是由一個親水的極性頭部和一個疏水的非極性尾部組成。由於膜脂的這一結構特點,它們在水溶液中能自動聚攏形成脂雙分子層,其游離端往往有自動閉合的趨勢,形成一種自我封閉而穩定的中空結構,稱脂質體。 磷脂 真核細胞膜中的磷脂主要有卵磷脂(磷脂醯膽鹼)、腦磷脂(磷脂醯乙醇胺)、磷脂醯絲氨酸、鞘磷脂合磷脂醯肌醇。 膽固醇 是細胞膜內的中性脂類。真核細胞膜中膽固醇含量較高,有的膜內膽固醇與磷脂之比可達1∶1。膽固醇也是雙親媒性分子,包括三部分:極性的羥基團頭部、非極性的固醇環和非極性的脂肪酸鏈尾部。在膜中,膽固醇分子散布在磷脂分子之間,其極性的羥基頭部緊靠磷脂的極性頭部,將固醇環固定在近磷脂頭部的碳氫鏈上,其餘部分分離。這種排列方式對膜的穩定性十分重要。 糖脂 是含一個或幾個糖基的脂類,也是雙親媒性分子,存在於所有的動物細胞膜中,約占膜外層脂類分子的50%。動物細胞膜中的糖脂主要是鞘氨醇的衍生物,結構與鞘磷脂相似,只是其頭部以糖基替代了磷脂醯鹼基。腦苷脂是最簡單的糖脂,只含一個糖基(半乳糖或葡萄糖)。在所有細胞中,糖脂均位於膜的非胞質面單層,並將糖基暴露在細胞表面,其作用可能是作為某些大分子的受體,與細胞識別及信息傳導有關。 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擔者。根據蛋白分離的難易及在膜中分布的位置,膜蛋白基本可分為兩大類:外在膜蛋白和內在膜蛋白。外在膜蛋白約占膜蛋白的20%~30%,分布在膜的內外表面,主要在內表面,為水溶性蛋白,它通過離子鍵、;氫鍵與膜脂分子的極性頭部相結合,或通過與內在蛋白的相互作用,間接與膜結合;內在蛋白約占膜蛋白的70%~80%,是雙親媒性分子,可不同程度的嵌入脂雙層分子中。有的貫穿整個脂雙層,兩端暴露於膜的內外表面,這種類型的膜蛋白又稱跨膜蛋白。內在膜蛋白露出膜外的部分含較多的極性氨基酸,屬親水性,與磷脂分子的親水頭部鄰近;嵌入脂雙層內部的膜蛋白由一些非極性的氨基酸組成,與脂質分子的疏水尾部相互結合,因此與膜結合非常緊密 三、生物膜的兩大特性 生物膜具有兩個明顯的特性,即膜的流動性和膜的不對稱性。 1.膜的流動性 生物膜的流動性是膜脂與膜蛋白處於不斷的運動狀態,它是保證正常膜功能的重要條件。在生理狀態下,生物膜既不是晶態,也不是液態,而是液晶態,即介於晶態與液態之間的過渡狀態。在這種狀態下,其既具有液態分子的流動性,又具有固態分子的有序排列。當溫度下降至某一點時,液晶態轉變為晶態;若溫度上升,則晶態又可溶解為液晶態。這種狀態的相互轉化稱為相變,引起相變的溫度稱相變溫度。在相變溫度以上,液晶態的膜脂總是處於可流動狀態。膜脂分子有以下幾種運動方式:①側向移動;②旋轉運動;③左右擺動;④翻轉運動。膜蛋白分子的運動形式有側向運動和旋轉運動二種。 2.膜的不對稱性 以脂雙層分子的疏水端為界,生物膜可分為近胞質面和非胞質面內外兩層,生物膜內外二層的結構和功能有很大差異,這種差異稱為生物膜的不對稱性。 膜脂分布的不對稱主要體現在膜內外兩層脂質成分明顯不同。