4.1高中生物新教材一轮讲义-细胞的物质输入和输出

高中生物新教材一轮复习讲义——细胞的物质输入和输出（必修1） 第4章 细胞的物质输入和输出 一、细胞的吸水和失水： 1.渗透作用： （1）概念：指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）发生条件： 注意： ①半透膜和选择透过性膜的区别： ★半透膜：通过的依据是分子或离子的大小，不具有选择性，如：玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、花生种皮等； ②浓度：物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如：半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多（水分子数少），水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散； （3）现象分析： ①漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。 ②漏斗内液面停止上升的原因：随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡。 注意：若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。 2.动、植物细胞的吸水和失水： （1）动物细胞的吸水和失水 ①原理： ②现象： （2）植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) ①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。 ②原理：原生质层比细胞壁的伸缩性大。 注：原生质层与原生质体的区别 ★原生质层：由细胞膜、液泡膜以及两膜间的细胞质组成，细胞器属于原生质层，细胞核不属于该范围； ★原生质体：是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构； ③现象： 拓展1：若看到一细胞处于质壁分离状态，此时判断细胞外液与细胞液浓度大小的关系有三种情况： ①若正在质壁分离：细胞外液>细胞液； ②若正在复原：细胞外液<细胞液； ③处于动态平衡：细胞外液=细胞液； 拓展2：植物细胞中央大液泡形成之前（如根尖分生区细胞和干种子）主要通过吸胀吸水，主要依赖细胞内的亲水物质（如蛋白质、淀粉、纤维素等），蛋白质的亲水性最强，富含蛋白质的大豆种子吸水很多；成熟植物细胞有中央大液泡，主要吸水方式：渗透吸水； 3.渗透作用原理的应用： （1）验证渗透作用发生的条件： ①具有半透膜： ②半透膜两侧溶液具有浓度差： （2）比较不同溶液浓度的大小：漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论： （3）探究物质能否通过半透膜：(以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 二、物质跨膜运输的方式： （1）跨膜运输：被动运输（自由扩散、协助扩散）、主动运输，一般是小分子和离子的运输方式，体现了细胞膜的选择透过性； 注：①无机盐离子的吸收：高浓度→低浓度协助扩散，如： K+外流静息电位的维持，Na+内流形成动作作电位；低浓度→高浓度主动运输，如：吸钾排钠； ②葡萄糖的吸收：绝大多数组织细胞以主动运输方式吸收，哺乳动物成熟的红细胞协助扩散吸收； （2）非跨膜运输：胞吞和胞吐、核孔，一般是一些大分子和颗粒状物质的运输方式，体现了细胞膜的流动性； 注：神经递质的释放：神经递质属于小分子物质，胞吐释放。 2.被动运输： （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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 （2）类型：分为自由扩散和协助扩散两类。 （3）自由扩散和协助扩散： ①转运蛋白：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。 提醒：载体蛋白可以重复使用。载体蛋白在运输离子或分子时，空间结构发生变化，释放所结合的离子或分子后，载体蛋白恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。 ②自由扩散和协助扩散的比较： 3.主动运输： （1）概念：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，这种方式叫作主动运输。 （2）特点： ①逆浓度梯度运输； ②需要消耗能量；（能量来源：ATP或离子顺浓度梯度形成的势能） ③需要载体蛋白的协助。 （3）主动运输不同能量来源： ①ATP供能： ②离子顺浓度梯度形成的势能供能： ★下图为动物小肠上皮细胞部分物质跨膜运输的示意图。钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用钠钾泵所产生的Na+浓度梯度来推动葡萄糖进入小肠上皮细胞，这种方式叫协同运输，属于主动运输。 ★某些植物细胞利用质子泵把细胞内的H+泵出，导致细胞外H+浓度较高，形成细胞内外的H+浓度差。“H+—