第4章細胞的物質輸入和輸出

1、第4章 細胞的物質輸入和輸出學習要點：1、理解和掌握細胞的吸水和失水，了解物質跨膜運輸的其他實例。2、了解對膜結構的探索歷程，理解細胞融合實驗，掌握流動鑲嵌模型的內容。3、重點理解和掌握物質跨膜運輸的方法，包括跨膜的主動運輸和被動運輸，不跨膜的囊泡運輸。小提示：此章應與上一章的細胞膜的相關知識聯(lián)系起來理解學習。第1節(jié) 細胞中的元素和化合物1、 細胞的吸水和失水（1） 滲透現(xiàn)象滲透作用：水分子或其他溶劑分子透過半透膜從低濃度到高濃度溶液的擴散。發(fā)生滲透的條件：有半透膜半透膜兩側存在濃度差半透膜： 小分子物質能通過而大分子物質不能的薄膜的總稱，如玻璃紙（沒有和細胞膜一樣的選擇透過性）（2） 細胞的

2、吸水和失水現(xiàn)象外界溶液濃度低于細胞質時，細胞吸水膨脹外界溶液濃度等于細胞質時，水分子進出細胞處于動態(tài)平衡外界溶液濃度高于細胞質時，細胞失水皺縮其中，細胞吸水或失水的多少一般取決于濃度差（3） 實驗說明原生質層相當于半透膜細胞內的液體環(huán)境：主要是液泡里細胞液原生質層：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質（即原生質層不包括細胞核、細胞壁、細胞液）注意：不成熟的植物細胞沒有大液泡，有小液泡。課本61、62頁的實驗說明：植物細胞的原生質層相當于半透膜（注意：原生質層有選擇透過性）實驗現(xiàn)象：細胞失水時，原生質層與細胞壁分離，即發(fā)生質壁分離；然后，讓細胞吸水，原生質層會恢復原來的狀態(tài)，稱之質壁分離的復原。

3、拓展：實驗選材：紫色的洋蔥鱗片葉紫色便于觀察，洋蔥鱗片葉是因其細胞不分裂（分生區(qū)的細胞能分裂不會發(fā)生質壁分離）2、 物質跨膜運輸的其他實例（1）細胞的吸水和失水是一種順濃度的跨膜運輸63、64頁的資料分析說明，某些物質（如資料中的離子和礦物質）可逆濃度跨膜運輸。（2）細胞膜和其他生物膜都是選擇性透過性膜（選擇透過性是細胞膜的功能特點）第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型1、 對生物膜結構的探索歷程（了解大概內容，有個印象，細胞融合實驗要理解掌握）（1） 歐文頓發(fā)現(xiàn)脂溶性物質更容易通過細胞膜，提出膜由脂質組成。（2） 兩位荷蘭科學家發(fā)現(xiàn)磷脂在空氣水界面上鋪展為單分子層，且單分子層面積為紅細胞膜面積的兩倍

4、，得出：細胞膜中的脂質分子排列為連續(xù)兩層。（3） 羅伯森特在電鏡下看到細胞膜的暗亮暗（蛋白質脂質蛋白質）三層結構，認為生物膜是靜態(tài)的。（4） 熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗等實驗表明細胞膜有流動性。2、 流動鑲嵌模型（1） 提出者：桑格、尼克森（2） 基本內容1 磷脂雙分子層構成膜的基本骨架，具有流動性2 蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入雙分子層中，有的貫穿于整個雙分子層。大多數蛋白質也可以運動。注意：流動鑲嵌模型只是被廣泛接受，細胞膜還有其他可能的模型，現(xiàn)在依然在完善過程。3、 糖蛋白糖蛋白是細胞膜的外表上的蛋白質和糖類結合形成的，也叫糖被，具有識別、信息交流、潤

5、滑 、保護等重要功能。此外，細胞膜表面還有糖類和脂質結合成的糖脂。第3節(jié) 物質跨膜運輸的方式1、 被動運輸：各種脂溶性分子或無機離子順濃度梯度方向的運輸稱之，不需耗能。（1）自由擴散物質通過簡單的擴散順濃度進出細胞，稱之。例如：水、氧、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。特點：不需載體、不耗能，運輸速率一般只取決于濃度差（2）協(xié)助擴散離子和一些較大的分子如葡萄糖順濃度進出細胞需借助鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質（載體蛋白）的協(xié)助，稱之。例如：葡萄糖進入紅細胞特點：需要載體、需要耗能（消耗細胞的代謝能）因為協(xié)助擴散需要載體，因此載體的數量會影響運輸速率2、 主動運輸一些離子，如鈉離子、鉀離子等不能自由通過

