什么是微生物膜的液晶结构

‘壹’ 生物膜的结构特点

生物膜是由磷脂双分子层构成，具有选择渗透性，其上镶嵌的蛋白质或者糖蛋白，具有一定的流动性。

生物膜的结构特点

生物膜是由磷脂双分子层构成，具有选择渗透性，其上镶嵌的蛋白质或者糖蛋白，具有一定的流动性。生物膜是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。

生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核细胞除质膜外，还有分隔各种细胞器的膜系统，包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、叶绿体膜、液泡、过氧化酶体膜等，其中内膜系统包括核膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜等。

生物膜的两种特性

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。

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。

‘贰’ 生物膜有哪些结构和功能

生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。以物质传送为例，某些物质能以很高速度通过膜，另一些则不能。像海带能从海水中把碘浓缩3万倍。生物膜的选择性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定，保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度，保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。生物膜的另一重要功能是细胞间或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。

‘叁’ 什么是生物膜

生物膜泛指镶嵌有蛋白质和糖蛋白的磷脂双分子层，起着划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，同时，生物膜上还有大量的酶结合位点。细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。

‘肆’ 什么叫生物膜

生物膜也称为生物被膜，是指附着于有生命或无生命物体表面被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌群体。生物膜细菌对抗生素和宿主免疫防御机制的抗性很强。

存在各种主要的生物大分子如蛋白质、多糖、DNA、RNA、肽聚糖、脂和磷脂等物质。生物膜多细胞结构的形成是一个动态过程，包括细菌起始粘附、生物膜发展和成熟扩散等阶段。

(4)什么是微生物膜的液晶结构扩展阅读

物质运输

生物膜因其半通透性而成为具有高度选择性的通透屏障。细胞生长所需要的水、氧及其他营养物质被运进细胞，细胞内产生的激素、毒素和某些酶被运出细胞，细胞内代谢产生的CO2、NH3等废物被运出细胞，这些过程都与生物膜的物质运输机制有关。

