2023年必修細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出知識(shí)點(diǎn)詳解

第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出?一、物質(zhì)跨膜運(yùn)送的實(shí)例

1、滲透作用概念：水分從低濃度溶液通過半透膜向高濃度溶液擴(kuò)散的現(xiàn)象原理：動(dòng)物：細(xì)胞膜相稱于半透膜植物：原生質(zhì)層相稱于半透膜。條件：＝１\*GB2\*MＥRGEFORMＡT⑴、具有半透膜＝2\*GＢ２\＊MERGＥFＯRMAT⑵、膜兩側(cè)有濃度差選擇透過性膜

（半透膜）?可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他離子、小分子和大分子則不能通過的一類膜的總稱。

生物膜是一種選擇透過性膜,是嚴(yán)格的半透膜。

２、.細(xì)胞的失水和吸水動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水（哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞吸水失水)外界溶液濃度>細(xì)胞內(nèi)溶液濃度→細(xì)胞失水而褶皺外界溶液濃度＜細(xì)胞內(nèi)溶液濃度→細(xì)胞吸水，吸水過多細(xì)胞漲破。外界溶液濃度=細(xì)胞內(nèi)溶液濃度→細(xì)胞既不吸水也不失水。植物細(xì)胞吸水和失水未形成大液泡的細(xì)胞，靠吸漲作用吸水;這樣的細(xì)胞重要靠細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素等親水性物質(zhì)吸取水分,叫做吸漲作用。干燥的種子和根尖分生區(qū)的細(xì)胞，重要靠吸漲作用吸取水分。(注意:蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素的親水性依次減弱)大液泡形成以后，細(xì)胞重要靠滲透作用吸水；細(xì)胞液濃度＞外界溶液濃度→細(xì)胞吸水;細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度→細(xì)胞失水。成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng):植物的最外層是細(xì)胞壁,重要由纖維素分子組成，分子間空隙較大,一切溶劑和溶質(zhì)都可以透過，細(xì)胞壁是全透過性的。細(xì)胞膜和液泡膜是選擇透過性膜。我們可以把細(xì)胞膜、液泡膜、以及兩膜之間的其他物質(zhì)即“原生質(zhì)”當(dāng)做一層選擇透過性膜,“膜”內(nèi)的細(xì)胞液有一定的濃度，與細(xì)胞的溶液存在濃度差。這樣,細(xì)胞也就通過這層選擇透過性膜與外界環(huán)境中的溶液發(fā)生滲透作用。質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原外界溶液濃度>細(xì)胞溶液濃度→滲透失水→質(zhì)壁分離外界溶液濃度＜細(xì)胞溶液濃度→滲透吸水→質(zhì)壁分離復(fù)原(1）發(fā)生的條件：活細(xì)胞、具有大液泡、濃度差（2)質(zhì)壁分離產(chǎn)生的因素：內(nèi)因:原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性，外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)可拓展應(yīng)用于:(指的是原生質(zhì)層與細(xì)胞壁）

?①證明成熟植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用;

②證明細(xì)胞是否是活的；

?③作為光學(xué)顯微鏡下觀測(cè)細(xì)胞膜的方法；

④初步測(cè)定細(xì)胞液濃度的大小；物質(zhì)跨膜運(yùn)送的其他實(shí)例：１、對(duì)礦質(zhì)元素的吸取逆濃度梯度——積極運(yùn)送對(duì)物質(zhì)是否吸取以及吸取多少,都是由細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量決定。細(xì)胞膜:(1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有流動(dòng)性（2）功能特點(diǎn)：選擇透過性比較幾組概念擴(kuò)散:物質(zhì)從高濃度到低濃度的運(yùn)動(dòng)叫做擴(kuò)散（擴(kuò)散與過膜與否無關(guān)）（如：O2從濃度高的地方向濃度低的地方運(yùn)動(dòng))滲透:水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散又稱為滲透（如:細(xì)胞的吸水和失水,原生質(zhì)層相稱于半透膜)半透膜:物質(zhì)的透過與否取決于半透膜孔隙直徑的大小(如:動(dòng)物膀胱、玻璃紙、腸衣、雞蛋的卵殼膜等)選擇透過性膜:不同生物細(xì)胞膜上載體種類和數(shù)量不同，構(gòu)成了對(duì)不同物質(zhì)吸取與否和吸取多少的選擇性。（如:細(xì)胞膜等各種生物膜）第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一．生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1.生物膜靜態(tài)模型的提出:⑴1９世紀(jì)末,歐爾頓發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同樣:凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。于是,他提出:膜是由脂質(zhì)組成的。⑵1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水面上鋪展層單分子層,面積為紅細(xì)胞表面積的２倍，由此得出結(jié)論:細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的2層。⑶20世紀(jì)初，科學(xué)家通過對(duì)紅細(xì)胞膜成分進(jìn)行化學(xué)分析表白:膜的重要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。（４)19５9年,羅伯特森在電鏡下觀測(cè)到了細(xì)胞膜清楚的暗－亮-暗的三層結(jié)構(gòu)，提出生物膜的模型：蛋白質(zhì)-脂質(zhì)－蛋白質(zhì)模型,他指出電鏡下中間的亮層是磷脂分子,兩邊暗層是蛋白質(zhì)分子，他把生物膜描述靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。2.流動(dòng)鑲嵌模型的提出:⑴20世紀(jì)60年代以后,很多科學(xué)家對(duì)羅伯特森的模型提出質(zhì)疑：假如這樣,細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實(shí)現(xiàn)，就連細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)這樣的現(xiàn)象都不好解釋。⑵1970年，科學(xué)家用綠色熒光燃料標(biāo)記鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，紅色熒光燃料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子,將小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合。在３７℃40ｍin，兩種顏色的熒光均勻分布。此實(shí)驗(yàn)表白:細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。⑶１972年桑格和尼克森提出了流動(dòng)鑲嵌模型,并為大多數(shù)人所接受。二、生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容:保證

