生物膜因其半通透性而成为具有高度选择性的通透屏障，具有物质运输机制。生物膜具有信息传递和能量转换的功能。
1、物质运输
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。
2、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。
3、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。
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