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第4章

细胞的物质输入和输出

第一节

物质跨膜运输的实例

一.渗透作用

（1）渗透作用概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。

（2）发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧溶液具有浓度差

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。

2、植物细胞的吸水和失水

原生质层是指：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,细胞质壁分离

外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原

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

2、

质壁分离产生的条件：

（1）具有原生质层和大的中央液泡；（2）具有细胞壁

3、

质壁分离产生的原因：

内因：原生质层伸缩程度比细胞壁要大。外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度

三. 物质跨膜运输的其他实例

1、对矿质元素的吸收

（1）逆相对含量梯度——主动运输

（2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。

2、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。

实验：探究植物细胞的吸水与失水

实验原理：原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于半透膜，当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分离”。反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。

材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等

方法步骤：

（1）制作洋葱表皮临时装片。（2）低倍镜下观察原生质层位置。

（3）在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。

（4）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。

（5）在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。

（6）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变大），观察是否质壁分离复原。

实验结果：细胞液浓度＜外界溶液浓度 细胞失水（质壁分离）

细胞液浓度＞外界溶液浓度 细胞吸水（质壁分离复原）

质壁分离与质壁分离复原实验拓展

1．只有活的成熟的植物细胞才能发发质壁分离和复原，可用此实验验证植物细胞的_死活。

2．当植物细胞置于_与细胞液是等渗溶液中时，不会失水也不会吸水，即没有质壁分离或膨胀等现象，利用此原理可分析质壁分离或膨胀等现象，还可大体测定细胞液的浓度；细胞液浓度在刚发生质壁分离后的外界溶液浓度和刚发生质壁分离前的外界溶液浓度之间。

3．质壁分离时，原生质层的最外层与细胞壁分开，清晰可见。因此，该实验可作为在光学显微镜下观察_细胞膜的方法。

第二节 生物膜的流动镶嵌模型

一、探索历程

19世纪末，欧文顿提出

；

对生

物

膜

20

世纪初，膜的主要成分是脂质和蛋白质；

结构

的探

。

1925

年荷兰科学家得出结论：

索历程

1959年，罗伯特森提出生物膜的静态模型：即蛋白质——脂质——蛋

白质。

支架：

，且具有流动性；

生

物膜的蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷流

动镶嵌脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质也是可模型

以运动的；

第三节：物质跨膜运输的方式

一、被动运输：物质进出细胞，____________的扩散，称为被动运输。

(1)自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞

(2)协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散

二、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。

主动运输意义：_______________________________________________________

小分子物质跨膜运输的方式：

方式

被动运输

简单

扩散

协助

扩散

浓度

高→低

高→低

载体

×

√

能量

×

×

举例

O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸

葡萄糖进入红细胞

各种离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸，肾小管重吸收葡萄糖

意义

只能从高到低被动地吸收或排出物质

一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要。

主动

运输

低→高

√

√

大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式：胞吞作用、胞吐作用