生物膜的研究到哪裡了

Ⅰ 生物膜離子通道的研究簡史

在生物電產生機制的研究中發現了生物膜對離子通透性的變化。1902年J.伯恩斯坦在他的膜學說中提出神經細胞膜對鉀離子有選擇通透性。1939年A.L.霍奇金與A.F.赫胥黎用微電極插入槍烏賊巨神經纖維中，直接測量到膜內外電位差。1949年A.L.霍奇金和B.卡茨在一系列工作基礎上提出膜電位離子假說，認為細胞膜動作電位的發生是膜對納離子通透性快速而特異性地增加，稱為「鈉學說」。尤其重要的是，1952年A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎用電壓鉗技術在槍烏賊巨神經軸突上對細胞膜的離子電流和電導進行了細致地定量研究，結果表明Na+和K+的電流和電導是膜電位和時間的函數，並首次提出了離子通道的概念。他們的模型 (H-H模型）認為，細胞膜的K+通道受膜上4個帶電粒子的控制，當4個粒子在膜電場作用下同時移到某一位置時，K+才能穿過膜。
另一方面，1955年，卡斯特羅和B.卡茨對神經-肌肉接頭突觸傳遞過程的研究發現：突觸後膜終板電位的發生，是由於神經遞質乙醯膽鹼(Ach）作用於終板膜上受體的結果，從而確認了受化學遞質調控的通道。60年代，用各種生物材料對不同離子通透性的研究表明，各種離子在膜上各自有專一性的運輸機構，曾經提出運輸機構是載體、洞孔和離子交換等模型。1973年和1974年，C.M.阿姆斯特朗、F.貝薩尼利亞及R.D.凱恩斯、E.羅賈斯兩組分別在神經軸突上測量到與離子通道開放相關的膜內電荷的運動，稱為門控電流，確認了離子通道的開放與膜中帶電成分運動的依從性。1976年E.內爾和B.薩克曼創立了離子單通道電流記錄技術，並迅速得到推廣應用，近年用這種技術發現了一些新型離子通道，為深入研究通道的結構和功能提供了有力的工具。
80年代初，學者們先後從細胞膜上分離和純化了一些運輸離子的功能性蛋白質，並在人工膜上成功地重建了通道功能，從而肯定了離子通道實體就是膜上一些特殊蛋白質分子或其復合物。近年，科學家應用基因重組技術研究離子通道的結構，1982和1984年，紐莫及合作者先後測定了N型Ach受體和Na+通道蛋白的氨基酸序列。

Ⅱ 怎樣研究細胞膜

科學家對細胞進行研究，發現動物的細胞外面有一層十分薄的膜，叫細胞膜。它把細胞與外界環境隔離開來。細胞膜的結構十分復雜。它不僅含有蛋白質，還含有磷脂、糖、金屬離子和水等。

別看這層薄薄的膜，作用可大呢！就拿通透性來說，對各種物質並非「一視同仁」，而是有選擇性的。對有些物質「大開綠燈」，暢通無阻，使之順利進入細胞；而對另一些物質則亮起紅燈，「禁止通行」。它又能把細胞內的分泌物排到細胞外。在這里，細胞膜起到調節細胞內外物質的交換作用。

對生物膜的研究產生了一門新的技術——膜技術。因此，各種各樣的人工膜應運而生。人工膜廣泛應用於分離液體混合物、鹹水和海水淡化、污水處理、氣體分離、凈化、濃縮某些物質等。

人體腎臟的腎小球的膜，就是一個極好的過濾器，血液流過時，除了紅細胞、白細胞和大分子蛋白質外，其它的都通過「膜」的過濾而流到囊腔中形成尿。因此，人工腎臟必須設計一種有同樣作用的膜，否則，就不成為人工腎臟。人工膜還用於人工鰓的設計。道理很簡單，魚鰓實際上是特殊的膜，它只允許水中的氧氣透過。人工鰓由於膜技術的突破而問世了，它能幫助人類征服藍色的海洋，揭開海底世界的奧秘。

