专题三 细胞的物质输入与输出 讲义

一对一辅导讲义
探究：植物细胞的吸水和失水
〖1〗实验原理：
原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于一层半透膜。

当外界溶液浓度大于细胞液浓度时.细胞将失水.原生质层和细胞壁都会收缩.但原生质层的伸缩性比细胞壁大.所以原生质层就会与细胞壁分开.发生质壁分离。

反之.当外界溶液浓度小于细胞液浓度时.细胞将吸水.原生质层会慢慢恢复原来的状态.使细胞发生质壁分离复原。

〖2〗材料用具：
紫色洋葱表皮.0.3g/ml的蔗糖溶液.清水.载玻片.镊子.滴管.
显微镜等。

〖3〗方法步骤：
⑴制作洋葱表皮临时装片。

⑵低倍镜下观察原生质层位置。

⑶在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液.另一侧用吸水纸吸. 重复几
次.让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。

⑷低倍镜下观察原生质层位置及细胞大小变化（基本不变）.观察细胞是否发生质壁分离。

⑸在盖玻片一侧滴1～2滴清水.另一侧用吸水纸吸. 重复几次.让洋葱表皮浸润在清水中。

⑹低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（基本不变）.观察细胞是否发生质壁分离复原。

〖4〗实验结果：
细胞液浓度＜外界溶液浓度.细胞失水（质壁分离）
细胞液浓度＞外界溶液浓度.细胞吸水（质壁分离复原）
3.质壁分离产生的条件：①具有大液泡②具有细胞壁
4.质壁分离产生的原因：
①内因：原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
②外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
5.植物细胞的吸水方式有两种：
⑴吸胀吸水（未形成大液泡）如：干种子和根尖分生区细胞
⑵渗透吸水（具有中央大液泡）如：根尖成熟区细胞
6.物质跨膜运输的其他实例：
⑴物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的.而且细胞对于物质的输入和输出有选择性 .可以说细胞膜和其他
生物膜都是选择透过性膜。

⑵选择透过性膜：水分子可自由通过.一些离子和小分子也可通过.而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

7.比较几组概念：
①扩散：物质从高浓度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）
②渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透
（如：细胞的吸水和失水.原生质层相当于半透膜）
③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、鸡蛋的卵壳膜等）
④选择透过性膜：细胞膜上具有载体.且不同生物细胞膜上的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）
8.质壁分离能说明的问题：判断细胞的死活、测定细胞内外的浓度以及细胞膜的伸缩性。

第2节生物膜的流动镶嵌模型
要点总结：
1.对生物膜结构的探索历程：
时间、人物依据结论或假说
19世纪末欧文顿凡能溶于脂质的物质，必不能溶于纸质
的物质更容易通过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
20世纪初分离分离并析出哺乳动物红细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质
1925年两位荷兰科学家把红细胞膜中的脂质提取出来，在空气
—水界面上铺成单分子层，测得其面积
恰是红细胞表面积的2倍
红细胞膜中的脂质分子必然排列为连续
的两层
20世纪40年代有学者在荷兰科学家的研究基础上推
测脂质的两边各覆盖着蛋白质
“双分子层模型”细胞膜是由双层脂质
分子及内外表面附着的蛋白质构成的
1959年罗伯特森电显微镜下看到细胞膜清晰的一亮一
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
1970年人属细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年桑格和尼文森在前人研究的基础上提出了细胞膜的流动镶嵌模型
2.流动镶嵌模型的基本内容：
①磷脂双分子层构成了膜的基本支架.这个支架不是静止的 .
②磷脂双分子层是轻油般的液体.具有流动性 .
③蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面.有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中.有的横跨整个磷脂双分子层 .
④大多数蛋白质分子也是可以运动的 .
3.细胞膜外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被 .（作用：细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等）
第3节物质跨膜运输的方式
要点总结：
1.被动运输：物质进出细胞.顺浓度梯度的扩散.称为被动运输。

⑴自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。

⑵协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。

2.主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧.需要载体蛋白的协助.同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量.
这种方式叫做主动运输。

3.小分子物质跨膜运输的方式：
跨膜运输方式比较：
4.主动运输普遍存在于 动植物 和 微生物 细胞中.保证了 活细胞 能够按照生命活动的需要. 主动选择 吸收所需要的 营养物质 .排出 代谢废物 和 有害物质 。

5.影响主动运输的因素： ①载体 ②物质浓度 ③氧气浓度 ④温度
6.大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式：
（大分子和颗粒性物质通过 胞吞作用 进入细胞.通过 胞吐作用 排出细胞）
胞吞(内吞)
胞吐(外排)
条件 细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式
原理 生物膜的流动性
特点 物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体
方向 细胞外→内
细胞内→外 实例
变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等
胰岛B 细胞分泌胰岛素
四、 物质运输速率的因素 一定浓度范围内，协助扩散或主动运输速率不再随物质浓的增大而加快时，主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限。

主动运输还可能受细胞内能量供应的限制。

（3）温度
比较项目
浓度
是否需要载体 是否消耗能量
举例
备注
被动运输
自由扩散 高→低 不需要 不消耗 O 2、CO 2、水、乙醇、
甘油、脂肪酸等
只能从高浓度到低浓度被动
地吸收或排出物质
协助扩散
高→低
需要
不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗
各种离子.小肠吸收葡萄糖、氨基酸.肾小管重吸收葡萄糖等
一般从低浓度到高浓度主动
地吸收或排出物质. 能保证
活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要 的
物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质
小结：
磷脂分子+蛋白质分子结构功能（物质交换）
具有
导致保证体现
运动性流动性物质交换正常选择透过性
成分组成结构，结构决定功能。

构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。

结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。

由于细胞膜上不同载体的数量不同，所以，当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同，即反映出物质交换过程中的选择透过性。

可见，流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性是细胞膜生理特性的描述，这一特性，只有在流动性基础上，完成物质交换功能方能体现出来。

1、细胞膜流动性的实例：
①质壁分离和复原实验；
②变形虫捕食和运动时伪足的形成；
③白细胞吞噬细菌；
④胞吞与胞吐；
⑤载体对相应物质的转运；
⑥受精时细胞的融合过程；
⑦动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；
⑧细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)；
⑨兴奋在突触的传递。

2、流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。

①区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。

②联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。

因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。

相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。