如磷脂中的磷脂醯膽鹼和鞘磷脂多分布在膜的外層,而磷脂醯乙醇胺、磷脂醯絲氨酸和磷脂醯肌醇多分布在膜的內層,其中磷脂醯乙醇胺和磷脂醯絲氨酸的頭部基團均帶負電,致使生物膜內側的負電荷大於外側。膜蛋白分布的不對稱主要體現在三個方面:①即使是膜內在蛋白都貫穿膜全層,但其親水端的長度和氨基酸的種類與順序也不同;②外在蛋白分布在膜的內外表面的定位也是不對稱的,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,而腺苷酸環化酶分布在膜的內表面;③含低聚糖的糖蛋白,其糖基部分布在非胞質面。 四、生物膜的分子結構模型 生物膜的主要化學成分是脂類和蛋白質,還有少量糖類。關於這些組分在膜中是如何排列和組織的、以及它們之間是如何相互作用的等問題,許多學者進行了多方面的研究,先後提出了數十種不同的生物膜分子結構模型,下面介紹公認的流動鑲嵌模型。 這一模型是Singer和Nicolson在1972年提出的。流動鑲嵌模型保留了夾層學說和單位膜模型中磷脂雙層的排列方式,即流動的脂雙層分子構成膜的連續主體,蛋白質分子以不同程度鑲嵌於脂質雙層中。它的主要特點是:①強調了膜的流動性,膜中脂類分子既有固體分子排列的有序性,又有液體的流動性,即流動的脂類分子層構成膜的連續整體;②強調了膜的不對稱性和脂類與蛋白質分子的鑲嵌關系。膜中球形蛋白質分子不同程度地鑲嵌在脂類雙分子層中,蛋白質分子的非極性部分嵌入脂類雙分子層的疏水尾部去,極性部分露於膜的表面,似一群島嶼一樣,無規則地分散在脂類的海洋中。這二模型的不足之處在於它忽視了蛋白質分子對脂類分子流動性的控製作用,忽視了膜的各個部分流動性的不均勻性等等。 五、小分子物質的跨膜運輸 每一個活細胞要維持其正常的生命活動,必須通過細胞膜從外界及時地吸取營養物質,同時要不斷地排出其代謝產物。這些營養物質和代謝產物進出生物膜的方式,根據是否需要膜蛋白的介導分為單純擴散和膜蛋白介導的跨膜運輸兩種。根據運輸過程中是甭消耗代謝能又把後者分為被動運輸和主動運輸兩種方式。 1.膜的選擇性通透和單純擴散 一些物質不需要膜蛋白的幫助,能順濃度梯度自由擴散,通過膜的脂雙層,這種跨膜運輸的形式,稱為單純擴散,又稱為被動擴散,它不需要消耗能量,是物質跨膜運輸中最簡單的一種形式。一般來說分子量小、脂溶性強的非極性的分子能迅速地通過脂雙層膜,不帶電荷的小分子也較易通透,如CO2、O2、乙醇和尿素可迅速擴散通過脂雙層。H2O因為分子小,不帶電荷,且本身具有雙極結構,也很容易通過膜。一些帶電分子如Na+、K+、Cl-等盡管分子很小,往往因其周圍形成的水化層而難以通過脂雙層的疏水區而完全不能通透。不帶電的葡萄糖,因分子太大,也幾乎不能自由擴散過膜。 2.膜蛋白介導的跨膜運輸 對一些相對較大的極性或帶電的分子,如葡萄糖、氨基酸及離子等物質均不能自由通過膜。這些物質的運輸均需要有膜蛋白的介導,這些蛋白稱膜運輸蛋白。根據膜蛋白介導物質運輸的形式,又可分為載體蛋白介導和通道蛋白介導兩大類型

