对于细胞生命是如何进化形成目前复杂的生物膜系统,以及生物膜系统是如何使细胞以单位或群体发挥功能,我们的了解还十分不足。基于磷脂分子的人造细胞和组织模型的构建是解决上述问题的重要策略之一。研究者希望这些模型能够重现细胞生命产生或进化的关键步骤,为生命起源和进化提供线索,为细胞生物学研究提供更加牢靠和无干扰的平台。但是,与细胞复杂的生物膜系统相比,目前的人工生物膜模型都过于简单,无法对细胞或组织的结构和功能进行很好地模拟。针对这一问题,本论文首先分别用改进的电形成法以及磷脂片向囊泡转化法,在生理条件下制备囊泡;调控磷脂片的形变,得到与细胞器结构相近的囊状堆垛结构,并对细胞器的功能进行模拟,克服目前囊状堆垛细胞器模型的构建困难的问题;最后,基于磷脂组装体的反磁性,利用磁场操控磷脂组装体的组装,构建复杂形貌的人造组织。利用等离子体对氧化铟锡（ITO）电极进行处理,研究了电压和频率、磷脂种类、NaCl浓度以及温度对巨型单层囊泡（GUVs）电形成的影响。在2.5 V电压下,在100 Hz-10 kHz的高频频率范围内,可以在NaCl溶液中形成GUVs。随电压的增高,该频率范围向更高频区移动。中性磷脂、负电性磷脂以及正电性磷脂均能够形成GUVs。GUVs的直径随NaCl浓度的增大先增加后减小,随温度的增加逐渐增大。该方法实现了磷酸盐缓冲液、聚合酶链式反应缓冲溶液和细胞培养液中GUVs的制备（单层囊泡所占比例超过95%）,克服了ITO电极上生理条件下GUVs电形成困难的问题。在醇-水混合溶液中,通过类似于重结晶过程的降温过程,制备得到了单层和多层磷脂片。分别研究了醇体积分数、磷脂浓度、醇种类、磷脂种类、降温速率对磷脂片的形成的影响。基于单层磷脂片和多层磷脂片的形变,构建了多种形貌的磷脂组装体。首先,当磷脂片自然放置时,乙醇挥发或温度变化引起的扰动在膜上引入五边形旋移位错,使磷脂片转化为磷脂锥。磷脂刚性越小,片直径越大,越易引入缺陷,锥的角度越小。其次,当将单层磷脂片分散至纯水中时,可形成不稳定的磷脂碗。再者,将磷脂片分散到水中并加热至磷脂膜相转变温度之上可形成囊泡,磷脂片的大小和厚度控制囊泡的直径和层数。最后,将含带电磷脂的多层磷脂片分散到水中时,形成囊状堆垛结构。利用共聚焦显微镜照片对囊状堆垛结构进行三维重构发现,这些囊状堆垛结构由含不同螺旋数目n的多种形貌磷脂组装体组成,包括类似于基粒的结构（n=0）,类似于粗面内质网的单螺旋结构（n=1）,以及包括双螺旋、三螺旋和四螺旋等多螺旋结构（n≥2）组成。随带电磷脂含量增加以及磷脂膜刚性的降低,n的平均值增加。在溶剂或电性相反的纳米粒子的刺激下,这些囊状堆垛结构能够可逆弹开或收缩,类似于一些天然囊状堆垛结构的“呼吸”性质。基于这种“呼吸”性质,本论文对叶绿体中基粒的功能进行了仿生研究,构建了微反应器。利用磁铁对非顺磁性或顺磁性MnCl₂溶液中的磷脂组装体进行操控。在非顺磁性环境中,结构上具有各向异性的多层磷脂片和锥可在磁场下取向或形变;在顺磁性环境中,结构上不具有各向异性的GUVs在镍基或铁基材料附近的弱磁场区域发生聚集。基于后一种情况,本论文利用不同方向的磁场操控GUVs在多孔不锈钢板上的组装,构建了多种不同形貌的GUVs“群”,来模拟组织的结构。除GUVs,还研究了葡聚糖凝胶、油滴、气泡和红细胞在多孔不锈钢板上的组装。本论文利用改进的电形成法以及磷脂片向囊泡转化法制备了可以作为细胞膜模型的GUVs。通过研究磷脂片在不同条件下的形变,构建了可以作为细胞器模型的会“呼吸”的囊状堆垛结构。通过研究反磁性的磷脂组装体在磁场中的行为,构建了可以作为组织模型的可控形貌的囊泡“群”。本论文为人造细胞和组织的构建提供了新的人工生物膜模型,为从分子水平到微米尺度的物质组装提供了理论和实验基础,在生命起源研究、细胞生物学研究以及仿生研究领域具有潜在应用价值。