6、磷脂雙分子層，從低濃度一側運輸到高濃度，需要載體蛋白協(xié)助，同時要消耗細胞內化學反應（如呼吸作用、光合作用）所釋放的能量，這種方式稱之主動運輸。例子：離子、葡萄糖等進入小腸上皮細胞、鈉鉀泵的作用等特點：逆濃度梯度、需要載體、需要耗能影響因素：轉運物質濃度、載體蛋白種類和數量、能量（氧氣）、溫度等3、 囊泡運輸：胞吞（細胞外到細胞內）、胞吐（細胞內到細胞外）轉運物質：生物大分子，如蛋白質等特點：耗能、不需載體、不穿膜（又稱穿過0層膜，指物質沒有與細胞膜接觸就完成跨膜轉運）拓展：胞吞胞吐對于維系細胞膜和細胞器（內質網、高爾基體）膜處于動態(tài)平衡具有重要意義。4、 通道蛋白（74頁）通道蛋白參與被動運輸

7、（順濃度），不耗能，比自由擴散快。注：屬于拓展的課外內容，不直接考，一般會出現(xiàn)在信息題中。信息題是一種比較新型的題目，也是考察考生生物基本知識和信息整合能力的一種比較熱門的題型，考察方式是給出一段沒學過的信息，要求考生根據所給材料和所學信息作答，一般為選擇題，難度不等，解答這種問題的時候，一定一定要認真看所給信息。下面是一道比較簡單的信息題：2003年的授予了研究細胞膜通道蛋白的科學家，通道蛋白是一類跨越細胞膜磷脂雙分子層的蛋白質，包含水通道蛋白和離子通道蛋白，能夠協(xié)助水和某些離子順濃度運輸，一種通道蛋白一般只能允許一種物質通過。請根據以上信息，結合所學知識，判斷下列錯誤的是A、離子通道蛋白不

8、能轉運水B、通道蛋白轉運物質屬于主動運輸C、通道蛋白轉運物質屬于被動運輸D、通道蛋白轉運物質不需要消耗能量顯然，錯誤的是B，因為信息說“順濃度”，不可能是主動運輸。再看其他選項，“一種通道蛋白一般只能允許一種物質通過”說明A正確，CD選項就不解釋了。課后鞏固練習1、 下圖表示某植物相鄰的3個細胞，其細胞液濃度依次為甲乙丙，正確表示他們之間水分子滲透方向的是2、植物原生質層是指 A細胞質 B細胞膜和液泡膜之間的細胞質C細胞膜和液泡膜 D細胞膜和液泡膜及兩層膜之間的細胞質3、放在30%蔗糖溶液中會發(fā)生質壁分離的細胞是A人的口腔上皮細胞 B洋蔥根尖生長點細胞 C洋蔥表皮細胞 D干種子細胞4、白細胞能

9、夠吞噬病菌。這些說明了細胞膜的特點是A具有流動性； B是一種選擇透過性膜； C控制物質進出細胞； D以磷脂雙分子層為基本支架。5、吞噬細胞在機體免疫中起著重要的作用，它具有很強的吞噬功能，能殺傷侵入機體內的細菌、真菌、寄生蟲、病毒等致病體以及衰老的細胞。吞噬細胞具有識別功能是因為 ( A細胞膜具有一定的流動性 B細胞膜表面具有糖蛋白C細胞內產生蛋白質 D細胞膜內有磷脂雙分子層6、甲(乙(兩種物質在細胞膜兩側的分布情況如右圖(顆粒的多少表示濃度的高低，在進行跨膜運輸時，下列說法正確的是A乙進入細胞一定有載體蛋白的參與B乙運出細胞一定有載體蛋白的參與C甲進入細胞一定需要能量D甲運出細胞一定不需要能

10、量7、下列敘述正確的是 ( A細胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜B小分子物質都能通過細胞膜，而大分子物質則不能C原生質層包括細胞膜、細胞質和細胞核 D動物細胞一般不會吸水脹破，是因為細胞最外層有細胞壁8、透析型人工腎起關鍵作用的是人工合成的血液透析膜，其作用是能把病人血液中的代謝廢物透析掉。這是模擬了生物膜的 ( A流動性特點 B選擇功能 C選擇透過功能 D主動運輸9、下圖是胡蘿卜在不同的含氧情況下從硝酸鉀溶液中吸收K+和NO3的曲線：影響A、B兩點和B、C兩點吸收量不同的因素分別是 A載體數量、能量 B能量、載體數量C載體數量、離子濃度 D能量、離子濃度10、下圖為物質出入細胞的兩種方式示意圖，根據圖回答：（1）圖表示 方式，圖表示 方式。（2）紅細胞吸收K和O2進入紅細胞的方式分別屬于 和 。（3）細胞膜主要是由 和 構成，從結構特點看，具有一定的 性，從功能特點看，是一種 膜。參考答案：1-5 DDCAB 6-9AACB10.（1）自由擴散 協(xié)助擴散 （2） (3脂質 蛋白質 流動 選擇透過1、 滲透方向有低濃度到高濃度3、人的口腔上皮細胞無細胞壁，根尖生長點細胞可分裂，干種子