Ⅱ 生物膜的功能和膜上的蛋白質的數量及種類有什麼關系

生物膜的功能復雜程度與膜上蛋白質的種類和數量有關。
解析:生物膜的功能越復雜,膜上蛋白質種類和數量越多,例如一些物質的跨膜運輸可能需要藉助載體蛋白,細胞間的信息交流可能需要藉助受體蛋白等。

Ⅲ 怎麼算是穿越生物膜

細胞是人體和其他生物體一切生命活動結構與功能的基本單位。體內所有的生理功能和生化反應,都是在細胞及其合成排泄的基質(如細胞間隙中的膠原和蛋白聚糖)的物質基礎上進行的。一切動物細胞都被一層薄膜所包裹,這稱作細胞膜,為生物膜的一種,它把細胞內容物和細胞的周圍環境分割開來。在地球上出現有生命物質和它由簡單到復雜的長期演化過程中,生物膜的出現是一次飛躍,它使細胞能夠既獨立於環境而存在,又能通過生物膜與周圍環境進行有選擇的物質交換而維持生命活動。顯然,細胞要維持正常的生命活動,不僅細胞的內容物不能流失,且其化學組成必須保持相對穩定,這就需要在細胞和它的環境之間有某種特殊的屏障存在。它能使新陳代謝過程中,經常由細胞得到氧氣和營養物質接受各種信息分子和離子,排出代謝產物和廢物,使細胞保持穩態,這對維持細胞的生命活動極為重要。因此生物膜是一個具有特殊結構和功能的選擇性通透膜,它的主要功能可歸納為:能量轉換、物質運送、信息識別與傳遞。
對各種膜性結構的化學分析表明,膜主要由脂質、蛋白質和糖類等物質組成。生物膜所具有的各種功能,在很大程度上決定於膜內所含的蛋白質;細胞和周圍環境之間的物質、能量和信息的交換,大多與細胞膜上的蛋白質有關。細胞膜蛋白質就其功能可分為以下幾類:一類是能識別各種物質,在一定條件下有選擇地使其通過細胞膜的蛋白質如通道蛋白;另一類是分布在細胞膜表面,能「辨認」和接受細胞環境中特異的化學性刺激的蛋白質,這統稱為受體;還有一大類膜蛋白質屬於膜內酶類,種類甚多;此外,膜蛋白質可以是和免疫功能有關的物質。總之,不同細胞都有它特有的膜蛋白質,這是決定細胞在功能上的特異性的重要因素。一個進行著新陳代謝的活細胞,不斷有各種各樣的物質(從離子和小分子物質到蛋白質大分子,以及團塊性物質或液體)進出細胞,包括各種供能物質、合成新物質的原料、中間代謝產物、代謝終產物、維生素、氧和CO2等進出細胞,它們都與膜上的特定的蛋白質有關。
跨過生物膜的物質運送是生物膜的主要功能之一。物質運送可分為被動運送和主動運送兩大類。被動運送是物質從高濃度一側,順濃度梯度的方向,通過膜運送到低濃度一側的過程,這是一個不需要外界供給能量的自發過程。而物質的主動運送,是指細胞膜通過特定的通道或運載體把某種分子(或離子)轉運到膜的另一側去。這種轉運有選擇性,通道或運載體能識別所需的分子或離子,能對抗濃度梯度,所以是一種耗能過程。在膜的主動運送中所需要的能量只能由物質所通過的膜或膜所屬的細胞來供給。在細胞膜的這種主動運送中,很重要且研究得很充分的是關於Na+,K+的主動運送。包括人體細胞在內的所有動物細胞,其細胞內液和外液中的Na+,K+濃度有很大不同。以神經和肌肉細胞為例,正常時膜內K+濃度約為膜外的30倍,膜外Na+濃度約為膜內的12倍。這種明顯的濃度差的形成和維持,與細胞膜的某種功能有關,而此功能要靠新陳代謝的正常進行。例如,低溫、缺氧或一些代謝抑制劑的使用,會引起細胞內外Na+,K+正常濃度差的減小,而在細胞恢復正常代謝活動後,上述濃度差又可恢復。很早就有人推測,各種細胞的細胞膜上普遍存在著一種稱為鈉鉀泵的結構,簡稱鈉泵,它們的作用就是能夠逆著濃度差主動地將細胞內的Na+移出膜外,同時將細胞外的K+移入膜內,因而形成和保持了Na+和K+在膜兩側的特殊分布。後來大量科學實驗證明,鈉泵實際上就是膜結構中的一種特殊蛋白質,它本身具有催化ATP水解的活性,可以把 ATP分子中的高能鍵切斷而釋放能量,並利用此能量進行Na+,K+的主動運送。因此鈉泵就是這種被稱為Na+-K+依賴式ATP酶的蛋白質。細胞膜上的鈣泵也是一種ATP酶,它能把細胞內過多的Ca2+轉移到細胞外去。
生物膜是當前分子生物學、細胞生物學中一個十分活躍的研究領域。關於生物膜的結構,生物膜與能量轉換、物質運送、信息傳遞,以及生物膜與疾病等方面的研究及用合成化學的方法制備簡單模擬膜和聚合生物膜等方面不斷取得新進展。另外,人們正在研究對物質具有優良識別能力的人造膜,使模仿生物膜機能的人造內臟器官,應用於醫療診斷。

