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1、,第四章 细胞的物质输入和输出 复习纲要： 1 细胞失水和吸水的原理 2 质壁分离实验 3 流动镶嵌模型的探索历程和基本内容 4 物质跨膜运输的方式,考点一、 物质跨膜运输的实例,一、渗透作用 （1）渗透作用： （2）发生渗透作用的条件： 一是 二是,指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。,具有半透膜,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, 外界溶液浓度=细胞质浓度时,细胞吸水膨胀,细胞失水皱缩,水分进出细胞处于动态平衡,2、植物细胞的吸水和失水 细胞内的液体环境主要指的是 原生质层： 外界溶液浓度细胞液浓度时,
2、外界溶液浓度细胞液浓度时, 外界溶液浓度=细胞液浓度时，,液泡里面的细胞液,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,细胞质壁分离,细胞质壁分离复原,水分进出细胞处于动态平衡,变小,脱离细胞壁,基本不变,逐渐恢复原来大小,恢复原位,基本不变,清水,蔗糖溶液,中央液泡大小,原生质层位置,细胞大小,1、 质壁分离产生的条件： 2、 质壁分离产生的原因： 内因： 外因： 3、 植物吸水方式有两种： （1） 如： （2）,（1）具有大液泡,（2）具有细胞壁,原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性,外界溶液浓度细胞液浓度,吸胀作用,（未形成液泡）,干种子、根尖分生区,渗透作用,(形成液泡),扩散：,（如： ）,（如
3、： ）,渗透：,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）,O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动,水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透,细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜,讨论：比较两组概念,（如： ）,细胞膜上具有 ，且不同生物的细胞膜上载体 不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。,（如： ）,选择透过性膜,半透膜,物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小,动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜,细胞膜等各种生物膜,种类和数量,载体,通过核孔的运输,物质运输的方式,被动运输,自由扩散,协助扩散,高浓度低浓度,主动运输,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗
4、,消耗,水,葡萄糖进入红细胞、Na+进入神经细胞、K+排出神经细胞、有时氨基酸顺浓度梯度运输,离子 一些小分子有机物，葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；,高浓度低浓度,低浓度高浓度,O2、CO2等气体分子,甘油、乙醇、苯等脂溶性物质,一、比较三种物质穿膜运输方式的异同点,胞吞,胞吐,mRNA出细胞核,一看坐标轴：横轴、纵轴各表示什么？ 二看曲线的变化趋势： 上升？下降？保持稳定？先上升后下降？先下降后上升？ 三看关键点： 如曲线的起点、终点、转折点等。,如何分析一个坐标图？,分析两者之间的联系，如x随着y的变化而变化，说明x是影响y变化的因素,解释：曲线各种变化趋势产生的原因及关键点代表的意义
5、,二、物质跨膜运输的相关曲线,自由扩散,协助扩散,主动运输,浓度差,物质运输速率,浓度差,物质运输速率,浓度差,物质运输速率,结论：物质的运输速度与物质浓度差成_关系，自由扩散过程只受_影响.,正比,浓度差,结论：在一定浓度范围内,物质的运输速度与物质浓度成_关系，超过范围后协助扩散过程物质运输速度受_ 限制。,正比,载体蛋白数量,浓度差,浓度差 载体数量,内因：载体数量,外因：氧气含量、温度、PH值,自由扩散,协助扩散,主动运输,浓度差,物质运输速率,浓度差,物质运输速率,浓度差,物质运输速率,细胞呼吸速率,物质运输速率,细胞呼吸速率,物质运输速率,细胞呼吸速率,物质运输速率,结论：在一定范
