2023年必修細胞的物質(zhì)輸入和輸出知識點詳解

第四章細胞的物質(zhì)輸入和輸出?一、物質(zhì)跨膜運送的實例

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散的現(xiàn)象原理：動物：細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,是嚴格的半透膜。

２、.細胞的失水和吸水動物細胞的吸水和失水（哺乳動物成熟紅細胞吸水失水)外界溶液濃度>細胞內(nèi)溶液濃度→細胞失水而褶皺外界溶液濃度＜細胞內(nèi)溶液濃度→細胞吸水，吸水過多細胞漲破。外界溶液濃度=細胞內(nèi)溶液濃度→細胞既不吸水也不失水。植物細胞吸水和失水未形成大液泡的細胞，靠吸漲作用吸水;這樣的細胞重要靠細胞內(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，細胞重要靠滲透作用吸水；細胞液濃度＞外界溶液濃度→細胞吸水;細胞液濃度<外界溶液濃度→細胞失水。成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng):植物的最外層是細胞壁,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，細胞壁是全透過性的。細胞膜和液泡膜是選擇透過性膜。我們可以把細胞膜、液泡膜、以及兩膜之間的其他物質(zhì)即“原生質(zhì)”當做一層選擇透過性膜,“膜”內(nèi)的細胞液有一定的濃度，與細胞的溶液存在濃度差。這樣,細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)壁分離復原外界溶液濃度>細胞溶液濃度→滲透失水→質(zhì)壁分離外界溶液濃度＜細胞溶液濃度→滲透吸水→質(zhì)壁分離復原(1）發(fā)生的條件：活細胞、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)層伸縮性大于細胞壁伸縮性，外因：外界溶液濃度>細胞液濃度質(zhì)壁分離與復原實驗可拓展應用于:(指的是原生質(zhì)層與細胞壁）

?①證明成熟植物細胞發(fā)生滲透作用;

②證明細胞是否是活的；

?③作為光學顯微鏡下觀測細胞膜的方法；

④初步測定細胞液濃度的大小；物質(zhì)跨膜運送的其他實例：１、對礦質(zhì)元素的吸取逆濃度梯度——積極運送對物質(zhì)是否吸取以及吸取多少,都是由細胞膜上載體的種類和數(shù)量決定。細胞膜:(1）結(jié)構(gòu)特點:具有流動性（2）功能特點：選擇透過性比較幾組概念擴散:物質(zhì)從高濃度到低濃度的運動叫做擴散（擴散與過膜與否無關）（如：O2從濃度高的地方向濃度低的地方運動)滲透:水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散又稱為滲透（如:細胞的吸水和失水,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:不同生物細胞膜上載體種類和數(shù)量不同，構(gòu)成了對不同物質(zhì)吸取與否和吸取多少的選擇性。（如:細胞膜等各種生物膜）第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型一．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世紀末,歐爾頓發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質(zhì)的通透性不同樣:凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，更容易通過細胞膜進入細胞。于是,他提出:膜是由脂質(zhì)組成的。⑵1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水面上鋪展層單分子層,面積為紅細胞表面積的２倍，由此得出結(jié)論:細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的2層。⑶20世紀初，科學家通過對紅細胞膜成分進行化學分析表白: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到了細胞膜清楚的暗－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.流動鑲嵌模型的提出:⑴20世紀60年代以后,很多科學家對羅伯特森的模型提出質(zhì)疑：假如這樣,細胞膜的復雜功能將難以實現(xiàn)，就連細胞的生長、變形蟲的變形運動這樣的現(xiàn)象都不好解釋。⑵1970年，科學家用綠色熒光燃料標記鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，紅色熒光燃料標記人細胞表面的蛋白質(zhì)分子,將小鼠細胞和人細胞融合。在３７℃40ｍin，兩種顏色的熒光均勻分布。此實驗表白:細胞膜具有流動性。⑶１972年桑格和尼克森提出了流動鑲嵌模型,并為大多數(shù)人所接受。二、生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容:保證

體現(xiàn)

導致磷脂分子+蛋白質(zhì)分子

結(jié)構(gòu)功能（物質(zhì)互換)

?具有

?

運動性

流動性

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)分子可以運動4.在細胞膜的外表,有一層細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白,叫做糖被。它有重要的功能（細胞辨認、免疫反映、血型鑒定、保護潤滑等）例如：消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白有保護和潤滑作用；糖被與細胞表面的細胞辨認有密切關系。除糖蛋白外，細胞表面尚有糖脂。（癌細胞細胞表面糖蛋白減少，粘著性下降易擴散轉(zhuǎn)移。)第三節(jié)物質(zhì)跨膜運送的方式一、被動運送：物質(zhì)進出細胞,順濃度梯度的擴散，稱為被動運送。(1)自由擴散:物質(zhì)通過簡樸的擴散作用進出細胞(2)協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散二、積極運送:從低濃度一側(cè)運送到高濃度一側(cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學反映所釋放的能量,這種方式叫做積極運送。比較小分子跨膜運送過程（重點)：方向載體能量舉例被動運送自由擴散高→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)助擴散高→低需要不需要葡萄糖進入紅細胞積極運送低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca2＋等離子、葡萄糖進入小腸上皮細胞(腎小管上皮細胞）植物根細胞吸取無機鹽離子。1,自由擴散2積極運送3協(xié)助擴散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積極運送b、c自由擴散⑴影響自由擴散的因素:濃度差A載體蛋白B磷脂雙分子層D糖蛋白d、a積極運送b、c自由擴散⑵影響協(xié)助擴散的因素：濃度差和載體蛋白⑶影響積極運送的因素:載體蛋白和能量（積極運送不受濃度限制）運送速率２、影響物質(zhì)跨膜運送速率的相關曲線:運送速率載體蛋白數(shù)自由擴散或協(xié)助擴散濃度差（或細胞外物質(zhì)濃度）載體蛋白數(shù)自由擴散或協(xié)助擴散濃度差（或細胞外物質(zhì)濃度）濃度差（或細胞外物質(zhì)濃度）協(xié)助擴散或積極運送協(xié)助擴散或積極運送自由擴散氧氣濃度ATP、能量、細胞呼吸氧氣濃度ATP、能量、細胞呼吸（（（運送速率積極運送被動運送（自由，協(xié)助擴散）載體蛋白數(shù)積極運送積極運送被動運送（自由，協(xié)助擴散）載體蛋白數(shù)積極運送氧氣濃度氧氣濃度積極運送運送速率氧氣、氧氣、ATP、能量、細胞呼吸積極運送3、大分子或顆粒進出細胞胞吞（內(nèi)吞）胞吐（外排）條件細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性特點物質(zhì)通過小泡轉(zhuǎn)移,需要消耗能量，不需要載體方向細胞外→內(nèi)細胞內(nèi)→外實例變形蟲吞食食物顆粒,白細胞吞噬病菌等胰島Ｂ細胞分泌胰島素、抗體分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放1、體現(xiàn)細胞膜