體現(xiàn)

導(dǎo)致磷脂分子+蛋白質(zhì)分子

結(jié)構(gòu)功能（物質(zhì)互換)

?具有

?

運(yùn)動(dòng)性

流動(dòng)性

物質(zhì)互換正常

選擇透過性

▲磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架保證

體現(xiàn)

導(dǎo)致▲蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或所有嵌入磷脂雙分子層中,有的貫穿整個(gè)磷脂雙分子層▲磷脂雙分子層和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)4.在細(xì)胞膜的外表,有一層細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白,叫做糖被。它有重要的功能（細(xì)胞辨認(rèn)、免疫反映、血型鑒定、保護(hù)潤(rùn)滑等）例如：消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白有保護(hù)和潤(rùn)滑作用；糖被與細(xì)胞表面的細(xì)胞辨認(rèn)有密切關(guān)系。除糖蛋白外，細(xì)胞表面尚有糖脂。（癌細(xì)胞細(xì)胞表面糖蛋白減少，粘著性下降易擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。)第三節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)送的方式一、被動(dòng)運(yùn)送：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,順濃度梯度的擴(kuò)散，稱為被動(dòng)運(yùn)送。(1)自由擴(kuò)散:物質(zhì)通過簡(jiǎn)樸的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞(2)協(xié)助擴(kuò)散：進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散二、積極運(yùn)送:從低濃度一側(cè)運(yùn)送到高濃度一側(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)反映所釋放的能量,這種方式叫做積極運(yùn)送。比較小分子跨膜運(yùn)送過程（重點(diǎn))：方向載體能量舉例被動(dòng)運(yùn)送自由擴(kuò)散高→低不需要不需要水、CO2、Ｏ2、Ｎ2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、維生素D、膽固醇、性激素等協(xié)助擴(kuò)散高→低需要不需要葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞積極運(yùn)送低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca2＋等離子、葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞(腎小管上皮細(xì)胞）植物根細(xì)胞吸取無機(jī)鹽離子。1,自由擴(kuò)散2積極運(yùn)送3協(xié)助擴(kuò)散A磷脂雙分子層面Ｂ蛋白質(zhì)A載體蛋白B磷脂雙分子層D糖蛋白d、a積極運(yùn)送b、c自由擴(kuò)散⑴影響自由擴(kuò)散的因素:濃度差A(yù)載體蛋白B磷脂雙分子層D糖蛋白d、a積極運(yùn)送b、c自由擴(kuò)散⑵影響協(xié)助擴(kuò)散的因素：濃度差和載體蛋白⑶影響積極運(yùn)送的因素:載體蛋白和能量（積極運(yùn)送不受濃度限制）運(yùn)送速率２、影響物質(zhì)跨膜運(yùn)送速率的相關(guān)曲線:運(yùn)送速率載體蛋白數(shù)自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散濃度差（或細(xì)胞外物質(zhì)濃度）載體蛋白數(shù)自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散濃度差（或細(xì)胞外物質(zhì)濃度）濃度差（或細(xì)胞外物質(zhì)濃度）協(xié)助擴(kuò)散或積極運(yùn)送協(xié)助擴(kuò)散或積極運(yùn)送自由擴(kuò)散氧氣濃度ATP、能量、細(xì)胞呼吸氧氣濃度ATP、能量、細(xì)胞呼吸（（（運(yùn)送速率積極運(yùn)送被動(dòng)運(yùn)送（自由，協(xié)助擴(kuò)散）載體蛋白數(shù)積極運(yùn)送積極運(yùn)送被動(dòng)運(yùn)送（自由，協(xié)助擴(kuò)散）載體蛋白數(shù)積極運(yùn)送氧氣濃度氧氣濃度積極運(yùn)送運(yùn)送速率氧氣、氧氣、ATP、能量、細(xì)胞呼吸積極運(yùn)送3、大分子或顆粒進(jìn)出細(xì)胞胞吞（內(nèi)吞）胞吐（外排）條件細(xì)胞攝取或排出大分子和顆粒物質(zhì)的方式原理生物膜的流動(dòng)性特點(diǎn)物質(zhì)通過小泡轉(zhuǎn)移,需要消耗能量，不需要載體方向細(xì)胞外→內(nèi)細(xì)胞內(nèi)→外實(shí)例變形蟲吞食食物顆粒,白細(xì)胞吞噬病菌等胰島Ｂ細(xì)胞分泌胰島素、抗體分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放1、體現(xiàn)細(xì)胞膜