6、围内，主动运输的物质的运输速度与细胞呼吸速率成_关系，超过一定的范围后，物质运输速度受_ 限制。,正比,载体数量,由于自由扩散和协助扩散不需要能量，因此其运输速率与氧气浓度和呼吸作用强度无关,自由扩散,协助扩散,主动运输,浓度差,物质运输速率,浓度差,物质运输速率,浓度差,物质运输速率,细胞呼吸速率,物质运输速率,细胞呼吸速率,物质运输速率,细胞呼吸速率,物质运输速率,氧分压,物质运输速率,物质运输速率,物质运输速率,氧分压,氧分压,有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量，因此，氧气浓度为0时，可由无氧呼吸为其提供能量，故横坐标为氧分压时曲线的起点不在原点。,运输速率,浓度差,运输速率,耗
7、氧量,运输速率,浓度差,上面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？为什么？,思考！,时间,细胞内浓度,（细胞外浓度）,氧气浓度,运输速率,自由扩散或协助扩散,自由扩散,协助扩散,主动运输,主动运输,细胞呼吸速率,物质运输速率,主动运输,特别提醒 RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。 Na、K等无机盐离子一般以主动运输进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。如神经细胞。 植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。,【例】右图是胡萝卜在不同的含氧情况下（横轴）从硝酸钾溶
8、液中吸收K+和NO3-（纵轴）的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是A载体数量、能量 B能量、载体数量C载体数量、离子浓度D能量、离子浓度,B,耗氧量,吸收量,NO3-,A,B,C,M,N,O,2物质非跨膜运输方式胞吞和胞吐,二、物质出入细胞的各种方式及影响因素,1.物质跨膜运输方式,胞吞和胞吐不是跨膜运输 (1)跨膜运输包括主动运输(转运)和被动运输(转运)，是由物质直接穿过细胞膜完成的，是小分子物质进出细胞的物质运输方式，其动力来自于物质浓度差或ATP。 (2)胞吞(内吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关；是大分子和颗粒物质进出细胞的物质运输方式，靠
9、ATP提供动力。,如何判断物质进出细胞的方式 (1)根据分子大小与是否需要载体、能量,(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。 (3)由于主动运输消耗呼吸作用释放的能量，因此凡是影响呼吸作用的因素都影响主动运输方式。 (4)在一定范围内，随O2增多，有氧呼吸加强，主动运输速率加快，但由于载体数量的限制，O2增多到一定程度主动运输的速率便不再增加。,小肠黏膜,上皮细胞,毛细血管,壁细胞,葡萄糖,红细胞,组织液,组织细胞 线粒体, ,“穿膜”问题图示分析,问题1：1分子葡萄糖从小肠腔被吸收通过血液循环运送到组织细胞被利用共穿过 层膜,7,问题2：1分子O2从肺泡内被吸收通过血液循环
10、运送到组织细胞被利用共穿过 层膜,11,(1)在真核细胞，线粒体、叶绿体、细胞核为双层膜结构，细胞膜、液泡、内质网、高尔基体为单层膜结构，核糖体、中心体为无膜结构；对原核细胞只考虑细胞膜 (2)肺泡壁、毛细血管壁、小肠绒毛壁、肾小管壁等管腔壁由单层上皮细胞构成，物质通过这些细胞要穿过2层细胞膜。 (3)物质通过胞吐、胞吞方式出入细胞时，要形成具膜小泡，借助膜融合，所以不穿过膜结构；mRNA通过核孔出细胞核，也不穿过膜结构，所以“穿过膜”层数为0(参阅前述胞吐、胞吞及mRNA出细胞核示意图)。,三、“穿膜”问题,问题3：1分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，
11、至少穿过的生物膜层数及磷脂分子层数分别是 。,6层和12层,问题4：内质网腔内的分泌蛋白，输送到高尔基体腔内进一步加工，最后释放到细胞外。这一过程中分泌蛋白通过的生物膜层数是 。如果是核糖体中合成的肽链通过内质网和高尔基体加工后分泌到细胞外通过的生物膜的层数是 。,0层,1层,问题5：用同位素标记血液的葡萄糖分子，若该分子流经肾脏后又经过肾静脉流出，该分子穿过 层细胞膜。,0或8,问题6：游离核糖体上合成的核蛋白进入细胞核 穿过 层细胞膜。,0,如图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。,(1)曲线甲代表_，曲线乙代表_。已知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可知，该细胞能主动地_(吸收/排出)物质X，可用图1中的 _(a、b、c)表示。细胞膜中水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用_。(a、b、c)表示。 (2)若图1代表某生物的细胞膜，该细胞能够分泌胰岛素，则该过程被称为 _，其依赖于细胞膜的 _的结构特点。,自由扩散,主动运输,吸收,a,c,胞吐,流动性,