T细胞抗原受体的结构与功能研究进展
生物膜的研究进展
第7卷第5期1998年10月 环境科学进展 ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCE Vol.7,No.5 Oct.,1999生物膜的研究进展Ξ 王文军1、2 王文华1 黄亚冰1 张学林2 (1中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京100085) (2中国科学院长春地理研究所,长春130021) 摘 要 本文综述了近年来生物膜研究成果,包括生物膜的发育形成、形态结构、组成、物理-化学特征、抗性等;生物膜在污水处理方面的作用和微生物组织腐蚀性的负效应。 关键词:生物膜 特征 作用 生物膜在天然水环境中和工程处理过程中起着重要的作用[1-3]。在天然水环境中,绝大部分矿物颗粒表面覆盖着有机外壳[4],这些有机外壳由腐殖酸物质和生物膜组成,它们将强烈地改变矿物颗粒的吸附行为,这种表面吸附作用在河水污染物的迁移过程中起着决定性作用。在工业应用中,生物膜的作用表现在废水处理,以及酸性矿物排泄物的生物修复等方面,例如在水和废水处理系统中,生物膜反应器比悬浮生长反应器具有更大的优势,能提高生物量在反应器中的滞留程度,促进对污染物降解效率。生物膜的破坏性作用表现在清洁水系统中,以及微生物诱导的腐蚀等方面[5,6]。随着对生物膜在自然环境(如水、土、生物环境)中和工业应用方面的重要性的不断认识,在过去的二十多年,人们对生物膜的兴趣极大地增加[7]。美国、德国、日本、英国、法国等国家对生物膜进行了大量的研究[1-31],取得了一些初步的研究成果。 一、生物膜的形成及影响因素 生物膜形成于自然环境和人工环境中。在自然环境条件下,生物膜存在于几乎所有暴露于水中的固体表面上,代表了一类微生物群体,其中有各种寄居者如固着细菌、原生动物、真菌和藻类[4-9]。这些微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质(Matrix)中,聚合物基质由细菌胞外聚合物质和腐殖质等其它有机物质组成。即生物膜代表了一种稳定的由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统,细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中,并且附着到固体表面。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为[9]: (1)存在着清洁的可用于聚居的固体表面;(2)一种有机分子膜快速形成;(3)聚结的细胞 Ξ1国家自然科学基金资助项目:29777027 2中国科学院武汉水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室开放基金资助
晶闸管的结构以及工作原理
一、晶闸管的基本结构 晶闸管（SemiconductorControlled Rectifier 简称SCR ）是一种四层结构（PNPN ）的大功率半导体器件,它同时又被称作可控整流器或可控硅元件。它有三个引出电极，即阳极（A ）、阴极（K ）和门极（G ）。其符号表示法和器件剖面图如图1所示。 图1 符号表示法和器件剖面图 普通晶闸管是在N 型硅片中双向扩散P 型杂质（铝或硼），形成211P N P 结构，然后在2P 的大部分区域扩散N 型杂质（磷或锑）形成阴极，同时在2P 上引出门极，在1P 区域形成欧姆接触作为阳极。
图2、晶闸管载流子分布 二、晶闸管的伏安特性 晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系，如图3所示。
图3 晶闸管的伏安特性曲线 当晶闸管AK V 加正向电压时，1J 和3J 正偏，2J 反偏，外加电压几乎全部降落在2J 结上，2J 结起到阻断电流的作用。随着AK V 的增大，只要BO AK V V <，通过阳极电流A I 都很小，因而称此区域为正向阻断状态。当AK V 增大超过BO V 以后，阳极电流突然增大，特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。晶闸管流过由负载决定的通态电流T I ，器件压降为1V 左右，特性曲线CD 段对应的状态称为导通状态。通常将BO V 及其所对应的BO I 称之为正向转折电压和转折电流。晶闸管导通后能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制，即只有当电流小到称为维持电流H I 的某一临界值以下，器件才能被关断。 当晶闸管处于断态（BO AK V V <）时，如果使得门极相对于阴极为正，给门极通以电流G I ，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压BO V 以及转折电流BO I 都是G I 的函数，G I 越大，BO V 越小。如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号，器件仍然然导通。 当晶闸管的阳极相对于阴极为负，只要RO AK V V <，A I 很小，且与G I 基本无关。但反向电压很大时（RO AK V V ≈），通过晶闸管的反向漏电流急剧增大，表现出晶闸管击穿，因此称RO V 为反向转折电压和转折电流。 三、晶闸管的静态特性 晶闸管共有3个PN 结，特性曲线可划分为（0~1）阻断区、（1~2）转折区、（2~3）负阻区及（3~4）导通区。如图5所示。
细胞膜的结构和功能教案
