细胞的跨膜运输方式

物质跨膜运输

一、结构基础：细胞膜的选择透过性

二、跨膜运输的实例：细胞的吸水和失水

原理：渗透作用。该作用必须具备两个条件：

（1）具有半透膜；（2）膜两侧溶液存在浓度差。

渗透系统的组成：完整的渗透系统，由两个溶液体系（A和B）以及两者之间的半

透膜组成。当容易浓度A＞B时，水分通过半透膜从B流向A, 当容易浓度A＜B时，

水分通过半透膜从A流向B，当溶液浓度A=B时，渗透体系处于动态平衡状态。

易混易错：

（1）发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子达到动态平衡，既不可看作没有

水分子移动也不可看做两侧溶液浓度相等。

（2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度；

1、动物细胞的吸水和失水：（以红细胞为例，动物细胞的细胞膜相当于半透膜）

①当细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞质渗透压高于外界渗透压，细胞吸水膨

胀

②当细胞质浓度等于外界溶液浓度时，细胞质渗透压等于外界渗透压，水分子进出

细胞处于动态平衡。

③当细胞质浓度小于外界溶液浓度时，细胞质渗透压低于外界渗透压，细胞失水皱

缩

植物细胞的吸水和失水：

结构基础：

（1）细胞液：成熟植物细胞的中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，因此细胞内的液体环境主要指液泡的细胞液。

（2）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。相当于半透膜，具有选择透过性

（3）细胞壁的特性：全透性，伸缩性小

植物细胞的质壁分离和复原现象

①当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象

②当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

注意：如果质壁分离的细胞死亡，则不会发生质壁分离的复原。

实验探究：

材料选取：紫色洋葱鳞片叶（含有颜色为佳，也可选水绵细胞）

实验结果：质壁分离前，细胞呈现紫色，原生质层紧贴细胞壁；当加入蔗糖溶液后，液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离；对质壁分离的细胞加入清水后，液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。

思考：不含中央大液泡的植物细胞（如根尖分生区细胞、种子的胚细胞）能发生质壁分离的现象吗？

不能，因为不含大液泡的植物细胞不会失去较多的水，因此不会发生质壁分离的现象

细胞对无机盐离子的吸收实例：

1、水稻吸收SiO

44-多，吸收Ca2+和Mg2+少，番茄吸收Ca2+和Mg2+较多，吸收SiO

4

4-较少，

说明不同植物对不同的无机盐离子吸收表现出较大的差异。

2、人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。

3、不同微生物对无机盐离子吸收表现出很大的差异。

物质跨膜运输的特点：

1、物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。

2、细胞对于物质的输入和输出有选择透过性。

物质跨膜运输的方式

一、物质跨膜运输方式：

运输方向（影响因

素）

特点图例实例离

子、小分子物质自由

扩散

由高浓度向低浓度

（细胞膜内外物质

的浓度差）

不需要载体

不需要能量

水、甘油、乙

醇、苯、CO2、

O2、脂质

协助

扩散

由高浓度向低浓度

（细胞膜内外物质

的浓度差；膜载体

种类和数量）

需要载体

不需要能量

红细胞吸收葡

萄糖

主动

运输

由低浓度向高浓度

（膜载体的种类和

数量；能量：温度、

氧浓度）

既需要载体

又需要能量

小肠吸收无机

盐、葡萄糖、

氨基酸等

大分子物质胞吞由细胞外到细胞内

（细胞膜流动性、

能量等）

需要消耗能

量

略白细胞吞噬病

菌

胞吐由细胞内到细胞外

（细胞膜流动性、

能量等）

需要消耗能

量

略分泌蛋白的分

泌、神经递质

的释放

胞吞过程:大分子附着在细胞膜表面，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。

胞吐过程：细胞需要外排的大分子先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜外，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。

判断某种物质的运输方式，必须抓三个关键：

1 分析被运输的物质是否通过细胞膜

2 明确被运输物质微粒的性质

3 分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度到低浓度/低浓度到高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量

易混易错：

（1）Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散（或离子通道）进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。

（2）植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此，可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。

（3）温度影响物质跨膜运输的速率，有两方面，一方面影响生物膜的流动性，另一方面影响酶活性，进而影响呼吸速率。

（4）渗透作用属于自由扩散的一种方式，溶液浓度高，单位体积溶液中溶质微粒多，水分子浓度低；溶液浓度低，单位体积溶液中溶质微粒少，水分子浓度高，故渗透作用中水由低浓度流向高浓度溶液，与自由扩散中水从高浓度一侧运输到低浓度一侧并不矛盾。

二、影响物质跨膜运输的因素：

（1）浓度（在一定范围内）对运输速率的影响

（2）氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：

三、物质跨膜运输层数的分析判断

1、无膜：核糖体、中心体、染色体