Ⅲ 什麼生物膜研究生物膜的重要性是什麼

生物膜（bioligical membrane）：鑲嵌有蛋白質和糖類（統稱糖蛋白）的磷脂雙分子層，起著劃分和分隔細胞和細胞器作用生物膜，也是與許多能量轉化和細胞內通訊有關的重要部位，同時，生物膜上還有大量的酶結合位點。細胞、細胞器和其環境接界的所有膜結構的總稱。

生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核細胞除質膜(又稱細胞膜)外，還有分隔各 生物膜
種細胞器的內膜系統，包括核膜、線粒體膜、內質網膜、溶酶體膜、高爾基器膜、葉綠體膜、過氧化酶體膜等。生物膜形態上都呈雙分子層的片層結構，厚度約5～10納米。其組成成分主要是脂質和蛋白質，另有少量糖類通過共價鍵結合在脂質或蛋白質上。不同的生物膜有不同的功能。 生物膜法處理有機廢水的時候，生物膜還可以指代那些附著在某些固體表面的好氧微生物。生物膜（bioligical membrane）與biofilm完全是兩種不同的物質，雖然後者漢語也曾被翻譯為「生物膜」，但是因為容易和英文bioligical membrane所表示的生物膜混淆，近年來已經對biofilm有了一個新的譯法：」生物被膜」。生物被膜是指細菌粘附於接觸表面，分泌多糖基質、纖維蛋白、脂質蛋白等，將其自身包繞其中而形成的大量細菌聚集膜樣物。

Ⅳ 生物膜的形成一般有哪幾個過程

細菌形成生物被膜是一個動態的過程，主要可分為四個階段：細菌可逆性粘附的定殖階段、不可逆性粘附的集聚階段、生物被膜的成熟階段和細菌的脫落與再定植階段。

1、細菌可逆性粘附的定殖階段

當浮游細菌與惰性物體表面或活性實體的表面接觸後，浮游細菌會粘附到物體表面，啟動在物體表面形成生物被膜。在這個階段，單個附著細胞僅由少量胞外聚合物包裹，還未進入生物被膜的形成過程，很多菌體還可重新進入浮游狀態，因此這時細菌的粘附是可逆的。

2、細菌不可逆性粘附的集聚階段

細菌在經過初始的定殖粘附後，一些特定基因的表達開始調整，與形成生物被膜相關的基因被激活，細菌在生長繁殖的同時分泌大量胞外聚合物粘結細菌。在這個階段，細菌對物體表面的粘附更為牢固，是不可逆的。

3、生物被膜的成熟階段

細菌與物體表面經過不可逆的粘附階段後，生物被膜的形成逐漸進入成熟期。成熟的生物被膜形成高度有組織的結構，由類似蘑菇狀或堆狀的微菌落組成，在這些微菌落之間圍繞著大量通道，可以運送養料、酶、代謝產物和排出廢物等。

4、細菌的脫落與再定殖階段

成熟的生物被膜通過蔓延、部分脫落或釋放出浮游細等進行擴展，脫落或釋放出來的細菌重新變為浮游菌，它們又可以在物體表面形成新的生物被膜。

(4)生物膜的研究到哪裡了擴展閱讀

一旦生物膜的初始層已經形成，生物膜內的微生物經歷一段生長時期，其中形成更多的EPS層，並且微生物細胞的總數指數地增加。生物膜的一部分可以通過被稱為生物膜擴散的過程脫落，從而允許它們定居在新的位置。