细胞膜的结构及功能 一、教材分析 高中生物必修1第二章第一节中“细胞膜的结构和功能”的内容是细胞知识的重要组成部分，本节内容要求学生通过细胞膜的亚显微结构的学习，认识细胞膜的化学组成，理解细胞膜结构和功能相适应的关系，为进一步学习物质的跨膜运输打基础。是在对前面“细胞的元素和化合物”学习的基础上进行的学习，同时也为后面学习细胞的结构和功能、新陈代谢、物质出入细胞、物质代谢、生物膜系统等内容作铺垫。所以本节内容起到承上启下的桥梁作用。 二、教学目标 1、知识目标： （1）说出细胞膜的化学成分和结构； （2）说出细胞膜有哪些重要功能； （3）说出细胞膜的“结构特性”和“功能特性”。 2、能力目标： 认识细胞膜的结构示意图，清楚细胞膜结构的功能特点。 三、教学重点 1、细胞膜的成分与结构特点：磷脂双分子层、蛋白质、糖类； 2、细胞膜的功能：物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫。 四、教学难点 1、细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的； 2、细胞膜怎样进行自由扩散和主动运输。 五、教学方法 讲解式教学法，融合直观教学法和讨论法等多种教学方法配合进行教学。 六、教学内容 1、导入 上节课我们学习了细胞的元素和化学组成，我们说了细胞是由哪几种元素组成的？首先是大量元素，有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；然后是微量元素，有Fe、Cu、Zn、B、Mn 、Mo等，其中讲到C是细胞最基本的元素；接下来讲的是生物界和非生物界的统一性和差异性，他们的统一性是说生物界中的元素在非生物界里都有，而非生物界中的元素在生物界里也都有，差异性是说生物界和非生物界中的元素含量有很大的差异；最后我们将了组成细胞的化合物：有无机化合物和有机化合物，无机化合物有水、无机盐，有机化合物有糖类、脂质、蛋白质、核酸。那么，今天我们就来讲由化合物组成的细胞的结构和由结构决定的功能。说到细胞的结构，首先来看细胞的结构是什么，细胞由细胞膜、细胞质、细胞核组成，其中一些还有细胞壁，比如，植物细胞。所以我们先讲细胞膜的结构和功能。下面同学们用两分钟的时间看一下课本上“细胞的结构和功能”这节的内容，然后解决以下三个问题：1、细胞膜的元素和化合物组成是什么？2、细胞膜的结构是什么？3、细胞膜的功能是什么？ 板书课题：细胞膜的结构和功能 好的，时间差不多了，现在我们来看一下刚才说的问题：1、细胞膜的元素和化合物组成是什么？2、细胞膜的结构是什么？3、细胞膜的功能是什么？今天我们就是围绕这三个问题来讲细胞膜的结构和工能。下面我们开始学习。首先，我们一起来看一下细胞膜的成分。
细菌生物膜研究进展 (1)
306 中国医学文摘耳鼻咽喉科学 NEWS AND REVIEWS/November 2009, Vol.24, No.6 专题论坛 抗生素的合理应用 EATURE 1 生物膜的概念 细菌生物膜是指在多聚糖、蛋白质和核酸等组成的基质内相互粘连粘附于物体表面的细菌群体[1]。生物膜可以由一种或几种细菌混合生长而成。乳酸乳球菌与萤光假单胞菌混合形成的生物膜就是一个典型的例子。乳酸乳球菌自身不易形成生物膜，但可以提供给萤光假单胞菌乳酸作为养料，而萤光假单胞菌帮助乳酸乳球菌固定在物体表面，并且消耗氧气为乳酸乳球菌这一厌氧菌提供更合适的生长环境[2]。 生物膜的生命周期分为附着、生长和分离3部分。附着阶段，物体表面的血清蛋白和其他物质作为连接物介导细菌的附着；生长阶段，细菌通过分裂并在物体表面定植，生成聚合物基质，使得生物膜形成三维结构，并形成隧道，这些隧道帮助营养物质的交换以及废物的排出，并调节生物膜内的pH 值。生物膜中的细菌对氧气和营养的需要有所减少，废物通过其内的管道得以排出。生物膜内细菌间的紧密接触为携带耐药基因的质粒的交换和对密度感应分子的交流提供了良好环境。生物膜内的细菌间更利于质粒、酶和其他分子的交换，通过化学信号进行交流。生物膜的形成需要细菌间的化学信号进行协调。使得细菌能感知到周围细菌的存在并对环境变化作出相应的反应。这一过程称为密度感应（quorum-sensing ）。虽然不同细菌的生物膜有其特异性，但均具有一些普遍的结构特征。生物膜中细菌形成的微菌落间具有间隙空位（interstitial voids ），液体可在这些间隙中流动，使得营养物质、气体和抗菌药物得以扩散。生物膜的结构随着外部和内部的改变而持续变化。 2 生物膜与临床 99%的细菌以生物膜的形式生活，美国疾病控制与预防中心估计至少65%的人类细菌感染与生物膜有关[3]。生物膜已经被证实与慢性中耳炎、中耳胆脂瘤、慢性腺样体炎[1]等疾病相关。Pawlowski 等[4]于2005年在耳蜗植入体上发现了细菌生物膜。Cryer 等[5]于2004年发现一些慢性鼻窦炎手术治疗后症状仍持续 细菌生物膜研究进展 郑波 [关键词] 生物膜（Bio ?lms ）；抗药性，细菌（Drug Resistance ，Bacterial ） 郑波 北京大学第一医院临床药理研究所，北京 100034 广东人，副教授，副主任医师，主要从事细菌耐药机制和抗菌药物合理应用的研究工作。Email ：doctorzhengbo@https://www.360docs.net/doc/8e14315725.html, 的患者鼻窦中存在生物膜，这些患者主要为铜绿假单胞菌感染。Ramadan 等[6]于2005年对5位慢性鼻窦炎患者进行黏膜活检，对标本进行扫面电镜检查均发现有生物膜的存在。此外，生物膜已被证实与下列感染有关：慢性前列腺炎、导管相关感染、人工关节感染、牙周病、心内膜炎以及囊性纤维化患者的假单胞菌肺炎等。 