Ⅳ 請問填料表面的生物膜量怎麼計算

如果你也是搞環保的話,我來說說看吧。填料表面的生物膜量通常是用烘乾法,將一定體積的填料烘乾稱重,對比未掛膜前填料的乾重來測,兩者相減得到生物膜量的數據,單位一般是mg/L,和污泥濃度差不多的。我有時候要做的,比較頭疼,速度太慢了,呵呵

Ⅳ 怎麼判斷一種生物有沒有生物膜系統高中生物

生物膜包括細胞膜和細胞器膜。當然這里還包括細胞核膜,因為細胞核不屬於細胞器,所以概念里不提。只要有生物膜的一種或都有,那都叫有生物膜系統。原核生物只有核糖體(無膜)這一細胞器,但它畢竟還有細胞膜,所以還是有生物膜的。

Ⅵ 生物膜,磷脂雙分子層,細胞膜的概念,和數量關系

一層生物膜一層磷脂雙分子層,而細胞膜有一層生物膜,即一層磷脂雙分子層。此外,有一些細胞器有兩層生物膜,如,線粒體,葉綠體。當然,核膜也有兩層生物膜。還有一些細胞器無膜,如,核糖體,中心體。

Ⅶ 生物膜上載體蛋白數量 細胞膜上某種載體蛋白的數量是固定的嗎

細胞膜上某種載體蛋白的數量是固定的,這是不準確的說法,應該是細胞在相同狀態下,細胞膜上某種載體蛋白的數量是「穩定」的而不是(固定的)

Ⅷ 生物膜之間是怎麼轉化的

僅就蛋白質分泌物的形成和分泌,就可以說明內質網膜可以通過「出芽」的形式形成囊泡到達高爾基體,轉化成高爾基體膜。高爾基體膜也可以通過「出芽」的形式形成囊泡到達細胞膜,轉化成細胞膜。

Ⅸ 請教專家,生物膜污水處理系統(小型)每天水量25噸,那麼每年的污泥產生量是多少,大概的數就行。謝謝!

這個處理系統,
如果正常設計,活性污泥法,一公斤BOD產泥量約0.4kg
生物膜法,產泥量為0.2kg/kgBOD
生活污水一般進水BOD=200左右,按全部去除,生物膜法產泥量為0.04kg/t;
一天25噸水,一年按365天計算;共有約9000噸污水。
每年產生的絕干泥量應為9000*0.04=360kg干泥
其含水率一般為96%以上,如果沒有污泥濃縮干化設備,每年產生的濕泥至少9噸(泥水)
如果你的生物反應池夠大,可能產泥的量更少,生物膜自身氧化分解了一大部分,隨著出水SS的排出,也流失了一大部分。所以,這個系統,一年排不了幾次污泥。用個泵,直接把泥打到化糞池,分解掉,或者用抽糞車,一個季度抽一次,就行了。

Ⅹ 懸浮填料生物膜上的生物量怎麼測量

懸浮填料生物膜上的生物量怎麼測量
是近似解的誤差不能超過實際問題所允許的誤差范圍。 第四步:對簡化後的基本量進行標定,給出它們的科學內涵。即標明哪些是常量,哪些是已知量,哪些是待求量,哪些是矢量,哪些是標量,這些量的物理含義是什麼? 第五步:按數學模型求出結果。 第六步:驗證數學模型。驗證時可根據情況對模型進行修正,使其符合程度更高,當然這以求原模型與實際情況基本相符為原則。

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