生物膜能夠轉移耐葯質粒並隱藏其動態群落中的病原微生物，從而在臨床環境中引起嚴重的問題。

諸如起搏器和導管的醫療裝置容易在其表面上形成生物膜。這可能導致保健相關感染，由於生物膜的性質，很難用抗微生物療法治療。

生物膜引起的慢性感染是常見的。對於囊性纖維化( CF )患者，細菌感染是疾病和死亡的主要原因。革蘭陰性菌銅綠假單胞菌是cf患者肺部的主要致病菌

即使使用抗生素，這些細菌也能夠在這些患者的肺中持續形成生物膜群落。這常常導致終身治療。

在醫療裝置中使用鍍銀表面是防止在醫療裝置上形成生物膜的常見方法。器件表面的銀延遲並減少微生物的定植。

群體感應抑制劑也可用於防止生物膜定殖。它們增加了生物膜對抗微生物處理的敏感性，並且最近的研究表明它們在破壞銅綠假單胞菌生物膜方面有效。

參考資料來源：網路-生物膜

Ⅳ 生物膜系統的研究意義

①理論上：闡明細胞生命活動規律。如蛋白質、糖類和脂質的人工合成和運輸。
②工業上：人工模擬生物膜功能。如海水淡化、污水處理。
③農業上：改善作物品質。如抗寒、抗旱、耐鹽機理的研究。
④醫學上：人工膜代替病變器官。如人工腎中的「血液透析膜」。

Ⅵ 生物膜的主要功能

生物膜
定義：

生物膜（bioligical membrane）：鑲嵌有蛋白質的脂雙層，起著畫分和分隔細胞和細胞器作用生物膜也是與許多能量轉化和細胞內通訊有關的重要部位。

結構：

流體鑲嵌模型（fluid mosaic model）：針對生物膜的結構提出的一種模型。在這個模型中，生物膜被描述成鑲嵌有蛋白質的流體脂雙層，脂雙層在結構和功能上都表現出不對稱性。有的蛋白質「鑲「在脂雙層表面，有的則部分或全部嵌入其內部，有的則橫跨整個膜。另外脂和膜蛋白可以進行橫向擴散。

膜蛋白：

內在膜蛋白（integral membrane protein）：插入脂雙層的疏水核和完全跨越脂雙層的膜蛋白。

外周膜蛋白（peripheral membrane protein）：通過與膜脂的極性頭部或內在的膜蛋白的離子相互作用和形成氫鍵與膜的內或外表面弱結合的膜蛋白。

通道蛋白（channel protein）：是帶有中央水相通道的內在膜蛋白，它可以使大小適合的離子或分子從膜的任一方向穿過膜。

（膜）孔蛋白（pore protein）：其含意與膜通道蛋白類似，只是該術語常用於細菌。

膜的運輸功能：

通透系數（permeability coefficient）：是離子或小分子擴散過脂雙層膜能力的一種量度。通透系數大小與這些離子或分子在非極性溶液中的溶解度成比例。

被動轉運（passive transport）：那稱為易化擴散。是一種轉運方式，通過該方式溶質特異的結合於一個轉運蛋白上，然後被轉運過膜，但轉運是沿著濃度梯度下降方向進行的，所以被動轉達不需要能量的支持。

主動轉運（active transport）：一種轉運方式，通過該方式溶質特異的結合於一個轉運蛋白上然後被轉運過膜，與被動轉運運輸方式相反，主動轉運是逆著濃度梯度下降方向進行的，所以主動轉運需要能量的驅動。在原發主動轉運過程中能源可以是光，ATP或電子傳遞；而第二級主動轉運是在離子濃度梯度下進行的。

