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1、学习必备 欢迎下载 第 4 章 细胞的物质输入和输出 第一节 物质跨膜运输的实例 一、细胞的吸水和失水 1、原理：渗透作用 2、条件：具有半透膜；膜两侧溶液具有浓度差。二、动物细胞的吸水与失水 当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞失水皱缩；当外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。三、植物细胞吸水与失水 1、细胞内的液体环境主要指的是液 泡里面的细胞液。2、原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质 当外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞失水，细胞质壁分离 当外界溶液浓度 细胞液浓度 4、质壁分离产生的原因：（1）内因：原生质层具有选择透过性，原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性（2）外
2、因：外界溶液浓度 细胞液浓度 5、表现：（1）宏观上：植物由坚挺萎蔫（2）微观上：液泡：（大小）；细胞液颜色：（浅深）；原生质层与细胞壁分离 6、植物吸水方式有两种：吸帐作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区；渗透作用(形成液泡)四、物质跨膜运输的其他实例 1、无机盐等其他物质 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同，与膜上载体蛋白的数量有关。物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。2、选择透过性膜 学习必备 欢迎下载 可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。五、比较几组概念 扩散：物质从高浓度
3、到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。（如：细胞膜等各种生物膜）第二节 生物膜的流动镶嵌模型 一、对生物膜结构的探索历程 年代 科学家 依据 结论或假说 19 世纪末 欧文顿 凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 细胞膜
4、是由脂质组成的 20 世纪初 科学家 分离并分析出哺乳动物的红细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质 细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质 1925 年 荷兰科学家 从细胞膜中提取的脂质铺成的单层分子面积是细胞表面积的 2 倍 细胞膜中的脂质排列为连续的两层 20 世纪 40 年代 在荷兰科学家研究的基础上推测“双分子层模型”：细胞膜是由双层脂质分子及内表面附着的蛋白质构成 1959 年 罗伯特森 电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构 所有生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，特点：静态结构 1970 年 弗雷和埃迪曼 分别用绿色和红色荧光染料标记两个细胞的蛋白质，将两个细胞融合一段时间后，荧光
5、均匀分布 细胞膜具有流动性 1972 年 桑格和尼克森 在新的观察和实验证据的基础上 流动镶嵌模型 二、流动镶嵌模型的基本内容 基本支架磷脂双分子层 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的（细胞膜具有流动性）嵌在磷脂分子的表层 蛋白质 嵌入磷脂分子层 贯穿于磷脂分子层 在细胞膜的外表面，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合，形成的糖蛋白，叫做糖被。它与细胞的识别、保护、免疫等密切相关。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类与脂质分子结合成的糖脂。细胞膜的功能特性：选择透过性；具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差二动物细胞的吸水与失水当外界溶液浓度细胞质浓度时细胞吸水膨胀当外界溶液浓度细胞质浓度时细胞失水皱缩
6、当外界溶液浓度细胞质浓度时水分进出细胞处于动态平衡三植物细胞吸水与失水细胞 胞液浓度时细胞失水细胞质壁分离当外界溶液浓度细胞液浓度时细胞吸水细胞质壁分离复原当外界溶液浓度细胞液浓度时就水分进出细胞处于动态平衡中央液泡大小原生质层位置蔗糖溶液变小脱离细胞壁清水逐渐恢复原来大小恢复 生的原因内因原生质层具有选择透过性原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因外界溶液浓度细胞液浓度表现宏观植物由坚挺萎蔫微观液泡大小细胞液颜色浅深原生质层与细胞壁分离植物吸水方式有两种吸帐作用未形成液泡如干种子学习必备 欢迎下载 细胞膜的结构特性：具有流动性。第三节 物质跨膜运输的方式 一、被动运输 自由扩散与协助扩散的比较
7、运输方式 运输方向 是否需要载体蛋白 是否消耗能量 图例 模型 举例 自由扩散 高浓度 低浓度 不需要 不消耗 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等较小的分子 协助扩散 高浓度 低浓度 需要 不消耗 红细胞吸收葡萄糖 二、主动运输 运输方式 运输方向 是否需要载体蛋白 是否消耗能量 图例 模型 实例 主动运输 低浓度 高浓度 需要 消耗 无机盐、小肠吸收葡萄糖、氨基酸 三、影响主动运输的因素：1、载体蛋白：载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同；载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体已经达到饱和，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。2、能
8、量 四、胞吞和胞吐 1、胞吞：大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。2、胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜上，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差二动物细胞的吸水与失水当外界溶液浓度细胞质浓度时细胞吸水膨胀当外界溶液浓度细胞质浓度时细胞失水皱缩当外界溶液浓度细胞质浓度时水分进出细胞处于动态平衡三植物细胞吸水与失水细胞 胞液浓度时细胞失水细胞质壁分离当外界溶液浓度细胞液浓度时细胞吸水细胞质壁分离复原当外界溶液浓度细胞液浓度时就水分
9、进出细胞处于动态平衡中央液泡大小原生质层位置蔗糖溶液变小脱离细胞壁清水逐渐恢复原来大小恢复 生的原因内因原生质层具有选择透过性原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因外界溶液浓度细胞液浓度表现宏观植物由坚挺萎蔫微观液泡大小细胞液颜色浅深原生质层与细胞壁分离植物吸水方式有两种吸帐作用未形成液泡如干种子学习必备 欢迎下载 3、结构基础：细胞膜的流动性。具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差二动物细胞的吸水与失水当外界溶液浓度细胞质浓度时细胞吸水膨胀当外界溶液浓度细胞质浓度时细胞失水皱缩当外界溶液浓度细胞质浓度时水分进出细胞处于动态平衡三植物细胞吸水与失水细胞 胞液浓度时细胞失水细胞质壁分离当外界溶液浓度细胞液浓度时细胞吸水细胞质壁分离复原当外界溶液浓度细胞液浓度时就水分进出细胞处于动态平衡中央液泡大小原生质层位置蔗糖溶液变小脱离细胞壁清水逐渐恢复原来大小恢复 生的原因内因原生质层具有选择透过性原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因外界溶液浓度细胞液浓度表现宏观植物由坚挺萎蔫微观液泡大小细胞液颜色浅深原生质层与细胞壁分离植物吸水方式有两种吸帐作用未形成液泡如干种子