问答题
(浙江大学2007年考研试题)什么是生物膜?生物膜的主要分子组成、结构特征及生物学功能是什么?简单描述生物膜是如何被动及主动的进行溶质分子的运输的。
【正确答案】正确答案:(1)生物的基本结构和功能单位是细胞,任何细胞都以一层薄膜(厚度约6~10nm)将其内含物与环境分开,这层膜称细胞膜或外周膜。此外,真核细胞中还有许多内膜系统,组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。细胞的外周膜和内膜系统称为“生物膜”。 生物膜结构是细胞结构的基本形式,它对细胞内很多生物大分子的有序反应和整个细胞的区域化都提供了必需的结构基础,从而使各个细胞器和亚细胞结构既各自有恒定、动态的内环境,又相互联系,相互制约,从而使整个细胞活动有条不紊、协调一致地进行。 (2)生物膜主要由蛋白质(包括酶)、脂质(主要是磷脂)和糖类组成,还有水和金属离子等。 流动镶嵌模型。生物膜中兼性的磷脂和固醇形成一个脂质双分子层,非极性部分相对构成双分子层的核心,极性的头部朝外;脂质双分子层结构中,球状蛋白以非正规间隔埋于其中;另一些蛋白则伸出(突出)膜的一面或另一面;还有一些蛋白跨越整个膜。蛋白质在脂双分子层中的方向是不对称的,表现为膜蛋白功能的不对称。脂质与蛋白质之间构成一个流动镶嵌结构。 生物膜的形成对于生物能量的贮存及细胞间的通讯起着中心作用。此外,生物膜具有多种功能,生物体内许多重要过程,如物质运输、能量转换、细胞识别、细胞免疫、神经传导和代谢调控,以及激素和药物作用、肿瘤发生等等,无不与生物膜有关。 (3)物质从高浓度一侧,通过膜运输到低浓度一侧,即顺浓度梯度的方向跨膜运输的过程称被动运输。如一些离子或分子通过简单的扩散作用进入或出膜。被动运输的主要特点是:物质的运输速率既依赖于膜两侧运输物质的浓度差,又与被动运输物质的分子大小,电荷和在脂双层中的溶解性有关。根据热力学第二定律,被动运输过程的自由能减少,熵增加,因此,它是一个不需要供给能量的自发过程。 凡物质逆浓度梯度的运输称为主动运输。这一过程的进行需要供给能量。运输过程中自由能增加。主动运输的主要特点:①专一性;②运输速度可达到“饱和状态”;③方向性;④选择性抑制;⑤需要提供能量。
【答案解析】