1、被动运输

被动运输是小分子物质和离子通过细胞膜的运输机制之一，它不需要能量。

2、主动运输

物质经消耗能虽而被逆浓度梯度运输通过生物膜的方式，即主动运输。

‘伍’ 嗜冷微生物为什么能在低温环境生长

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嗜冷微生物为什么能在低温环境生长。大家O回答6的还行哟！n，可以试一下-y
温度是微生物生长的重要环境条件之一。尽管从总体上看微生物生长和适应的温度范围从－12～100℃或更高，但具体到某一种微生物，则只能在有限的温度范围内生长，并具有最低、最适和最高3个临界值(图7-10和表7-8）。 1．温度对微生物的作用温度对微生物生长速率的影响见图7-10。总的来讲，温度是通过影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成与活性，以及RNA的结构和转录等影响微生物的生命活动。具体表现在两个方面：一方面，随着微生物所处环境温度升高，微生物细胞中的蛋白质和酶活性增强，生物化学反应加快，生长速率提高；另一方面，随温度上升，微生物细胞中对温度较 敏感的组成成分（如蛋白质、核酸等）会受到不可逆的破坏。超过最适温度以后，生长速率 随温度升高而迅速下降。 温度对生长速率的影响 在最低温度和最适温度之间，微生物的生长速率随温度的升高而增加，通常以温度系数Q10来表示二者的关系，即温度每上升10℃，微生物的生长速率与未升温前的生长速率之比。高温微生物的Q10在2以上，中温微生物Q10约为2，低温微生物Q10在2以下。 ---- 最低温度是微生物生长的下限，低于该温度微生物将停止生长。反复冻融会使细胞内的水分变成冰晶，造成细胞明显脱水，此外冰晶往往还造成细胞尤其细胞膜的物理损伤，从而导致细胞死亡。若采取快速冷冻，同时在细胞悬液中加入保护剂，则可减少冰冻对细胞的有害效应。这主要是因为快速冷冻时细胞内形成的冰晶体积小，造成的机械损伤小，而保护剂（如甘油、血清、葡萄糖等）可降低脱水的有害作用。低温一般不易导致微生物死亡，微生物可以在低温下较长期地保存其生活能力，因此才有可能用低温保藏微生物。 ----最适温度是使微生物生长繁殖最快的温度。但它不一定就是微生物一切代谢活动最好的温度。例如乳酸链球菌虽然在34℃下生长最快，但获得细胞总量最高的温度是25～30℃；发酵速 度最快的温度则为40℃，而乳酸产量最高的温度是30℃。其它微生物的试验也得到了类似的结果（表7-6）。 ----真菌的生长最适温度往往也不一定是产生子实体的最适温度。如香菇进行菌丝生长时为22～26℃；而发育和形成子实体的最适温度为20℃。 ----由上分析可知，最适生长温度是指某微生物群体生长繁殖速度最快的温度，代时也最短。但它不等于发酵的最适温度，也不等于积累代谢产物的最适温度，更不等于积累某一代谢产物的最适温度。在较高温度条件下，细胞分裂虽然较快，但维持的时间不长，容易老化。相反，在较低温度下，细胞分裂较慢，但维持时间较长，结果细胞的总产量反而较高。同样，发酵速度与代谢产物积累量之间也有类似的关系。所以研究不同微生物在生长或积累代谢产物阶段时的不同最适温度，对提高发酵生产的效率具有十分重要的意义。同一微生物不同生理活动的最适温度 ----现在，国外利用电子计算机，通过对发酵温度最佳点的计算，发现在青霉素发酵生产时，各阶段如采用变温培养比在25℃下进行恒温培养提高产量14%以上。变温培养的具体作法是：接种后在30℃下培养5小时，将温度降至25℃培养35小时，再下降至20℃培养85小时，最后又增温到25℃培养40小时后放罐。 ----微生物在最高生长温度下仅有微弱的生长，一旦温度超过此限，将停止其生长并导致死亡。 微生物所能适应的最高生长温度与其细胞内酶的性质有关。例如细胞色素氧化酶以及各种脱 氢酶的最低破坏温度常与该菌的最高生长温度有关。细菌最高生长温度与其酶类最低破坏温度 2．微生物生长的温度类型 ----根据不同微生物对温度的要求和适应能力，可以把它们区分为低温、中温和高温3种不同的类型。各类微生物对温度的适应范围和分布见表7-8和表7-9。 ----低温型微生物(psychrophiles）或嗜冷微生物--它们一般能在0℃或更低的温度下生长，超过20℃以上的温度将抑制它们的生长发育。其生长的温度范围为-10℃～30℃，最适温度为10℃～20℃。一般分布在高纬度的陆地和海洋中，海洋、中高纬度陆地及冷藏食品上，包括有细菌、真菌和藻类等许多类群，其中研究得较多的是藻类，如能在寒带冰河雪原表面生长的雪藻和可在极地冰块下面生长的硅藻。它们往往是造成冷冻食品腐败的主要原因。嗜冷性微生物能在低温下生长的主要原因是因为它们有能在低温下保持活性的酶和细胞质膜类脂中的不饱和脂肪酸含量较高，因而能在低温下继续保持其半流动性和生理功能，进行活跃的物质传递，支持微生物生长。其中的酶类在30℃～40℃的情况下会很快失活 。 ----中温型微生物(mesophiles)--生长温度范围是10～50℃,最适生长温度为20 ～40℃，可进一步分为体温型和室温型两大类。体温型绝大多数是人或温血动物的寄生或兼性寄生微生物，以35～40℃为最适温度。室温型则广泛分布于土壤、水、空气及动植物表面和体内，是自然界中种类最多、数量最大的一个温度类群，其最适温度为25～30℃。 ----高温型微生物(thermophiles）--生长温度范围是25～80℃,以50～60℃为最适生长温度，主要分布在高温的自然环境(如火山、温泉和热带土壤表层)及堆厩肥、沼气发酵等人工高温环境中。比如堆肥在发酵过程中温度常高达60～70℃。能在55～ 70℃中生长的微生物有芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、高温放线菌属、甲烷杆菌属等，分布于温泉中的细菌，有的可在接近于100℃的高温中生长。这些耐高温的微生物，常给食品工业和发酵工业等带来损失。 ----就耐热性而言，各主要微生物类群表现为：原核生物＞真核生物；非光合生物＞光合生物； 结构简单生物＞结构复杂生物。一个类群中只有少数种属能生活于接近这一类型的温度上限。最近已有人报道，从海底的局部高温环境中分离出能 耐100℃以上高温的细菌。研究表明，高温型微生物能耐高温的主要原因是因为它们具有耐热的酶和蛋白质及其合成系统，此外其细胞质膜类脂亦富含饱和脂肪酸和直链脂肪酸，因而具有更强的疏水键以利于膜结构在高温下保持稳定。同一类型的细菌，在一定温度范围内，为了适应各种生活条件，常常改变自己细胞膜中饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例，以保持膜的流动性。例如大肠杆菌ML30细胞膜中脂肪酸的变化情况，很能说明问题（表7-10）。 ----超过微生物生长上限的高温将导致微生物细胞死亡。这主要是由于高温引起核酸、蛋白质(酶)不可逆变性，或者因为含有脂类的质膜结构破坏,透性改变,细胞内含物泄漏而引起死亡。 ----通常将能在10min内杀死微生物的温度称为致死温度。把在一定温度条件下杀死微生物所需的最短时间称为致死时间。不同类群、不同菌株甚至不同菌龄微生物细胞的抗热性均不相同。大多数细菌、酵母菌的营养细胞、病毒和真菌菌丝体的致死温度为55～60℃(表7-11），因而，在牛奶、饮料和酒类等食品生产中，为了不影响食品的营养和风味，多采用62～65℃30min或70℃15min的巴氏消毒法。放线菌和真菌孢子的抗热性稍强，其致死温度为70～80℃。细菌芽孢一般能耐100℃以上的高温，少数类群如嗜热脂肪芽孢杆菌的抗热性很强，它能在80℃下生长，120℃下12min才可死亡，其耐高温的顺序为：芽孢＞孢子＞营养细胞和菌丝体。 ----在微生物研究工作中，为了获得纯培养需要事先杀死培养基和所用器皿中的全部微生物，实验室中常用的湿热灭菌温度是121℃，30min；干热灭菌160～170℃，2～3h 高温对同一微生物的致死作用与温度和出发菌数有关。温度愈高，死亡愈快;菌数愈多 ，杀死全部微生物需要的时间愈长。在食品工业中常用D值，即10倍减少时间来表示高温对微生物的作用。D值是在特定温度下使微生物活菌数减少10倍所需的时间，它与微生物的起始浓度或菌数高低无关，随微生物类群不同而有所差异并与温度成反比。据实验测定，在121℃下，芽孢的D值为4～5min；其它孢子为0.1～0.2min。在65℃时，中温型微生物的营养细胞的D值为0.1～0.5min。D值的测定虽然繁琐，但在食品的灭菌和消毒方面却有重要的应用价值。