3 生物膜与抗菌药物耐药 生物膜内细菌对抗菌药物的敏感性较游离状态时显著降低，最低可降低1000倍。其原因包括生物膜的结构阻止了药物的传输或生物膜中的细菌的生理学改变等。以前一直认为生物膜介导的对抗菌药物耐药的原因是抗菌药物难以渗透入生物膜。但一些研究否认了这一假设。研究显示喹诺酮类可以很快的渗透到铜绿假单胞菌和肺炎克雷白杆菌生物膜的深部[7，8]，四环素可很快的渗透到大肠埃希菌生物膜内，万古霉素可以很快渗透到表皮葡萄球菌生物膜内。目前唯一得到证实的是氨基糖苷类药物，由于生物膜中的基质带负电荷，而氨基糖苷类带有正电荷，因此氨基糖苷类药物难以渗透到生物膜的深部[9]。 生物膜对β内酰胺类耐药性增加的机制之一是细菌产生的β内酰胺酶在生物膜表面基质内聚集，可达到很高的浓度，能迅速的将渗透进生物膜内的β内酰胺类抗生素水解掉，有效保护深部细菌不被β-内酰胺类抗菌药物灭活[10]。有研究证实氨苄西林会被肺炎克雷白杆菌生物膜表层中聚集的β内酰胺酶快速水解。 生物膜造成的缺氧环境也增加了对抗菌药物耐药性。一项在囊性纤维化患者生成的铜绿假单胞菌生物膜的研究显示氧气仅能渗透到生物膜的25%深度。铜绿假单胞菌在厌氧条件下比在有氧条件下对抗菌药物的敏感性明显降低[11]。 由于很多抗菌药物对繁殖期细菌杀伤作用更强大，如青霉素类、头孢菌素类和碳氢霉烯类等。在生物膜深部的细菌受氧气、营养物质缺乏的影响及可能存在的密度感应系统的调控，使得细菌的生长、繁殖速度下降，影响抗菌药物对其作用。因此在抗菌药物作用下，生物膜中相对敏感的细菌会被杀死，但耐药菌会持
一细胞膜的结构和功能
2.1.1 细胞膜的结构和功能 二、教学目标 (1)细胞膜的分子结构(D:应用)。 (2)细胞膜的主要功能(D:应用)。 三、重点、难点 (1)重点:①细胞膜的分子结构；②细胞膜的主要功能。 (2)难点:细胞膜内外物质交换的主动运输方式。 四、教学程序 在初中阶段的学习中，我们学习了植物和动物的细胞结构。请同学们回顾一下，植物细胞和动物细胞各有哪些结构?(对这一问题，学生基本上可以回答正确。)现在我们又要学习细胞的结构和功能，高中阶段学习的细胞结构和功能是学习细胞的亚显微结构，亚显微结构是指在电子显微镜下观察到的微小结构，观察到的结构直径在0.2mm以下。这样我们可以看到细胞膜的结构组成，可以看到细胞质和细胞核中还有许多具有一定结构特征的物体，它们都有自己的生理功能。(展示动、植物细胞的亚显微结构示意图像，简单介绍图像中结构。) 从动、植物细胞的亚显微结构可以观察到，动、植物细胞结构不尽相同，它们有哪些不同?(引导学生观察动、植物细胞亚星微结构图，回答问题。) 在植物细胞最外层有一层细胞壁：它的化学成份主要是纤维素和果胶，对于物质的通透属于全透性的；它的主要功能是具有支持和保护的作用。 动、植物细胞外都有一层细胞膜：细胞借以细胞膜和外界环境分开，使细胞内部环境保持相对稳定。细胞膜有什么样的分子结构，它有什么生理功能呢?这是本次课学习的主要内容。 一、细胞膜的分子结构
经科学家研究分析，细胞膜是由蛋白质和磷脂分子组成。磷脂分子具有一个环状的头部和两条长链组成的尾部。(展示一个磷脂分子的结构简图，说明亲水的环状端和疏水的长链端。) 由于一个磷脂分子具有亲水端和疏水端，这样使磷脂分子在水溶液中能形成磷脂双分子层。磷脂双分子层的外侧(上、下或左右)为环状的亲水端，中间为两长链的疏水端。 磷脂双分子层组成细胞膜的中层，形成细胞膜的基本骨架，磷脂双分子层的两侧布满蛋白质分子，有的蛋白质游离表面，有的蛋白质镶嵌在磷脂双分子层之中，有的蛋白质贯穿磷脂分子的双分子层。(展示细胞膜的分子结构示意图像。) 科学家曾经做过一个人体细胞的融合实验：他将人体的某种细胞进行离体培养，再将红色萤光染料和绿色萤光染料分别对两个细胞染色，一个细胞染上红色，另一个细胞染上绿色。再用灭活的病毒(仙台病毒)来影响这两个细胞，使这两个细胞发生融合。在显微镜下观察其融合的过程，发现融合初期，细胞一边为红色，另一边为绿色，40min后观察发现红、绿细胞膜相互渗透，形成红、绿相间斑马状；再过40min后观察，发现细胞膜上红、绿较均匀分布。 这个实验充分说明细胞膜是可以流动的，组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都在不断的变化，这是细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。 细胞膜的这一结构特点，对完成细胞膜的生理功能有重要作用。 在细胞膜的外表面还有一些多糖分子和细胞膜上蛋白质结合的糖蛋白，称为糖被。 请同学们思考细胞膜有什么生理功能(估计学生会回答具有保护的作用，这时应用过去学习过的知识，例如草履虫皮膜有什么作用，启发学生回答细胞膜具有控制物质交换的作用等。) 二、细胞膜的生理功能 细胞膜是具有许多重要功能的结构，这些功能可以归纳成两个大方面:一具有保护的功能，包括保护、支持、识别、免疫；二是具有控制物质进出细胞的功能，包括吸收、分泌、排泄。 我们常说的新陈代谢是指生物体与外界交换物质和能量，以及生物体内的物质和能量转换。细胞膜控制物质进出细胞就是一种新陈代谢现象，所以，细胞膜的这一功能是
细胞的组成及其结构
考前回归教材—考前读一读 第一部分细胞的组成及其结构 [基本图例] 细 胞 结 构 和 功 能 1．糖类、脂质、蛋白质和核酸共有的元素是C、H、O，除此之外，蛋白质中还含有N等元素，核酸中还含有N、P。 2．组成蛋白质的氨基酸约有20种，不同氨基酸理化性质差异的原因在于R基不同。 3．DNA和RNA在分子组成上的差异表现为DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，而RNA中含有核糖和尿嘧啶。 4．DNA多样性的原因主要是碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序不
