第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】

1、第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】1. 動(dòng)物細(xì)胞的吸水與失水原理：細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的作用，相當(dāng)于一層半透膜當(dāng)外界溶液細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞失水皺縮，濃度差異大時(shí)，會(huì)因失水而死亡；當(dāng)外界溶液=細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)2. 植物細(xì)胞吸水與失水（1）植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的區(qū)別a. 植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是全透的，大分子、小分子、水都可以通過；b. 植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡內(nèi)的細(xì)胞液；c. 植物細(xì)胞的細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，稱為原生質(zhì)層（）植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜a. 當(dāng)細(xì)胞液的濃度外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；b. 當(dāng)

2、細(xì)胞液的濃度外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原物質(zhì)跨膜運(yùn)輸并不都是順相對(duì)含量梯度的，而且細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性?？梢哉f細(xì)胞膜與其他生物膜都是選擇性透過膜，這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。生物膜的這一特性，與細(xì)胞的生命活動(dòng)密切相關(guān)，是活細(xì)胞的一個(gè)重要特征?！窘?jīng)典例題】例1 將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞放在一定濃度的尿素溶液中，表皮細(xì)胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離，然后又發(fā)生自動(dòng)復(fù)原，原因是（ ）A.原生質(zhì)層破壞 C.細(xì)胞壁破壞 解析：將洋蔥表皮細(xì)胞放在一定濃度的尿素溶液中，表皮細(xì)胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離，這說明尿素溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。

3、尿素分子比水分子大，但仍屬于小分子物質(zhì)，能夠通過植物細(xì)胞的原生質(zhì)層而被吸收。但尿素分子通過原生質(zhì)層的相對(duì)速率比水分子慢，故開始時(shí)先發(fā)生質(zhì)壁分離。當(dāng)尿素分子緩慢地進(jìn)入表皮細(xì)胞的細(xì)胞液中，使洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度逐漸升高，細(xì)胞液中水分子向外擴(kuò)散的速率逐漸減慢。當(dāng)細(xì)胞液的濃度與尿素溶液的濃度相等時(shí)，細(xì)胞液中的水分子通過原生質(zhì)層的擴(kuò)散達(dá)到平衡。當(dāng)細(xì)胞液因尿素分子的增加而使其濃度大于外界的尿素溶液時(shí)，該細(xì)胞就吸水，原生質(zhì)層和液泡逐漸恢復(fù)成原狀而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。能夠?qū)е录?xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的物質(zhì)除了尿素外，還有乙二醇等物質(zhì)，在解題時(shí)遇到此類題目，應(yīng)認(rèn)真分析。答案：B例2發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的植物

4、細(xì)胞中，水分經(jīng)過的結(jié)構(gòu)依次是（ ）A細(xì)胞膜、液泡膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞壁B細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜C液泡膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁D細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、液泡膜、細(xì)胞質(zhì)解析：本題主要考查的是原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)。原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜以及兩者之間的細(xì)胞質(zhì)。在質(zhì)壁分離復(fù)原時(shí)，細(xì)胞從外界吸收水分。水分首先通過的是細(xì)胞最外層的細(xì)胞壁，其次是原生質(zhì)層中的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和液泡膜。答案：B第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】（1）19世紀(jì)末，歐文頓：凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。（2）20世紀(jì)初，荷蘭科學(xué)家：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為連續(xù)排列的兩層。（3）1959年，羅伯特森：生

5、物膜是由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)組成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。（4）1970年，熒光染料標(biāo)記實(shí)驗(yàn)證明：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。（5）1972年，桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型。2.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容（1）膜結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性和不均勻性。（2）膜結(jié)構(gòu)的流動(dòng)性。（3）膜的功能是由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與脂質(zhì)、脂質(zhì)與脂質(zhì)之間復(fù)雜的相互作用實(shí)現(xiàn)的。細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞的意義草履蟲食物泡的形成及發(fā)展變化、變形蟲捕食和運(yùn)動(dòng)時(shí)偽足的形成、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌；細(xì)胞的胞飲與分泌、細(xì)胞分裂時(shí)膜的流動(dòng)性、細(xì)胞雜交時(shí)的細(xì)胞融合等事實(shí)都能證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，可見細(xì)胞膜的流動(dòng)性為細(xì)胞吸收、分泌、修復(fù)、融合、運(yùn)動(dòng)、捕食、變形、分裂等提供

6、了基礎(chǔ)?！窘?jīng)典例題】例1 毛細(xì)血管壁是由單層細(xì)胞組成的，正常狀態(tài)下紅細(xì)胞不能穿過毛細(xì)血管壁。但是比紅細(xì)胞大的白細(xì)胞卻可以通過變形運(yùn)動(dòng)穿過毛細(xì)血管壁，吞噬病菌。該生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜的（ ）A.選擇透過性 B.一定的流動(dòng)性 C.保護(hù)性 解析：解題時(shí)要著重分析白細(xì)胞通過變形運(yùn)動(dòng)吞噬病菌與細(xì)胞的哪一部分有關(guān)。它的形態(tài)改變很明顯與細(xì)胞膜有關(guān)。而細(xì)胞膜的改變是由于組成細(xì)胞膜的磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)都能在一定程度上運(yùn)動(dòng)，使細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性，這也就是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。而選擇透過性則是細(xì)胞膜的功能特性。答案：B例2 (1)人體組織液中的O2若要進(jìn)入組織細(xì)胞中，參與氧化有機(jī)物，這些氧分子要通過（ ）層

