第4章、细胞的物质输入和输出 第1节 物质跨膜运输的实例
要点总结: 1.渗透作用:
⑴渗透作用: 指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散 。 ⑵发生渗透作用的条件:① 具有一层半透膜
② 半透膜两侧具有浓度差
2.细胞的吸水和失水:
⑴动物细胞的吸水和失水:
① 外界溶液浓度 < 细胞质浓度时.细胞吸水膨胀 . ② 外界溶液浓度 > 细胞质浓度时.细胞失水皱缩 .
③ 外界溶液浓度 = 细胞质浓度时.水分进出细胞处于动态平衡 .
(细胞膜不仅仅是 半透膜 .还是 选择透过性膜 .动物细胞的吸水和失水取决于: 细胞质的浓度和外界溶液的浓度 ) ⑵植物细胞的吸水和失水:
(成熟植物细胞内的液体环境主要指的是 液泡里面的细胞液 .原生质层包括: 细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 )
① 外界溶液浓度 > 细胞液浓度时.细胞失水.发生质壁分离 ② 外界溶液浓度 < 细胞液浓度时.细胞吸水.发生质壁分离复原 ③ 外界溶液浓度 = 细胞液浓度时.水分进出细胞处于动态平衡
(植物细胞在发生质壁分离或质壁分离复原的过程中.细胞的大小 基本不变 )
探究:植物细胞的吸水和失水
〖1〗 实验原理:
原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于一层 半透膜 。当外界溶液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.但原生质层的伸缩性比细胞壁大.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的状态.使细胞发生 质壁分离复原 。 〖2〗 材料用具:
紫色洋葱表皮.0.3g/ml的蔗糖溶液.清水.载玻片.镊子.滴管.显微镜等。 〖3〗方法步骤:
⑴制作洋葱表皮临时装片。 ⑵低倍镜下观察原生质层位置。
⑶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。
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⑷低倍镜下观察原生质层位置及细胞大小变化(基本不变).观察细胞是否发生质壁分离。
⑸在盖玻片一侧滴1~2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。
⑹低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(基本不变).观察细胞是否发生质壁分离复原。 〖4〗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) 3.质壁分离产生的条件:① 具有大液泡 ② 具有细胞壁 4.质壁分离产生的原因:
①内因: 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 ②外因: 外界溶液浓度 > 细胞液浓度 5.植物细胞的吸水方式有 两 种:
⑴ 吸胀吸水(未形成大液泡)如:干种子和根尖分生区细胞 ⑵ 渗透吸水(具有中央大液泡)如:根尖成熟区细胞 6.物质跨膜运输的其他实例:
⑴物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的.而且细胞对于物质的输入和输出有 选择性 .可以说 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 。
⑵选择透过性膜:水分子可自由通过.一些离子和小分子也可通过.而其他的离
子、小分子和大分子则不能通过。
7.比较几组概念:
①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)
②渗透:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透
(如:细胞的吸水和失水.原生质层相当于半透膜) ③半透膜:物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小
(如:动物膀胱、玻璃纸、鸡蛋的卵壳膜等)
④选择透过性膜:细胞膜上具有载体.且不同生物细胞膜上的载体种类和数量不
同.构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性 (如:细胞膜等各种生物膜)
8.质壁分离能说明的问题: 判断细胞的死活、测定细胞内外的浓度以及细胞膜的伸缩性 。
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第2节 生物膜的流动镶嵌模型
要点总结:
1.对生物膜结构的探索历程:
⑴19世纪末. 欧文顿 的实验和推论指出: 膜是由脂质组成的 。
⑵20世纪初.科学家的化学分析结果指出: 膜主要由脂质和蛋白质组成 。 ⑶1959年. 罗伯特森 提出的“三明治”结构模型: 所有的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组成 。…
⑷1970年.荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验指出: 细胞膜具有流动性 。 ⑸1972年. 桑格 和 尼克森 提出了: 生物膜的流动镶嵌模型 。 2.流动镶嵌模型的基本内容:
① 磷脂双分子层构成了膜的基本支架.这个支架不是静止的 . ② 磷脂双分子层是轻油般的液体.具有流动性 .
③ 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脂双分子
层中.有的横跨整个磷脂双分子层 . ④ 大多数蛋白质分子也是可以运动的 .
3.细胞膜外侧的蛋白质分子与糖类结合形成 糖被 .( 作用: 细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等 )
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第3节 物质跨膜运输的方式
要点总结:
1.被动运输:物质进出细胞.顺浓度梯度的扩散.称为被动运输。 ⑴自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。 ⑵协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
2.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。
3.小分子物质跨膜运输的方式:
比较项目 自由扩散 协助扩散 浓度 高→低 高→低 是否需要载体 是否消耗能量 举例 备注 O2、CO2、水、乙醇、只能从高浓度到低浓度被甘油、脂肪酸等 动地吸收或排出物质 不消耗 葡萄糖进入红细胞 各种离子.小肠吸一般从低浓度到高浓度主收葡萄糖、氨基酸.动地吸收或排出物质.以满肾小管重吸收葡萄足生命活动的需要 糖等 被动运输 不需要 不消耗 需要 主动运输 低→高 需要 消耗 4.大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式:
(大分子和颗粒性物质通过 胞吞作用 进入细胞.通过 胞吐作用 排出细胞) 5.主动运输普遍存在于 动植物 和 微生物 细胞中.保证了 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 有害物质 。
6.影响主动运输的因素: ①载体 ②物质浓度 ③氧气浓度 ④温度
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