同；而蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构不同。 5．熟记实验中的颜色反应： 蛋白质＋双缩脲试剂→紫色； DNA＋甲基绿染液→绿色； RNA＋吡罗红(派洛宁)染液→红色； 加热砖红色； 还原糖＋斐林试剂――→ 脂肪＋苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)； 线粒体＋健那绿染液→蓝绿色。 6．乳糖和糖原只分布于动物细胞；蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素只分布于植物细胞。 7．脂质主要包括脂肪、磷脂和固醇，其中固醇又包括胆固醇、性激素和维生素D等。 8.脂肪的含氢量高于糖类，因此氧化分解时，耗O2多，释放能量也多。 9.自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，但其抗逆性相对较小。 10.原核细胞没有核膜、核仁、染色体及除核糖体以外的细胞器。 11.各种生物膜都主要由脂质、蛋白质组成，细胞膜还含有少量糖类。功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多。 12.生物膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。 13.生物膜系统包括细胞膜、核膜及具膜细胞器。核糖体、中心体不是生物膜系统的组成成分。 14.内质网膜与核膜、细胞膜能直接转化，高尔基体膜与内质网
支原体生物膜研究进展_叶晓敏
·综述·支原体生物膜研究进展 叶晓敏，陆春 (中山大学附属第三医院皮肤科，广东广州510630) ［摘要］近几年，支原体生物膜研究逐渐受到研究人员的关注。多种支原体都被证实具有生物膜形成 能力，生物膜形成后支原体耐药性增加，研究生物膜对于防治临床支原体感染有着重大意义。本文从 目前报道的几种支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感 性的影响及可能机制等几个方面综述了目前对支原体生物膜的研究进展。 ［关键词］支原体;生物膜 ［中图分类号］R759［文献标识码］A［文章编号］1674－8468(2011)01－0060－04 生物膜(Biofilm，BF)是微生物在生长过程中附着于物体表面而形成的由微生物的细胞及其分泌的聚合物等所组成的膜样多细胞复合体［1］。生物膜的存在可以增强病原微生物对宿主免疫攻击及抗菌药物的抵抗力。目前对大量支原体的研究已发现很多支原体都具有形成生物膜的能力。生物膜形成后增强了支原体对环境压力如热、干燥、缺氧、高渗透压等［2-3］及对抗菌药物的抵抗力［4］。本文从支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感性的影响及可能机制等几个方面对目前支原体生物膜的研究进展作一综述。 1支原体生物膜的鉴定及其形成和结构 生物膜是微生物细胞不断粘附、聚集，并包裹在自身生成的胞外基质中形成的多聚复合物，体积上15%由细胞组成，85%由胞外基质组成。目前生物膜的培养多以玻片、细胞爬片、滤膜为载体，可在液体中或固体培养基表面培养，依靠扫描电镜或共聚焦显微镜观察，通常认为观察到多层复合结构即为生物膜结构［5-6］。 生物膜的形成是一个动态过程，先后包括5个步骤［7］:可逆性粘附、不可逆性粘附、早期形成阶段、成熟及消散阶段。虽然很多研究认为支原体培养24小时生物膜即已形成，并以此期生物膜为对象研究其对抗菌素等的抵抗力。但Laura McAuliff等［2］在研究了牛支原体生物膜时有不同的发现。作者利用共聚交显微镜结合SYTO9/PI 荧光探针对牛支原体生物膜形成的动态过程进行观测，发现形成的24及48小时大部分细胞是活的，而通过共聚交显微镜的观察及三维重构发现牛支原体生物膜在最初的24小时仅有一层细胞粘附，48小时才发展成一个非匀质的框架结构，有近20um高，还有通道样结构，此时的生物膜才趋于成熟，同时研究发现培养24小时的牛支原体生物膜对达氟沙星，恩氟沙星，土霉素与游离状态的细胞同样敏感，证明牛支原体培养24小时尚未形成成熟生物膜。可见不同微生物生物膜成熟的时间是存在差异的，在对生物膜特性进行研究之前因先确定其成熟时间点。 支原体生物膜形态与其他微生物相似，可呈网络样、蜂窝状、柱状、蘑菇样、塔样，其间可见水通道，同一种微生物可形成不同结构的生物膜。如肺炎支原体的生物膜最初可形成蜂窝状的区域，在此基础上向外生长成蘑菇状或塔状，塔的直接从小的10um到大于50um，并在塔结构内可见到通道。随着生物膜生长时间的延长，蜂窝状结构中的空洞减少而塔的直径增加，生物膜的形成逐渐趋于成熟［8］。生物膜在不断成熟、丰厚的过程中对内层细胞保护作用不断增强，但由于其深部的细胞营养物质及氧份缺乏也会抑制其生长，正如Laura McAuliff的研究发现培养72小时的生物膜中近70%的细胞都死亡了，活的细胞主要位于生物膜中心。 2影响支原体生物膜形成的因素 生物膜的形成过程中粘附是第一步也是最关键的一步，某些胞外多糖及蛋白质物质是介导粘附的重要基质。如大肠杆菌的表多糖［9］，铜绿假单胞菌的藻酸盐［10］等都可促进生物膜的形成。有关支原体的研究也发现支原体的生物膜形成也与某些多糖及蛋白质物质有关。 2．1多糖与生物膜形成 野生型的肺炎支原体可形成一种胞外多糖，即表多糖(exopolysaccharide，EPS)-Ⅰ，它是由当量克分子的葡萄糖