7、由磷脂分子組成的膜。A1 B2 C3 D4 (2)大氣中的O2要與人的血紅蛋白結(jié)合，至少要穿過（ ）層磷脂分子。A3 B5 C6 D10解析：以上兩題雖類似，但涉及到了一個(gè)極為精細(xì)的問題，就是穿過幾層“膜”，還是穿過幾層“磷脂分子”。前一題O2進(jìn)入組織細(xì)胞參與氧化，要穿過細(xì)胞膜與線粒體的外、內(nèi)膜，共三層膜。后一題大氣中的O2要與血紅蛋白結(jié)合，至少要穿過肺泡壁(單細(xì)胞結(jié)構(gòu)，兩次穿過膜)、毛細(xì)血管壁(單細(xì)胞結(jié)構(gòu)，兩次穿過膜)和紅細(xì)胞膜。因此，氧氣至少要穿越五層生物膜，共十層磷脂分子。答案 ：(1)C (2)D第3節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健疽c(diǎn)導(dǎo)學(xué)】小分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式（1）自由擴(kuò)散：物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散

8、作用進(jìn)出細(xì)胞。物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力就是膜內(nèi)外的物質(zhì)濃度差，濃度差越大，自由擴(kuò)散的速率越大。如O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等。（2）協(xié)助擴(kuò)散：進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)要借助載體蛋白的擴(kuò)散。不僅受濃度差影響，還受著載體的數(shù)量限制，可以說在一定限度內(nèi)運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成正比。如超過一定限度，濃度再增加，運(yùn)輸也不再增加，因膜上載體蛋白的結(jié)合位點(diǎn)已達(dá)飽和。如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞等（3）主動(dòng)運(yùn)輸：物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。由于為運(yùn)輸提供動(dòng)力的不再是濃度差，而是細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量，所以主動(dòng)運(yùn)輸與這個(gè)細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量有關(guān)，能夠影響到這個(gè)細(xì)胞呼吸有關(guān)的因素

9、，例如溫度、氧氣等都可以影響到主動(dòng)運(yùn)輸過程。另外，主動(dòng)運(yùn)輸還與運(yùn)載該物質(zhì)的載體蛋白的種類和數(shù)量有關(guān)，一般來說，載體數(shù)量越多，運(yùn)輸?shù)倪@種物質(zhì)越多；但是膜上載體的數(shù)量有限，因此主動(dòng)運(yùn)輸也會(huì)存在最大速率。如小腸上皮細(xì)胞吸收氨基酸、各種離子等。胞吞和胞吐，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是流動(dòng)性。3主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)于細(xì)胞的重要意義主動(dòng)運(yùn)輸保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需的營養(yǎng)物質(zhì)，主動(dòng)排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，對(duì)活細(xì)胞完成各項(xiàng)生命活動(dòng)具有非常重要的作用?！窘?jīng)典例題】例1 麗藻細(xì)胞對(duì)的吸收量與對(duì)cl的吸收量不同，對(duì)這種選擇透過性起主要作用的物質(zhì)是（ ）A水 B磷脂 C糖類 D蛋白質(zhì)解析：細(xì)胞是

10、由蛋白質(zhì)分子和磷脂分子構(gòu)成的，具有選擇透過性，這一特性的物質(zhì)基礎(chǔ)就是細(xì)胞膜上的載體蛋白的種類和數(shù)量，載體蛋白的選擇性決定著哪些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)多少；哪些物質(zhì)不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。答案：D例用帶有一個(gè)小孔的隔板把水槽分成左右兩室，把磷脂分子引入隔板小孔使之成為一層薄膜。水槽左室加入含少量K的溶液，右室加入含大量K的溶液。（1）在左右兩室分別插入正負(fù)電極，結(jié)果發(fā)現(xiàn)K不能由左室進(jìn)入右室，原因是。（2）若此時(shí)在左室加入少量纈氨霉素（多肽），結(jié)果發(fā)現(xiàn)K可以由左室進(jìn)入右室，原因是。（3）若此時(shí)再將電極取出，結(jié)果K又不能由左室進(jìn)入右室，原因是。（4）上述實(shí)驗(yàn)證明。解析：由題可知，K離子的運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)臈l件是需要能量和載體蛋白，而在人工合成的磷脂層上沒有蛋白質(zhì)，因此無法轉(zhuǎn)運(yùn)。在加入少量纈氨霉素（多肽）后，可以逆濃度運(yùn)輸，說明纈氨霉素（多肽）充當(dāng)了