第四章细胞的物质输入和输出第一节物质跨膜运输的实例一、半透膜（人工膜）：某些物质可以通过而另一些物质不能通过的多孔薄膜，能否通过取决于物质分子的直径大小。（1）渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从相对浓度高一侧向相对浓度低的一侧扩散。（2）发生渗透作用的条件：①是具有半透膜②是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2、植物细胞的吸水和失水①细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。②原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。探究植物细胞的吸水和失水实验原理：①植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。②细胞液有一定的浓度，能渗透吸水、失水③原生质层比细胞壁的伸缩性大注意：①不是所有的植物细胞都能渗透吸水，要有中央大液泡②需要质量浓度0.3g/ml的蔗糖溶液，不能太大也不能太小③在观察过程中原生质层被液泡挤压，几乎看不到④质壁分离过程不能太长，细胞长时间处于高渗溶液会失水死亡3、根：成熟区（成熟）、伸长区（不成熟）、分生区（不成熟）、根冠（成熟）没有液泡的不成熟植物细胞靠吸胀作用吸水：细胞中的亲水物质吸水4、细胞吸水能力大小与细胞液浓度成正比5、质壁分离的自动复原：细胞发生质壁分离后，由于外界溶液中物质自动进入细胞内，使细胞液浓度升高，发生质壁分离的自动复原，如：硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等。三、物质跨膜运输的其他实例1、同一种植物对不同的离子吸水量不同2、不同植物对相同离子吸水量也不同3、植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性4、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜第二节生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程膜是由脂质组成的（相似相溶）。膜的主要成分是脂质和蛋白质。细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。磷脂分子组成：磷酸头部亲水，脂肪酸尾部疏水（形成磷脂双分子层排列的原因）。罗伯特森→暗亮暗→蛋白质—脂质—蛋白质→静态统一结构桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。细胞膜具有流动性。二、流动镶嵌模型的基本内容▲磷脂双分子层构成了膜的基本支架▲蛋白质分子有的镶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，有的贯穿整个磷脂双分子层▲磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。轻油般的流体，具有流动性。三、细胞膜特性：结构特性：流动性，功能特性：选择透过性四、细胞膜的外表有一层糖蛋白（糖被）。有糖蛋白的一侧为细胞膜的外部。作用：保护和润滑、与细胞表面的识别有关。五、细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。第三节物质跨膜运输的方式一、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，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(1)自由扩散方向：高→低能量：不需要载体：不需要举例：水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、胆固醇，性激素(2)影响因素（细胞内外浓度差）曲线：运输速率浓度差2、协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散(1)协助扩散方向：高→低能量：不需要载体：需要举例：葡萄糖进入红细胞(2)影响因素（细胞内外浓度差、载体蛋白）曲线：运输速率P物质浓度（P点之后运输速率不变的原因是膜上的载体蛋白有限）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。1、逆浓度梯度的运输，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，排除代谢废物和有害物质。2、主动运输方向：低→高载体：需要能量：需要3、举例：K+、Na+、Ca2+等部分离子的运输（离子运输并不一定都是主动运输）、氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞4、影响因素（载体蛋白、氧气浓度、温度、pH、细胞内外浓度差）曲线：运输速率Q（Q点由无氧呼吸提供能量）氧气浓度①载体蛋白：有特异性、饱和性②氧气浓度③温度：生物膜的流动性温度物质运输速率酶活性呼吸速率三、大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐1、需要消耗能量2、不需要载体蛋白3、依赖细胞膜的流动性，并有选择性4、不属于跨膜运输概念区分：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（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的