協同運輸（contransport）：兩種不同溶質的跨膜的耦聯轉運。可以通過一個轉運蛋白進行同一方向（同向轉運）或反方向（反向轉運）轉運。

胞吞（作用）（endocytosis）：物質被質膜吞入並以膜衍生出的脂囊泡形成（物質在囊泡內）被帶入到細胞內的過程。

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。

Ⅶ 細胞膜的研究歷史

細胞膜的基本結構

（1）膜脂
磷脂、膽固醇、糖脂，每個動物細胞質膜上約有109個脂分子，即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子。
（2）膜蛋白
細胞膜蛋白質（包括酶）膜蛋白質主要以兩種形式同膜脂質相結合：分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合，兩端帶有極性，貫穿膜的內外；外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上，或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。佔20%～30%的表面蛋白質（外周蛋白質）以帶電的氨基酸或基團——極性基團與膜兩側的脂質結合；佔70%～80%的結合蛋白質（內在蛋白質）通過一個或幾個疏水的α-螺旋（20～30個疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6個氨基酸殘基，相當於膜厚度。相鄰的α-螺旋以膜內、外兩側直鏈肽連接）即膜內疏水羥基與脂質分子結合。理論上，鑲嵌在脂質層中的蛋白質是可以橫向漂浮移位的，因而該是隨機分布的；可實際存在著的有區域性的分布；（這可能與膜內側的細胞骨架存在對某種蛋白質分子局限作用有關），以實現其特殊的功能：細胞與環境的物質、能量和信息交換等。（Frye和Edidin1970年用發紅光的鹼性芯香紅標記人細胞同用發綠光熒光素標記膜蛋白抗體標記離體培養的小鼠細胞一起培養，然後使它們融合，從各自分布，經過37℃40min後變為均勻分布。光致漂白熒光恢復法，微區監測）
細胞膜上存在兩類主要的轉運蛋白，即：載體蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。載體蛋白又稱做載體（carrier）、通透酶（permease）和轉運器（transporter），能夠與特定溶質結合，通過自身構象的變化，將與它結合的溶質轉移到膜的另一側，載體蛋白有的需要能量驅動，如：各類APT驅動的離子泵；有的則不需要能量，以自由擴散的方式運輸物質，如：纈氨酶素。通道蛋白與與所轉運物質的結合較弱，它能形成親水的通道，當通道打開時能允許特定的溶質通過，所有通道蛋白均以自由擴散的方式運輸溶質。
（3）膜糖
膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂
細胞膜糖類主要是一些寡糖鏈和多糖鏈，它們都以共價鍵的形式和膜脂質或蛋白質結合，形成糖脂和糖蛋白；這些糖鏈絕大多數是裸露在膜的外面（非細胞質）一側的。（多糖-蛋白質復合物，細胞外殼cell coat）單糖排序上的特異性作為細胞或蛋白質的「標志、天線」—抗原決定簇（可識別，與遞質、激素等結合。ABO血型物質即鞘氨醇上寡糖鏈不同。131AA+100糖殘基）。
細胞膜的基本特徵與功能
細胞膜把細胞包裹起來，使細胞能夠保持相對的穩定性,維持正常的生命活動。此外，細胞所必需的養分的吸收和代謝產物的排出都要通過細胞膜。所以，細胞膜的這種選擇性的讓某些分子進入或排出細胞的特性，叫做選擇滲透性。這是細胞膜最基本的一種功能。如果細胞喪失了這種功能，細胞就會死亡.。
細胞膜除了通過選擇性滲透來調節和控制細胞內，外的物質交換外，還能以"胞吞"和"胞吐"的方式，幫助細胞從外界環境中攝取液體小滴和捕獲食物顆粒，供應細胞在生命活動中對營養物質的需求。細胞膜也能接收外界信號的刺激使細胞做出反應,從而調節細胞的生命活動。細胞膜不單是細胞的物理屏障，也是在細胞生命活動中有復雜功能的重要結構。
生物膜結構的共同特徵：
鑲嵌性：磷脂雙分子層和蛋白質的鑲嵌面；或按二維排成相互交替的鑲嵌面；
蛋白質極性：膜內在性蛋白質的極性區突向膜表面，非極性部分埋在雙層內部；
流動性：膜結構中的蛋白質和脂質具有相對側向流動性；
相變性；隨著環境條件的變化，脂質分子的晶態和液晶態是互變的；
更新態：在細胞中，膜的組分處於不斷更新的狀態；
不對稱性：膜中各組分的排列是不對稱的。
通透性
膜的流動性（membranefluidity）
膜的流動性（membrane fluidity）
膜的流動性是指構成膜的脂和蛋白質分子的運動性。膜的流動性不僅是膜的基本特性之一， 也是細胞進行生命活動的必要條件。
膜的流動性一般是指膜脂脂肪酸烴鏈部分的運動狀態即膜脂質流動性。通過膜脂質流動性的改變可反應出細胞膜的功能狀態及膜受損傷的程度 。
■ 流動性的表現形式
● 膜脂的運動方式
脂的流動是造成膜流動性的主要因素，概括起來，膜脂的運動方式主要有四種。
① 側向擴散（lateral diffusion）；
② 旋轉運動（rotation）；