细胞膜的结构和功能教案(教学设计)doc资料
细胞膜的结构和功能教案(教学设计)
细胞膜的结构和功能 教材分析：本节课是高中生物新课改生物学必修1分子与细胞第三章第一节的教学内容,本节课的教学内容是在学习了生物的物质基础和细胞的种类的基础上进行的，所以学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识，又能为学生学习动物和植物的代谢作好铺垫，它在教材中起着承上启下的桥梁作用。本节体现了结构决定功能的生物学观点，因此本节课在教学中起着至关重要的作用。本节包括三大部分内容：细胞膜的功能、科学家对细胞膜结构的探究历程和细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。本节着重用生活事例，将课本知识与生活实际联系起来，建立科学与生活之间的关系。 学情分析：基于必修1前两章的学习和初中相关的知识基础，学生已知道细胞的基本结构、组成细胞的成分和各成分的功能、细胞成分鉴定的一般方法，为本节知识的学习奠定了基础。学生虽然具备了一定的观察和分析能力，思维的连续性和逻辑性也已初步建立，但还不是很严密，对探索事物的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考，故此节课积极引导学生观察分析实验现象，大胆提出实验假设，让学生宛如亲历科学家探索科学历程，切身感受科学魅力。 教学目标： 【知识目标】 1．阐述细胞膜的成分和功能。 2．描述生物膜的结构。 3．举例说明生物膜具有流动性特点。 【能力目标】 1．通过分析科学家建立生物膜模型的过程，尝试提出问题，作出假设。 2．通过生物膜模型建立过程的一系列实验，培养学生根据实验现象进行分析推理的能力 【情感态度与价值观】 1．通过各实验的资料分析，使学生体验科学工作的方法和过程，增强学生探索新知识的欲望和创新意识。 2．探讨建立生物膜模型的过程中如何体现结构和功能相适应的关系。 教学重难点:
细胞膜的研究发展
（1）膜脂 磷脂、胆固醇、糖脂，每个动物细胞质膜上约有109个脂分子，即每平方微米的质膜上约有5x106个脂分子。 （2）膜蛋白 细胞膜蛋白质（包括酶）膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合：分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极性，贯穿膜的内外；外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。占20%～30%的表面蛋白质（外周蛋白质）以带电的氨基酸或基团——极性基团与膜两侧的脂质结合；占70%～80%的结合蛋白质（内在蛋白质）通过一个或几个疏水的α-螺旋（20～30个疏水氨基酸吸收而形成，每圈3.6个氨基酸残基，相当于膜厚度。相邻的α-螺旋以膜内、外两侧直链肽连接）即膜内疏水羟基与脂质分子结合。理论上，镶嵌在脂质层中的蛋白质是可以横向漂浮移位的，因而该是随机分布的；可实际存在着的有区域性的分布；（这可能与膜内侧的细胞骨架存在对某种蛋白质分子局限作用有关），以实现其特殊的功能：细胞与环境的物质、能量和信息交换等。（Frye和Edidin1970年用发红光的碱性芯香红标记人细胞同用发绿光荧光素标记膜蛋白抗体标记离体培养的小鼠细胞一起培养，然后使它们融合，从各自分布，经过37℃40min后变为均匀分布。光致漂白荧光恢复法，微区监测） 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵；有的则不需要能量，以自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白与与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。 （3）膜糖 膜糖和糖衣：糖蛋白、糖脂 细胞膜糖类主要是一些寡糖链和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面（非细胞质）一侧的。（多糖-蛋白质复合物，细胞外壳cell coat）单糖排序上的特异性作为细胞或蛋白质的“标志、天线”—抗原决定簇（可识别，与递质、激素等结合。ABO血型物质即鞘氨醇上寡糖链不同。131AA+100糖残基）。 细胞膜的基本特征与功能 细胞膜把细胞包裹起来，使细胞能够保持相对的稳定性,维持正常的生命活动。此外，细胞所必需的养分的吸收和代谢产物的排出都要通过细胞膜。所以，细胞膜的这种选择性的让某些分子进入或排出细胞的特性，叫做选择渗透性。这是细胞膜最基本的一种功能。如果细胞丧失了这种功能，细胞就会死亡.。
电子版-生物膜动力学的研究现状与展望
生物膜动力学的研究现状与展望 1 引言 生物膜法作为一种高效的废水处理方法，已经在工业界获得了广泛应用。生物膜废水处理系统的性能在很大程度上取决于生物膜的形成及其动力学过程。最近三十年来，各国学者围绕生物膜的形成、发展、结构以及动力学特性等从数学模型、数值模拟和实验研究等方面进行了大量的研究，取得了许多重要进展，为生物膜反应器的设计提供了理论和实验支持，有力地推动了生物膜废水处理工艺的发展。 2 生物膜动力学模型的研究进展 动力学数学模型一直被作为模拟生物膜中微生物动力学行为和生物膜微观结构的一种有力工具，也是将生物膜内微观现象和大规模工艺运行的宏观指标联系起来的关键工具【1】。迄今为止，生物膜动力学数学模型的使用仍在研究领域占主导地位。科研工作者对生物膜形成、构成、结构及功能的兴趣，极大地推动了生物膜动力学数学模型的发展。