‘陆’ 生物膜的结构特点

生物膜是指构成细胞的所有膜结构的总称，又叫细胞膜。电镜下呈两暗夹一明的结构。质膜是细胞壁之内，细胞质外面的一层微膜。质膜内包裹细胞器的微膜叫内膜，或内膜系统。
（一）膜的化学成分及其作用
蛋白质，与类脂镶嵌成膜，决定膜功能的特异性；
类脂，在生物膜中起骨架作用；
糖，与膜蛋白和膜脂形成糖蛋白与糖脂，起识别、免疫等作用；
核酸，水，金属离子等 ( 微量 ) 。
（二）流动镶嵌模型
关于膜结构的学说很多，以 1972 年美国 S.J.Singer 和 G.L.Nicolson 的 “ 流动镶嵌模型 ” 最为大家所接受。其主要之点：
生物膜具有液晶态结构，有流动性；生物膜的骨架是类脂双分子层，蛋白质嵌合在膜上，即具镶嵌性；无论类脂，蛋白质 ( 含糖蛋白 ) 等在膜内外的排列都是不对称分布的，具不对称性；膜在不断运动、变化、更新之中。
（三）生物膜的功能
1. 把细胞与外界环境隔开，将胞内空间形成小区 ( 区域化 ) ，有利于进行特定的生化反应；
2. 高度的选择透性，利于物质吸收与运输；
3. 形成庞大的表面积，利于代谢加速进行；
4. 识别外界物质，对外界剌激发生反应；
5. 其它，如能量转换，信息传递，免疫，胞饮、排泄、吞噬等

‘柒’ 温度传感器在微生物生长过程中应用方案

无线测温在微生物生长的应用方案
温度对微生物生长速率的影响。总的来讲，温度是通过影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的合成与活性，以及RNA的结构和转录等影响微生物的生命活动。具体表现在两个方面：一方面，随着微生物所处环境温度升高，微生物细胞中的蛋白质和酶活性增强，生物化学反应加快，生长速率提高；另一方面，随温度上升，微生物细胞中对温度较 敏感的组成成分（如蛋白质、核酸等）会受到不可逆的破坏。超过最适温度以后，生长速率 随温度升高而迅速下降。

北京创羿科技的无线测温指示器（或者无线测温盒，下同）基于数字化故障指示器和导线自取电技术，分别安装到高压输电线路（或者开关柜母排）上，在线测量该点温度、负荷电流（可选）、线路电压（可选）、短路故障检测（可选）、断线监测（可选），并以无线方式将数据上传到温度显示终端或者主站，实现温度等测量值的显示和越限报警，及时消除事故隐患。

系统设计原理：通过无线温度传感器的单片微处理器控制将被测设备温度由温度传感器转换成数字信号，再通过无线发射接收模块传递至读写器，通过微处理器将采集到的温度信息，通过485通讯模块上传到一台PC计算机。将多个传感电子标签分布在读写器的周围，在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。读写器则安装在控制中心，控制中心计算机软件实时监控每个点温度的变化，温度监测计算机从测温通讯终端采集各监测点的运行温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点的温度变化曲线，并进行分析，一旦发现温度过热、或急剧升温到设置报警温度立即报警，实现足不出户掌握整个系统的发热状况。

系统功能：
1 、如实采集和记录各疫苗库的温度情况。
2、所有的温度数据采集和记录到一台主机计算机上，数据可以按照使用人员的要求定时自动记录并长期保存。
3、授权用户可查询历史数据，进行数据分析、打印等操作。
4、出现异常数据的时候，可进行多种方式的报警，如：电脑图文报警、声光报警、短信报警等。
5、使用网络版软件， 局域网内的远程计算机在经过授权后，可以共享温湿度数据。

该系统对发酵过程的温度实现自动控制，控制精度可达0.5℃，为微生物生产菌的生长繁殖提供了稳定适宜的生长环境，大大提高了微生物的生长繁殖速度，从而缩短了生殖周期。