③ 伸縮運動（flex）；
④ 翻轉擴散（transverse diffusion）， 又稱為翻轉（flip-flop）。
● 膜蛋白的運動 由於膜蛋白的相對分子質量較大，同時受到細胞骨架的影響，它不可能象膜脂那樣運動。主要有以下幾種運動形式：
① 隨機移動 有些蛋白質能夠在整個膜上隨機移動。移動的速率比用人工脂雙層測得的要低。
② 定向移動 有些蛋白比較特別，在膜中作定向移動。例如，有些膜蛋白在膜上可以從細胞的頭部移向尾部。
③ 局部擴散 有些蛋白雖然能夠在膜上自由擴散，但只能在局部范圍內擴散。
細胞膜功能
（1）分隔形成細胞和細胞器，為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境，膜的面積大大增加，提高了發生在膜上的生物功能；
（2）屏障作用，膜兩側的水溶性物質不能自由通過；
（3）選擇性物質運輸，伴隨著能量的傳遞；
（4）生物功能：激素作用、酶促反應、細胞識別、電子傳遞等。
（5）物質轉運功能：細胞與周圍環境之間的物質交換，是通過細胞膜的磚運動功能實現的，其主要轉運方式有以下四種。
1）單純擴散：脂溶性物質有膜的高濃度側向低濃度側的擴散過程，稱為單純擴散。
2）易化擴散：非脂溶性物質在膜蛋白的幫助下，順濃度差或電位差跨膜擴散的過程，稱為易化擴散。易化擴散的三個特點：1、特異性：記憶中離子通道或載體一般指轉運一種物質。2、飽和性：即當背後鑽雲物質增加到一定限度時，轉運量不再隨之增加，這是由於離子通道或載體的數量有限的緣故。3、競爭性抑制：記憶中離子通道或載體同時轉運兩種或兩種以上物質時，一種物質濃度增加，將削弱對另一種物質的轉運。
單純擴散和易化擴散都是順濃度差進行的，細胞本身不消耗能量，均屬於被動轉運。
3）主動轉運：離子或小分子物質在膜上「泵」的作用下，被逆濃度差或逆電位差的跨膜轉運過程，稱為主動轉運。主動運輸需要消耗大量熱量。
4）入胞和出胞作用：是轉運大分子或團塊物質的有效方式。物質通過細胞膜的運動從細胞外進入細胞內的過程，稱入胞。包括吞噬和吞飲。液態物質入胞為吞飲，如小腸上皮對營養物質的吸收；固體物質入胞為吞噬，如粒細胞吞噬細菌的過程。出胞是通過細胞膜的運動從細胞內派到細胞外的過程。細胞的代謝產物及腺細胞的分泌物都是以出胞作用完成的。
（6）細胞膜的受體功能：受體是細胞識別和結核化學信息的特殊結構，其本質是蛋白質。
補充：
細胞是物質從無生命到有生命的最小單元（且不論病毒），深度分析細胞的能量流動有助於了解 生命物質與非生命物質的 根本區別。
細胞膜的發現
17世紀中葉以後的2個世紀中，細胞學說的發展史已經大體完成。但是唯獨對細胞膜的認識還要推遲兩個世紀。
1855年，耐格里發現色素透入已損傷和未損傷的植物細胞的情況並不相同。他便通過細胞的滲透特性去研究它的「邊界」(他首次把細胞「邊界」稱為「質膜」)。耐格里和克拉默(Cramer)一起進行實驗，通過實驗發現細胞具有敏感的滲透特性，它的體積可以隨著周圍介質的不同滲透強度而改變。當細胞外面的溶質滲透強度大時，細胞就變小；溶質滲透強度小時，細胞就變大。耐格里提出，細胞與環境之間正是通過這種「邊界」發生關系的。耐格里在試驗中還發現這樣的情況：把麗藻屬(Nitella)長導管細胞的一端放入水溶液內，另一端放進糖溶液，細胞內含物發生了傳動障礙。在水中一端的細胞汁液流向糖溶液中的一端，並帶著所有可移動的粒子。可是，原先已知的事實表明，蒸騰作用和滲透壓加在一起也不足以將液體壓到植物的上部，這兩種力無法解釋植物汁液流動的方向。因而耐格里認為，不得不假設有一股其他的力量，它們在縱壁，更可能在橫壁上。這種力量加大了細胞溶液從下往上的流向。此外，德國植物生理學家普費弗(W．Pfeffer)對植物細胞的滲透行為進行了大量的試驗，並於1897年提出了兩個重要的結論：第一，細胞是被質膜包被著的；第二，這層質膜是水和溶質通過的普遍障礙。同時，很快又發現，細胞膜這個屏障具有明顯的選擇性，一些物質可通過它，而另一些物質幾乎完全不能通過。1899年，英國細胞生理學家奧弗頓(C．Overton)發表一系列關於化合物進入細胞的觀察結果，他發現分子的極性越大，進入細胞的速度越小，當增加非極性基團(如烷基鏈)時，化合物進入的速度便增加。奧弗頓的結論是，控制物質進入細胞的速度的細胞膜是脂肪性物質，其中含有固醇和其他脂類。因此，當時確立了有一層脂質的膜圍繞著細胞的認識。到1925年，戈特(E．Gorter)和格倫德爾(F．Grendel)又提出脂質膜具有雙分子層的概念。
其實，學者們對膜的狀況的認識都還是假設，他們都未能觀察到細胞膜。雖然這個時期組織標本的固定和染色方法有了進展，甚至出現相差顯微鏡和干涉顯微鏡，但仍分辨不出細胞膜來。即使最好的光學顯微鏡也無法達到這個目的。1930—1950年，隨著電子顯微鏡技術的發展，當應用這項技術來研究細胞時，才發現細胞的邊界膜是一個固體結構的實體，從而證實了細胞膜的存在。電鏡觀察表明，細胞遠不是一個具有核和一些漂浮在原生質膠凍中的線粒體口袋，而是一個有膜包被著的許多膜的聚集體。50年代初期，帕拉德(G．E．Palade)和波特(K．R．Porter)稱這種廣泛的細胞內膜系統為內質網。早期的電鏡工作所者觀察到的細胞內的各種膜與「有軌電車軌道」和「鐵路軌道」的圖式大體相似。

