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(共30张PPT)
第4章　细胞的物质输入和输出
考点一 被动运输
基础梳理
易错提醒
一、渗透现象及原理分析
1．渗透作用的概念
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2．渗透作用具备的两个条件
(1)具有③半透膜。
(2)膜两侧①②具有浓度差。
基础梳理
知识梳理
二、水进出细胞的原理
1．动物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2)条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度<细胞质的浓度
失水 外界溶液的浓度>细胞质的浓度
平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度
2.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构
(2)植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。
(3)植物细胞吸水和失水的实验探究
①探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→总结交流→进一步探究。
②实验假设：原生质层相当于一层半透膜。
③预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，发生质壁分离；加入清水后，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液，发生质壁分离的复原。
④设计实验方案
三、探究植物细胞的吸水和失水的实验操作
1．实验流程
2．实验结果
3.实验结论
实验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。
现象 试剂 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小
蔗糖溶液 变小 脱离细胞壁 基本不变
清水 逐渐恢复原来大小 恢复原位 基本不变
二、自由扩散和协助扩散
1．概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
2．类型
比较项目 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散)
定义 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度
是否需要转运蛋白 不需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗
举例 ①气体：O2、CO2、NH3等②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物③少部分水 ①离子和一些小分子有机物，如葡萄糖进入红细胞②大部分水
图例 协助扩散——转运蛋白
载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，不改变构象。
载体蛋白 通道蛋白
转运特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过
自身构象 改变 不改变
是否与转运的分子结合 结合 不结合
是否有特异性 具有 具有
实例 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 水分子通过水通道蛋白进出细胞
协助扩散——转运蛋白
3.影响因素
(1)膜内外物质浓度梯度的大小。
(2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。
(3)温度变化会影响物质运输速率。
易错提醒
1.有关渗透现象的两点提醒
(1)两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
(2)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。
2.死细胞、未成熟的细胞、动物细胞均不能发生质壁分离；生活状态下，具有中央大液泡的成熟植物细胞能发生质壁分离。
考点二 主动运输与胞吞、胞吐
基础梳理
归纳总结
一、主动运输
1．物质运输方向
物质逆浓度梯度进行跨膜运输。
基础梳理
2．条件
需要细胞膜上相应载体蛋白的协助；消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3．实例
K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞膜；氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞。
4．意义
主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
二、胞吞与胞吐
1．胞吞
大分子与膜上的蛋白质结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象。
2．胞吐
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞的现象。
3．细胞的物质输入和输出的基础
(1)转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
(2)胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
归纳总结
1.物质出入细胞方式的比较
物质种类 运输方式 方向 转运蛋白 能量 实例
离子、小分子物质 被动运输 自由扩散 高浓度→低浓度 不需要 不需要 水、气体、乙醇、甘油、苯等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需要 水、葡萄糖、某些离子等
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K＋等
大分子物质 胞吐 由膜内到膜外 不需要 需要 分泌蛋白
胞吞 由膜外到膜内 不需要 需要 变形虫摄取有机物颗粒
2.影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
①物质浓度
a．图甲中物质的运输速率只与物质浓度有关，图甲表示的运输方式为自由扩散。
b．图乙中物质的运输速率不仅与物质浓度相关，还受膜上转运蛋白数量等的影响，图乙可以表示协助扩散或主动运输。
②O2浓度
a．图丙的运输速率与O2浓度的大小无关，可以表示自由扩散或协助扩散的运输方式。
b．图丁的运输速率与O2浓度的大小相关；其中b点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白数量有限，可以表示主动运输的方式。
③温度
知识网络 答题必背
知识网络
1.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。
2.动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。
3.物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，细胞对物质的输入和输出具有选择性。
4.被动运输包括自由扩散和协助扩散，它们都是顺浓度梯度运输的过程，不消耗能量，但是协助扩散需要转运蛋白。
5.主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体蛋白的协助和消耗能量。
6.胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。
答题必背
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