物质的输入与输出

讲义三

第四章细胞的物质输入和输出

第一节物质跨膜运输的实例

一、渗透作用：水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。

二、原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

三、发生渗透作用的条件： 1、具有半透膜

2、膜两侧有浓度差

四、细胞的吸水和失水：

外界溶液浓度＞细胞内溶液浓度→细胞失水

外界溶液浓度＜细胞内溶液浓度→细胞吸水

练习

1．植物细胞质壁分离的过程中水分子的扩散只能单向进行（）

2．植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成（）

3．质壁分离是指原生质层与细胞壁分离（）

4．渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差（）

第二节生物膜的流动镶嵌模型浓度

一、细胞膜结构：磷脂蛋白质糖类

↓↓↓

磷脂双分子层“镶嵌蛋白”糖被（与细胞识别有关）

（膜基本支架）

二、

结构特点：具有一定的流动性

细胞膜

（生物膜）功能特点：选择透过性

练习

1.静态结构模型不能解释细胞的生长，变形虫的运动，质壁分离及其复原

等现象（）

2.膜成分和结构的初步阐释，都是通过实验观察直接证实的（）

3.在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应的观点始终指引着人们

不断实践，认识，再实践，再认识（）

第三节物质跨膜运输的方式

一、相关概念：

自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。

协助扩散：进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。

主动运输：物质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。

二、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较：

三、离子和小分子物质主要以被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输的方

式进出细胞；大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。

‘’

练习

1.大分子物质，如蛋白质，进出细胞穿过0层细胞膜（）

2.胞吞和胞吐都需要消耗能量，也需要载体（）

3.胞吞和胞吐体现了膜的结构特性——流动性（）

第五章细胞的能量供应和利用

第一节降低化学反应活化能的酶

一、相关概念：

新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。

细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。

酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。

活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

二、酶的发现：略

三、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水

解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA。

四、酶的特性：

①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。

②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

③、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。

温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。

第二节 细胞的能量“通货”-----ATP

一、ATP 的结构简式：ATP 是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～

Ｐ，其中：A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，～代表高能磷酸

键，－代表普通化学键。

注意：ATP 的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP 被

称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，

一般是远离腺苷的高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。

二、ATP 与ADP 的转化：

酶

练习

1. 由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行（）

2. 酶的化学本质是蛋白质（）

3. 酶只能在细胞内发挥作用（）

4. 对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过细胞代谢（）

5. 人体的一切生命活动都需要ATP （）

6. 活细胞中ATP 与ADP 的转化只能单向进行（）

实验

观察质壁分享及复原实验

1.原理：成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有的尝试，能够渗透失水或吸水。

2.实验步骤：撕取洋葱鳞片叶外表皮，制作临时装片→低倍找物像，并移中央→转换高倍镜→调细准焦螺旋→高倍观察（找到紫色大液泡，原生质层与细胞壁紧贴）→盖玻片一侧加0.3g/mL 的蔗糖液，另一侧用吸水纸吸水（观察：液泡缩小，并产生原生质层与细胞壁的分离）→盖玻片一侧加清水，另一侧用吸水纸吸水（观察：液泡变大，原生质层与细胞壁贴近）。

3.注意：取紫色洋葱外表皮，不能取内表皮

质壁分离的表现：由坚挺到萎蔫；液泡由大到小；细胞液颜色由浅到深；原生质层与细胞壁紧贴到分离。

第五：比较过氧化在不同条件下的分解

能量 ATP ADP + Pi +

1.原理：催化剂能降低反应的活化能，Fe3+和过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解。即：

2H2O2→2H2O+O2(有气泡产生)

2.实验变量：自变量：在实验中人为改变的变量

因变量：随自变量变化的变量

无关变量：除自变量外以外影响实验结果的其他变量

检测方法：用以检测因变量发生量的手段

本实验的自变量是：温度、加Fe3+和加过氧化氢酶，本实验的因变量是过氧化氢分解的多少，检测方法是气泡产生的多少或卫生香燃烧的剧烈程度。无关变量是加入各溶液的量、温度、ＰＨ值、时间长短等。

3.探究性实验设计的原则：保持单一变量和设置对照

4.注意：要选新鲜肝脏（细菌影响活性）

肝脏要制成研磨液（接触面积）

滴入肝脏研磨液与FeCl3溶液时不能用同一吸管（防止混合影响实验效果）

插入卫生香时不能碰触到气泡（以免使卫生香因潮湿而熄灭）

第六：酶催化特性的实验

1.高效性

（１）原理：酶的催化效率比无机催化剂要高

（２）变量分析：自变量：催化剂类型

因变量：底物分解速度或产物形成速度

无关变量：试剂量、温度、ＰＨ

检测方法：气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度

２.专一性

（１）原理：酶只能催化一种或一类化学反应的进行

（２）变量分析：自变量：不同的底物

因变量：底物分解情况

无关变量：试剂量、温度、ＰＨ

检测方法：砖红色沉淀（用斐林试剂检测）

（３）思路：一组底物用淀粉，一组底物用蔗糖来验证淀粉酶的专一性。所以需要２支试管。