生物膜的主要化学成分是脂类和蛋白质,糖类次之,另外还有微量的核酸、金属离子和水。膜脂和膜蛋白以及糖类所占的比例因膜的种类而异。
生物膜的存在,不仅作为屏障为细胞的生命活动创造了稳定的内环境,介导了细胞与细胞、细胞与基质之间的连接,而且还承担了物质转运、信息的跨膜传递和能量转换等功能,这些都是由生物膜的结构决定的。
生物膜中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。
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。
信息传递:在生物体的生命活动过程中,细胞内的各部位之间、细胞之间,以及细胞与外界环境之间时刻都有物质、能量和信息的交流,使生命过程得以协调有序地进行,而这是由生物膜实现的。
能量转换:生物膜在生物体内光能和代谢能的转化过程中发挥了重要作用。ATP是生物体内重要的能量“通货”。生物体内代谢过程中产生的能量转移先以ATP的形式“储存”起来,待需要时再由ATP释放出来。植物体内ATP的主要生成方式是通过光合磷酸化和氧化磷酸化过程。