自20世纪70年代反应-扩散动力学模型提出以来，描述生物膜动力学的模型先后又有Capdeville 增长动力学体系、元胞自动机模型和复合生物膜模型，分别介绍如下： 2.1 反应-扩散动力学模型【2，3】 反应-扩散动力学模型是描述生物膜动力学的最基本的模型。几乎所有的生物膜数学模型都假定生物膜内电子供体、电子受体和所有的营养物质只通过扩散作用传递给微生物(内部传质)，而忽略了这些物质从液相主体到生物膜的传递过程(外部传质)。反应-扩散模型将生物膜假设为规则连续介质的稳态膜(包含单一物种)，仅考虑一维(1D)物质传输和生化转化作用。生物膜被理想化成具有恒定厚度(f L )和统一细胞密度(f X )的薄膜。从液相主体到生物膜的基质通量是由生物膜内部的微生物活性产生。微生物增长用Monod 方程表示；基质消耗速率(ut r )假定正比于微生物生长速率；基质通量仅用扩散表示。生物膜外部传质限制被认为出现在位于生物膜和液相主体交界面处具有恒定厚度(f L )的边界层中。传质通量采用菲克定律(Fick Law)描述，但其中的扩散系数用有效扩散系数替代：S S e dS J D dx =。这种理想化生物膜的数学模型可以用如下微分方程来表示22?.s S S e f S S S d S q S D X t dx K S ?=-?+，0f x L ≤≤（1） 边界条件为0x =时0S dS dx =（2）f x L =时()S S S e L Sb S dS J D k S S dx ==-（3） 基质利用和扩散由方程(1)描述，边界条件采用式(2)和(3)描述。由于附着表面不可穿透，故此处的通量和基质梯度为零(见式（2))。在生物膜和液相主体交界面处的基质浓度(s S )由质量守恒式确定。即，通过边界层的基质通量必定等于进入生物膜的基质通量(见式（3))。这个理想化的数学模型可以利用有限差分法近似求解。当生物膜处于稳态时，系统可以使用有效因子法和伪解析法求解。关于有效因子法和伪解析法的详细介绍可以参考文献【2，3】。 生物膜反应-扩散理论自20世纪70年代提出后，经过各国学者的大量研究工作而得到完善，并得到了广泛接受和承认。然而，最近十几年来，许多新的实验研究和发现表明，反应．扩散模型的许多假设是过于理想化的，模型的更为合理化是将来研究的重点【4】。 2.2 Capdeville 生物膜增长动力学模型【4，5】 20世纪90年代初，法国CapdeviUe 教授所领导的实验室提出生物膜反应器活性物质和非
(完整版)第3章《细胞的基本结构》单元测试题
第3章细胞的基本结构单元测试题 一、选择题（每小题２分，共５０分。在每小题所给的四个选项中只有一个正确答案） 1．把人或哺乳动物的成熟红细胞做为获取细胞膜的实验材料的依据是（）A．人或哺乳动物的成熟红细胞容易获取 B．人或哺乳动物的成熟红细胞中没有任何物质 C．人或哺乳动物的成熟红细胞中没有任何细胞器 D．人或哺乳动物的成熟红细胞中只有核糖体，没有其他有膜细胞器 2．下列有关细胞膜功能的叙述错误的是（）A．将细胞与外界环境隔开，保证细胞内部环境的相对稳定 B．控制物质进出细胞 C．进行细胞间的信息交流 D．合成细胞膜的成分 3．在不损害高等植物细胞内部结构的情况下下列哪种物质适用于去除其细胞壁（）A．蛋白酶B．盐酸C．纤维素酶D．淀粉酶 4．细胞核中行使主要功能的重要结构是（）A．核膜B．核仁C．染色质D．核孔 5．下列哪种物质的形成与内质网及上面的核糖体、高尔基体和线粒体都有关（）A．血红蛋白B．呼吸氧化酶 C．胃蛋白酶原D．性激素 6．下列物质中在核糖体内合成的是（） ①性激素②K的载体③淀粉④淀粉酶⑤纤维素 A．②③B．②④C．②⑤D．①② 7．下列细胞中，同时含有叶绿体和中心体的是（）A．心肌细胞B．团藻细胞C．青菜叶肉细胞D．洋葱根细胞 8．在动植物细胞中都有，但生理功能不同的细胞器是（）A．线粒体B．核糖体C．高尔基体D．内质网 9．下列有关细胞结构与功能的叙述正确的是（）A．唾液腺细胞与汗腺细胞相比，核糖体数量较多 B．唾液腺细胞与心肌细胞相比，线粒体数量较多 C．生命活动旺盛的细胞与衰老的细胞相比，内质网不发达 D．叶肉细胞中的高尔基体数量一般比唾液腺细胞多 10．内质网膜与核膜、细胞膜相连,有利于与外界环境进行发生联系。这种结构特点表明内质网的重要功能之一是（） A．扩展细胞内膜，有利于酶的附着B．提供细胞内物质运输的通道 C．提供核糖体附着的支架D．参与细胞内某些代谢反应 11．下列说法不正确的是（）A．健那绿是一种活体染色剂B．健那绿具有专一性 C．健那绿可以把线粒体染成蓝绿色D．健那绿无法通过生物膜 12．下列关于生物膜转化的叙述中正确的是（）A．在细胞内的具膜结构中，膜的转化是不可逆的 B．小泡成为具膜结构的一部分要靠膜融合 C．一种结构的膜成为另一种结构膜的一部分与膜的流动性无关 D．生物膜的选择透过性是膜之间转化的前提条件 13．经研究发现,动物的唾液腺细胞中高尔基体较多,其主要原因是（）A．高尔基体可加工和转运蛋白质B．腺细胞合成大量的蛋白质 C．腺细胞生命活动需要大量的能量D．高尔基体与细胞膜的主动运输有关 14．某种毒素因妨碍细胞呼吸而影响生物体的生活,这种毒素可能作用于细胞的（） A．核糖体B．细胞核C．线粒体D．细胞膜 15．人的红细胞与精子的寿命都比较短, 这一事实体现了（）A．细胞核与细胞质相互依存B．环境因素对细胞的影响 C．特定的遗传物质起决定作用D．细胞的功能对其寿命起决定性作用 16．下列细胞器中，都具有色素的一组是 A．叶绿体、内质网B．线粒体、中心体 C．中心体、溶酶体D．液泡、叶绿体 17．染色质与染色体的关系与下列那个选项相似（）A．葡萄糖与果糖C．二氧化碳与干冰 C．声波与光波D．细胞板与赤道板 18．