biological membrane；biomembrane

定义：以脂质双分子层为基本骨架，由脂质、蛋白质和糖类构成的柔性的、具有选择通透性的膜结构。

学科：生物化学与分子生物学_生物膜与信号转导_生物膜_概述

相关名词：细胞膜 流动镶嵌模型 跨膜运输

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

细胞中所有由脂类和蛋白质等成分组成的膜统称为生物膜，包括细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、核膜、线粒体膜、叶绿体被膜、类囊体膜等。

生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，厚度约为5到10纳米。1972年，辛格和尼科尔森提出了著名的“流动镶嵌模型”，这一模型揭秘了生物膜的分子结构和动态特性。

流动镶嵌模型的主要特点如下：

1.磷脂双分子层构成膜的基本骨架，磷脂分子的亲水性“头部”朝向两侧，疏水性“尾部”相对朝向内侧。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中，有的附着在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。另外，生物膜的外表面还有糖类分子，糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质分子结合形成糖脂。

2.生物膜具有流动性，磷脂和蛋白质分子的位置不是固定的，它们在膜的水平方向可以移动和翻转，有些分子甚至在垂直方向也可以移动。

3.膜脂和膜蛋白在膜上的排列具有不对称性：内外两层磷脂分子的种类和含量不同，蛋白质分子在膜内外两侧分布的位置和数量不同，膜内外侧面伸出的氨基酸不同，糖脂和糖蛋白上的糖基一般只分布于膜的非细胞质侧。

生物膜的结构特性赋予它多种重要的生理功能。

1.作为细胞界膜和细胞内的隔膜，分隔细胞内外，包裹形成不同的细胞器和分隔细胞内的不同区域。

2.控制物质跨膜运输。生物膜具有选择性，例如水、氧气、二氧化碳等小分子可以自由进入细胞，而葡萄糖、钠离子、钾离子、蛋白质等则不能自由进入细胞，它们通过主动运输、胞吞、胞吐等方式进行跨膜运输。

3.能量转换。生物膜参与了多种能量转换过程，例如叶绿体类囊体膜将光能转化为化学能，线粒体内膜协助将有机物中的化学能转化为三磷酸腺苷（ATP）的能量。

4.信息传递。细胞膜上的受体蛋白能够感知并响应外界的化学信号，通过信号转导机制，将外界信号转化为细胞内的生化反应。

5.细胞识别。生物膜上糖蛋白和糖脂在细胞间识别和结合过程中起重要作用，如细胞间的黏附、信号传递等。生物膜还参与细胞对异物的识别，如免疫细胞通过膜上的受体识别并清除外来病原体。

责任编辑：张鹏辉