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第二章 细胞的结构和生命活动
2.3 物质进出细胞的运输方式
玻璃纸
蔗糖溶液
清水
漏斗管内外的液面高度相等
玻璃纸
（是一种半透膜， 分子可以自由透过它，而蔗糖分子则 ）
水
不能
一段时间后
半透膜
水分子
蔗糖分子
1.①漏斗管内的液面为什么会升高？②如果漏斗管足够长，管内的液面无限升高吗？为什么？
①蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中低，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗扩散到烧杯更快, 使漏斗中水量增加, 液面上升。
② 不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
答: 液面不会升高。因为纱布不是半透膜，
孔隙很大，水分子和蔗糖分子都能通过。
答:单位时间进出半透膜水分子量相同，
故漏斗管液面不变
条件一 ：半透膜
条件二：浓度差
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
渗透作用
渗透作用的概念：
②半透膜的两侧的溶液具有浓度差
渗透作用发生的条件：
①半透膜
________（或其他______分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散
水分子
溶剂
水分子从低浓度溶液
渗透方向：
高浓度溶液
水分子多
水分子少
浓盐水
（高渗溶液）
清水中
（低渗溶液）
生理盐水
（等渗溶液）
人的红细胞在不同溶液中的形态变化
1、红细胞吸水或失水取决于什么条件？
2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
3、你认为水进出红细胞的方式是什么？
取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
是（是“相当于”，不是“等同”）。
渗透作用
如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？
细胞壁
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
（全透性）
细胞液
①
②
③
④
⑤
1.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
2.水进出植物细胞：主要是指水经过原生质层进出液泡。
植物细胞的质壁分离和复原现象
正常状态
细胞大小
0.3g/mL蔗糖溶液
清水中
观察到的图像
液泡大小变化
原生质层位置
逐渐变小
原生质层逐渐脱离细胞壁
逐渐变大，恢复原来大小
原生质层逐渐 贴近细胞壁
正常大小
原生质层 紧贴细胞壁
正常大小
正常大小
正常大小
细胞壁的伸缩性
原生质层的伸缩性
＜
外因：
外界溶液浓度
细胞液浓度
＞
内因
质壁分离中“质”和”壁”分别指什么？
原生质层相当于一层半透膜
细胞渗透失水
质壁分离
质壁分离的概念：指原生质层和细胞壁发生分离的现象
细胞壁的伸缩性
原生质层的伸缩性
＜
外因：
内因
原生质层相当于一层半透膜
细胞渗透吸水
外界溶液浓度
细胞液浓度
＞
质壁分离的复原
定义：像水分子这样，物质以扩散的方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式被称为被动运输。
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
水分子多 水分子少
被动运输
自由扩散
运输方向：
不需要载体蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
实例：气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）、脂质分子（胆固醇、性激素等）
影响因素:
细胞内外浓度差
浓度差
扩散速度
定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散
特点：
组织间隙
组织
细胞
管
血
细
毛
肺泡
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
组织间隙
O2是怎样进入血液以及组织细胞？
以自由扩散的方式
O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？
（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）
4层
O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？
9层
生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层
被动运输
协助扩散
运输方向：
需膜上转运蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
实例：水分子进出细胞(水通道蛋白）、离子进出细胞(离子通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞(载体蛋白)
影响因素:
细胞内外浓度差和转运蛋白的种类和数量
定义：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。
特点：
浓度差
运输速度
被动运输
转运蛋白
定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
类型：
通道蛋白
载体蛋白
——需要与被运输的物质结合， 运输过程伴随着载体构象的变化、如葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
——被运输的物质不需要与通道蛋白结合，如水分子通过水通道蛋白进出细胞、K+通过钾离子通道蛋白进出细胞。
被动运输
通道蛋白 载体蛋白
转运特点
转运蛋白构象 是否改变
转运蛋白是否与 被转运分子结合
是否有特异性
实例
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、
通道的大小和电荷相适宜”
的分子或离子通过
载体蛋白构象改变
通道蛋白构象不改变
载体蛋白与
被转运分子结合
通道蛋白与
被转运分子不结合
具有特异性
不具有特异性
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
K+通过钾离子通道蛋白进出细胞
Ca2+ Cl-
70.1 74
3.2 111
Na+ K+
26 150
114 5
红细胞内
红细胞外（血浆）
人的红细胞和血浆的各种离子浓度(mmol/l)如下：
排出
吸收
排出
吸收
细胞膜
外
能量
载体蛋白
低浓度 高浓度
细胞不需要你，我不能将你运输进去！
细胞需要你，快进来！
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、离子等
内
主动运输
运输方向：
需膜上转运蛋白的协助
需要消耗能量
逆浓度梯度（低→高）
实例：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等，植物吸收矿质元素、Na+-K+泵等。
影响因素:
载体蛋白的种类和数量、能量供应
定义：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内的化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
特点：
归纳总结
小分子物质三种跨膜运输方式比较
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
转运蛋白
能量
举例 H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯 红细胞吸收葡萄糖 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
低浓度
高浓度
（载体蛋白/通道蛋白）
（载体蛋白）
能量
顺浓度梯度
顺浓度梯度
逆浓度梯度
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
自由扩散
细胞内外物质的浓度差
影响因素
运输速率
细胞内外物质浓度差
0
①细胞内外物质的浓度差；②转运蛋白的种类和数量
运输速率
细胞内外物质浓度差
0
a
b
协助扩散
影响因素
运输速率 (V)
O2浓度/氧分压
O
A
C
B
B点后运输速率受载体蛋白数量制约
A点细胞通过无氧呼吸产生能量
主动运输
影响因素
①载体蛋白的种类和数量；②能量
转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。大分子物质是通过胞吞和胞吐进出细胞的。
胞吞
1、含义：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而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，这种现象叫做胞吞。
接触
包围
凹陷
分离
需要能量
如：白细胞吞噬病菌、变形虫吞噬食物颗粒等。
胞吐
包围
移动
融合
排出
需要能量
1、含义：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
如：胰岛B细胞分泌胰岛素、浆细胞分泌抗体、消化腺细胞分泌的消化液等。
归纳总结
大分子物质进出细胞方式比较
物质出入细胞 的方式 胞吞 胞吐
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
举例 变形虫摄食；吞噬细胞吞噬病原体 分泌蛋白的分泌；变形虫排出食物残渣和废物
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
不需要
不需要
消耗
消耗
下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，下列说法不正确的是（ ）
A．在图①a～e过程中，代表细胞分泌Na＋的过程是e
B．在图①所示的结构中，主要由A物质决定着不同生物膜的功能差异
C．与图②中曲线Ⅰ相符的过程是图①中的过程a或e
D．在图①所示的结构中，A和B物质大都不是静止的
C
谢谢大家！

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