高等植物细胞与动物细胞在结构上的区别是高等植物细胞具有 ①液泡②中心体③叶绿体④细胞膜 A．①②④B．①②③C．②③④D．①③ 19．细胞核的主要功能是（）A．进行能量转换B．合成蛋白质 C．储存和复制遗传物质D．储存能量物质 20．有研究者将下列4种等量的细胞分别磨碎，然后放到4支离心试管内高速旋转离心，结果磨碎的液体分为4层，其中第三层存在的结构是有氧呼吸的主要场所。在下列各种材料中，第三层最厚的是A．衰老的皮肤细胞B．口腔上皮细胞 C．心肌细胞D．脂肪细胞 21．细胞能够正常地完成各项生命活动的前提是（）A．细胞核内有遗传物质B．细胞保持完整的结构 C．细胞膜的流动性D．线粒体提供能量 22．在1958年,有人对蝾螈的染色体进行分析,发现用DNA酶才能破坏染色体的长度,即破坏染色体的完整性,使它成为碎片,若改用蛋白酶则不能破坏染色体的长度。以上事实可以说明（） A．染色体的基本结构由蛋白质构成 B．染色体的基本结构由DNA构成 C．染色体由DNA和蛋白质构成 D．染色体中的DNA和蛋白质镶嵌排 23．将一黑色公绵羊的体细胞核移入到一白色母绵羊去除细胞核的卵细胞中，再将此细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是“克隆绵羊”。那么此“克隆绵羊”为（） A．黑色公绵羊B．黑色母绵羊 C．白色公绵羊D．白色母绵羊 24．观察叶绿体或线粒体都需要制作临时装片，在制作临时装片时，必须先让盖玻片一侧先接触水滴，然后轻轻盖上，这样操作的主要目的是（） A．防止实验材料移动B．防止水溢出 C．避免出现气泡D．增加装片透明度 25．下面关于生物体结构的叙述错误的是（）A．生物体都有细胞结构 B．除病毒以外，生物体都是由细胞构成的 C．细胞是大多数生物体结构和功能的基本单位 D．细菌具有细胞结构 26.甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用含有这两种物质的混合染色剂对真核细胞 进行染色，显微观察可以发现 A．红色主要位于细胞核中B．绿色主要位于细胞核中 C．只有细胞核被染成红色D．只有细胞质被染成绿色 27.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，因此，可将其应用于鉴别细胞的死活。将细胞浸泡 于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞不会着色。但将PI注射到细胞中，则细
结核分枝杆菌生物膜研究进展
Hans Journal of Medicinal Chemistry 药物化学, 2018, 6(3), 78-84 Published Online August 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/8e14315725.html,/journal/hjmce https://https://www.360docs.net/doc/8e14315725.html,/10.12677/hjmce.2018.63011 Advances on Research of Mycobacterium tuberculosis Biofilms Menglan Gan, Renfeng Wang, Zaichang Yang* School of Pharmacy, Guizhou University, Guiyang Guizhou Received: Aug. 1st, 2018; accepted: Aug. 15th, 2018; published: Aug. 22nd, 2018 Abstract Biofilms refer to a microbial community that is surrounded by a self-generated extracellular po-lymer and attached to the cell surface, but the physiology and genetics definition of the M. tuber-culosis biofilm have not yet been described. Because of its unique physiological state, M. tuberculo-sis biofilms limit the therapeutic effect of anti-tuberculosis drugs, prolong the cycle of tuberculosis treatment, and seriously endanger human health. This article reviewed the formation mechanism, structural composition and related functions and quantitative methods of M. tuberculosis biofilms, and discussed the research ideas of using M. tuberculosis biofilms as novel anti-tuberculosis drugs to shorten the treatment of tuberculosis and provide a new direction for improving the therapeu-tic effect of tuberculosis. Keywords Mycobacterium tuberculosis, Biofilms, Tolerance 结核分枝杆菌生物膜研究进展 甘梦兰，王仁凤，杨再昌* 贵州大学药学院，贵州贵阳 收稿日期：2018年8月1日；录用日期：2018年8月15日；发布日期：2018年8月22日 摘要 生物膜是指被自我产生的细胞外聚合物包裹，并附着在细胞表面的微生物群落，但结核分枝杆菌生物膜*通讯作者。
