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第三单元 物质出入细胞的方式
1.渗透作用
（1）含义：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
（2）方向：从水相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
（3）渗透现象：
2.水进出动物细胞（以哺乳动物红细胞为例）
（1）动物细胞所形成的“渗透装置”
半透膜：细胞膜。
浓度差：细胞质与外界溶液之间的浓度差。
（2）现象
当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时，细胞失水。
当外界溶液浓度等于细胞质的浓度时，水分子进出平衡。
当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时，细胞吸水。
3.水进出植物细胞（以成熟植物细胞为例）
（1）半透膜（原生质层）：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
（2）浓度差：细胞液与外界溶液之间的浓度差。
外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。
外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。
※半透膜、选择透过性膜以及生物膜的区别：
概念范畴 特点
半透膜 物理学上的概念 物质能否通过半透膜取决于半透膜孔隙直径的大小
选择透过性膜 生物学上的概念 具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸收的，也不能通过。选择透过性膜可以看成是功能完善的一类半透膜
生物膜 活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡后，细胞膜等生物膜变为全透性
4.植物细胞的质壁分离与复原
（1）实验原理：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。
（2）实验步骤及现象：
制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。
低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁。
滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引。
低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置。
滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引。
低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置。
（3）发生质壁分离的原因
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。
内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。
5.判断细胞能否发生质壁分离及复原：
从细胞角度分析：活的、有大液泡和细胞壁的细胞能发生质壁分离及复原现象，而死细胞或动物细胞不能发生质壁分离及复原现象。
※成熟且有中央大液泡的植物细胞更容易发生质壁分离及复原现象，未成熟的植物细胞因没有大液泡而不能发生质壁分离现象，例如根尖分生区细胞。
（2）从溶液角度分析：细胞放人能保持细胞活性且与细胞液存在浓度差但溶质不能被细胞吸收的溶液中，只能发生质壁分离现象；细胞放入能保持细胞活性、与细胞液存在浓度差且溶质能被细胞吸收的溶液中，则能发生质壁分离及自动复原，例如溶质为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等的溶液。
※溶液浓度过高会导致细胞因失水过多而死亡，不能发生质壁分离复原；盐酸、酒精、醋酸等能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性，不能作为探究植物细胞吸水与失水实验的溶液。
6.被动运输：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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
7.自由扩散：
概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
特点：顺浓度梯度；不需要载体；不需要能量。
举例：气体、脂质小分子等。
8.协助扩散：
（1）概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
（2）特点：顺浓度梯度；需要载体；不需要能量。
（3）举例：钾离子通过通道蛋白进出细胞。
9.影响因素：
（1）被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。
（2）协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。
10.转运蛋白：
（1）分类：载体蛋白和通道蛋白。
（2）特点：具有特异性。
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，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。分子或离子不需要与通道蛋白结合。
（3）实例
水分子的运输更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。还可以以自由扩散方式进出细胞。
细胞膜上还存在一些无机盐离子的通道蛋白。（例如：Na＋通道、K＋通道）
11.主动运输：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化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
12.过程：
（1）K＋、Na＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先与载体蛋白的特定部位结合，一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合。
（2）离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。
（3）载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
13.特点：
（1）逆浓度梯度运输。
（2）需要能量。
（3）需要载体蛋白的协助。
14.实例：小肠绒毛上皮细胞对Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。
15.生理意义：通过主动运输来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，从而保证活细胞和个体生命活动的需要。
16.影响因素：
（1）细胞外物质。
（2）浓度。
（3）载体蛋白。
（4）能量
17.胞吞和胞吐的定义：
（1）胞吞：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。
（2）胞吐：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。
18.胞吞和胞吐的实例：
（1）胞吞：变形虫摄食、吞噬细胞吞噬细菌等。
（2）胞吐：乳腺细胞合成蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成蛋白质类激素、消化腺细胞分泌消化酶的过程。
19.特点：需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
20.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物质跨膜运输起决定性作用，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。
※物质进出细胞运输方式的比较：
方式 被动运输 主动运输 胞吞、胞吐
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞内（外）→细胞外（内）
是否需要 载体蛋白 不需要 需要 需要 不需要
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗
模型
举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、无机盐等 胞吞：变形虫摄取单细胞生物 胞吐：分泌蛋白的释放

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