必修1第4章 细胞的物质输入和输出-备战2022年高考生物一轮复习知识清单

4.1物质跨膜运输的实例 1. 细胞吸水和失水的原理： 渗透作用。 概念：水分子从相对含量高的地方向相对含量低的地方 通过半透膜的扩散过程。 （1）发生条件：半透膜、膜两侧溶液具有浓度差。 （2）发生现象 外界溶液浓度＞细胞液(质)浓度：细胞失水； 外界溶液浓度＜细胞液(质)浓度：细胞吸水； 外界溶液浓度＝细胞液(质)浓度：水分进出平衡。 （3）细胞吸水(失水)的数量和速度、液面高度差与半透膜两侧溶液浓度差呈正比。 注意：①玻璃纸(又叫赛璐玢)，是一种半透膜，水分子可以透过它，蔗糖分子则不能。 ②渗透系统的溶液浓度指溶质的物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 ③渗透平衡≠ 浓度相等，而是吸水力(渗透压力) = 静水压力，渗透平衡意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态。 ④只要存在液面差Δh，半透膜两侧浓度不相等。 2. 动物细胞的吸水和失水 以哺乳动物成熟红细胞为例： 清水中：细胞吸水膨胀； 高浓度盐水中：细胞失水皱缩； 0.9%的 NaCl 溶液中：细胞维持正常形态。 3.【实验】成熟植物细胞的质壁分离和复原实验 （1）材料：活的成熟的植物细胞，液泡有颜色便于 观察，如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。 （2）条件：原生质层(由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成)具有选择透过性，相当于半透膜；细胞液与外界溶液有浓度差。 （3）内因：原生质层伸缩性大于细胞壁；原生质层有 选择透过性，细胞壁为全透性。 （4）实验现象(只用低倍镜观察，细胞须保持活性) （5）实验拓展 ①若使用 90%的蔗糖溶液(溶质不可跨膜)：细胞会发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象，原 因是外界溶液浓度过高，导致细胞失水过多而死亡。 ②若使用 KNO3、葡萄糖、尿素等溶液(溶质可跨膜)： 细胞发生质壁分离后又自动复原。 3. 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，表现为： 水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 4.2生物膜的流动镶嵌模型 1. 生物膜结构的探究历程 时间、人物 实验依据 结论或假说 19世纪末， 欧文顿 对植物细胞的通透性进行实验，发现凡是可以溶于脂 质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的 20世纪初，科学家 对哺乳动物的红细胞的细胞膜进行化学分析 膜的主要成分是脂质和蛋白质 1925年， 荷兰科学家 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上 铺展成单分子层，测得其面积恰为红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质分子必然排列为 连续的两层 1959年， 罗伯特森 在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构 所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋 白质三层构成，为静态的统一结构 1970年，科学家 采用荧光标记的小鼠细胞和人细胞进行融合实验 细胞膜具有流动性 1972年， 桑格和尼克森 新的观察和实验证据 提出的流动镶嵌模型为大多数人 所接受 2. 流动镶嵌模型的基本内容 ： （1）基本支架：磷脂双分子层。 （2）蛋白质分布：镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂 双分子层中；贯穿于整个磷脂双分子层。 （3）多糖：与蛋白质结合形成糖蛋白(又叫糖被)，只 分布于细胞膜外表，具保护、润滑、识别、免疫作用。 3. 细胞膜的结构特点和功能特性 （1）结构特点：具有一定的流动性，因为磷脂分子和蛋白质分子是运动的。 （2）功能特性：选择透过性，主要取决于膜上的蛋白质分子。 4.3物质跨膜运输的方式 1. 跨膜运输的三种方式： 物质出入细 胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图例 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外 是否需要载体 否 是 是 否 是否消耗能量 否 否 是 是 举例 水、气体(如 O2、 CO2)、脂溶性物质 (如甘油、乙醇、 苯、性激素等) 红细胞吸收葡萄糖、神经细胞 K+外流、Na+内流等 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐、生长素的极性运输等 吞噬细胞吞噬抗原、吞噬抗原 -抗体复合物等 分泌蛋白、神经递质的分泌等 2. 影响物质跨膜运输的因素：物质浓度、氧浓度、载体数量、温度。 3. 与主动运输有关的细胞器：核糖体(合成载体)、线 粒体(提供能量)。 5.1降低化学反应活化能的酶 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。