体内生物膜研究进展_李纪兵
体内生物膜研究进展 李纪兵，陆春* （广州中山大学附属第三医院皮肤性病科，广东广州510630） 摘要生物膜是指由黏附于生命体或非生命体表面的微生物和其胞外聚合物所构成的复杂、多维的空间结构，在自然界中普遍存在。微生物在人类体内许多部位均可形成生物膜结构，如肺、心脏瓣膜、泌尿生殖道、肝胆系统、耳、鼻、皮肤等。越来越多的感染性疾病患者或动物模型体内均可检测出生物膜，如囊性纤维化肺炎、慢性中耳炎、细菌性心内膜炎、皮肤外伤后慢性感染、慢性鼻窦炎等。生物膜的形成与感染性疾病的关系及其在疾病的发生、发展、转归过程中的作用成为近年来研究的热点。目前体内生物膜检测技术主要有扫描电镜、激光共聚焦显微镜、荧光原位杂交技术等。就临床常见感染性疾病与生物膜的关系及体内生物膜检测方法展开综述。 关键词生物膜；感染性疾病；综述 中图分类号R37文献标识码A文章编号1005－7021（2012）05－0083－05 Advanced in Bio-Membrane in vivo LI Ji-bing，LU Chun （Dept．of Dermatology＆VD，3rd Affil．Hosp．of Zhongshan Uni．，Guangzhou510630） Abstract Bio-membrane（BM）is referred to a complicated，three-dimensional special structure which composed of polymer that adheres to the surface of life body and/or non-life body of microbes and their extracellular，it universally exists in nature．Microbes could form membrane in many parts of human body，such as lung，heart valves，urogenital ducts，liver and gall system，ears，noses，and skin etc．BM could be detected from more and more bodies of infec-tious patients and/or animal models，such as cysto-fiberized pneumonia，chronical tympanitis；bacterial endocarditis，post-injury chronical infection of skin，chronical nasosinusitis etc．Relationship of the formation of BM and the occur-rence，development，and the role in the transformation process of the infectious diseases had become an attraction of research in recent years．Meanwhile，the BM detection technique mainly is：scanning electronic microscope，laser co-focusing microscope，fluorescence hybridization technique in situ etc．In this paper，a summarization of the relation-ship of common infectious diseases and BM detection method in vivo was developed． Keywords bio-membrane（BM）；infectious diseases；summarization 生物膜（Biofilm，BF）是指微生物在生长过程中附着于物体表面而形成的由微生物的细胞及其分泌的聚合物（Extracellular polymeric sub-stances，EPS）所组成的多细胞复合体［1］。绝大多数微生物在适宜条件下均可形成生物膜，大幅提高了微生物对外界环境的抵御能力。据报道，超过60%的人类感染性疾病与生物膜形成相关［2］。在医疗领域，生物膜的形成不仅增强了微生物对宿主自身免疫的耐受，同时大大降低了微生物对药物的敏感性，是临床上难治性感染的重要原因之一。生物膜可在大多数置入性生物医疗器械的材料表面检出，如中心静脉导管、导尿管、人工心脏瓣膜、骨关节假体等。在囊性纤维化肺炎、细菌性心内膜炎、慢性中耳炎、皮肤外伤后慢性 作者简介：李纪兵男，硕士研究生。研究方向为皮肤病与性病学。Tel：020-********，E-mail：dabin4521170@126．com *通讯作者。男，教授，主任医师，博士生导师。研究方向为性病学。Tel：020-********，E-mail：pifuke@126．com 收稿日期：2012-08-16；修回日期：2012-08-3138 微生物学杂志2012年9月第32卷第5期JOURNAL OF MICROBIOLOGY Sept．2012Vol．32No．5