Ⅷ 生物膜有何重要的生理功能為什麼說信息傳遞和細胞識別與細胞膜有關

因為糖蛋白的特異性.分子的結構和排列方式的特異性.其他的,蛋白質大部分都是酶,受體,通道,載體,脂質是基本結構,都不適合進行識別.因為都一樣
蛋白所做的受體,是指激素一類物質的受體
而糖蛋白的一般是與被識別的物體具有互補結構,如抗原和抗體的特異形結合
在高二生物上冊,原話是：
「在細胞膜的外表,有一層由細胞膜上的蛋白質與多糖結合形成的糖蛋白,叫做糖被.它在細胞生命活動中具有重要的功能.例如,消化道和呼吸道上表皮細胞表面的糖蛋白有保護和潤滑作用,糖被與細胞表面的識別有密切關系.經研究發現,動物細胞表面糖蛋白的識別作用,好比是細胞與細胞之間,或者細胞與其他大分子之間,互相聯絡用的語言和文字」.

Ⅸ 什麼是生物膜研究生物膜的重要性及研究膜蛋白的主要困難

生物膜是指生物細胞中的所有膜結構，包括細胞膜、細胞器膜（比如：葉綠體膜、線粒體膜）和細胞核膜；
生物膜的重要性體現在：它將細胞內的細胞器分成了一個個「小隔間」，使每個細胞器上的反應都能順利地獨立地進行；生物膜廣闊的膜面積為細胞內的酶提供了一個附著位點。
（這兩個問題在人教版必修一上能找到）、
膜上的蛋白質主要有通道蛋白（運輸物質的時候作為載體），糖蛋白（有識別作用，粘附其他細胞、潤滑的作用），其實現在已經研究得差不多了。要說困難，應該是不好將蛋白質從膜上分離出來單獨研究，還有特異性受體種類繁多，要完全弄清楚每種受體蛋白對應的物質比較困難。