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第四章

细胞的物质输入和输出

第1节

物质跨膜运输的实例

一、渗透作用

（1）渗透作用：指水分子通过半透膜由低浓度往高浓度扩散。

（2）发生渗透作用的条件：1、具有半透膜；2、半透膜两侧具有浓度差。

二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）

1、动物细胞的吸水和失水

外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀

外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩

外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡 （0.9%生理盐水）

2、植物细胞的吸水和失水

细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。

原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质

外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水发生质壁分离

外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水发生质壁分离复原 外界溶液浓度=细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡

3、质壁分离产生的原因：

内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；原生质层具有选择透过性（注意要有中央大液泡）

外因：外界溶液浓度>细胞液浓度

注意：1、植物细胞死亡后不能发生质壁分离复原，细胞死亡后变为全透性（可用于判断细胞死活）

2、质壁分离自动复原：细胞主动将外界溶液中的溶质吸收，导致细胞液的浓度增大，吸水复原。（如：

KNO3、葡萄糖、乙二醇、甘油、尿素等小分子物质）

3、蔗糖是二糖，不能被细胞直接吸收，所有不能发生质壁分离自动复原现象

4、质壁分离过程的表现

宏观上：植物由坚挺

萎焉

液泡（大

小）

微观上：质壁分离

细胞液颜色（浅

深）

原生质层与细胞壁分离

5、物质跨膜运输的其他实例

（1）物质跨膜运输并不都是顺浓度梯度的

（2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体蛋白的种类和数量决定。

6、细胞膜是一层选择透过性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。细胞膜的功能特点：选择透过性。

三、比较几组概念

扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）

渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透

（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）渗透相当于溶剂分子的扩散

半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小

选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性，所以膜具有选择透过性。

第二节 生物膜的流动镶嵌模型 一、生物膜结构的探索历程 1、欧文顿（E .Overton）的发现和结论

⑴、发现：细胞膜对不同物质的通透性不同。

凡是脂溶性物质都更容易通过细胞膜进入细胞。

⑵、结论：膜是由脂质组成的。

2、1925年荷兰科学家的实验发现和结论 ⑴、实验：提取人红细胞中的脂质，在空气——水界面上铺展成单层分子。 ⑵、发现：单层分子的面积为人红细胞表面积的2倍。

⑶、⑶、结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。

3、1959年，罗伯特森（J .D .Robertsen）的发现和论断 ⑴、发现：电镜下，发现细胞膜有清晰的“暗—亮—暗”三层结构。 ⑵、论断：所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成。

4、“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”的发现和结论（P—67图4—5） ⑴、发现：两种细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光；370C下40min后，两种颜色的荧光均匀分布。

⑵、论断：细胞膜具有流动性。 5、1972年，桑格（S .J .Singer）和尼克森（G .Nicolson）提出的流动镶嵌模型的基本内容

⑴、磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。 (2)蛋白质分子或镶或嵌入或横跨磷脂双分子层。

⑶、磷脂和蛋白质分子都是可以运动的。

6、糖被——糖蛋白 (蛋白质和糖类结合) ⑴、位置：细胞膜的外侧表面。 。

（2）、功能：细胞识别作用。

消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用

第三节

物质跨膜运输的方式

一、物质跨膜运输的方式（小分子物质和离子进出细胞）

自由扩散

协助扩散

主动运输

意义：保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。 二、非跨膜运输方式（大分子物质和颗粒进出细胞）

（1）胞吞：是细胞吸收大分子时，大分子首先附着在细胞膜表面，然后细胞膜包裹着大分子内陷成囊泡进入细胞内部的现象。（需消耗能量）

（2）胞吐：是细胞外排大分子时，先在细胞内形成囊泡包裹着大分子，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜

融合，将大分子排出细胞的现象。（需消耗能量）

胞吞

胞吐