内容正文:
细胞的物质输入和输出
人教版——必修一——第四单元
第四章.细胞的物质输出和输入
第一节.被动运输
水进出细胞的原理
1.渗透作用
(1)扩散作用:物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移,直到均匀分布的现象,称为扩散作用。扩散速率与物质的浓度差成正比
(2)渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,即水分子(或其他溶剂分子)从其分子多→分子少的区域流动
①渗透作用的对象:水分子或其他溶剂分子
②渗透作用发生的条件:有一层半透膜、半透膜两侧的溶液具有浓度差
③渗透的方向(以水分子为例):
含水量高—→含水量低
溶液浓度低—→溶液浓度高
渗透压低—→渗透压高
④渗透平衡:水分子在半透膜两侧的进出速率相等
2.水进出动物细胞
过程
条件
现象
失水
外界溶液的浓度>细胞质的浓度
细胞失水皱缩
平衡
外界溶液的浓度=细胞质的浓度
细胞形态不变
吸水
外界溶液的浓度<细胞质的浓度
细胞吸水膨胀甚至涨破
引起动物细胞失水与吸水的条件:外界溶液与细胞质之间存在浓度差
3.水进出植物细胞
过程
条件
现象
失水
外界溶液的浓度>细胞液的浓度
中央液泡体积变小,细胞发生质壁分离现象
平衡
外界溶液的浓度=细胞液的浓度
细胞保持原状
吸水
外界溶液的浓度<细胞液的浓度
中央液泡体积变大,细胞坚挺,发生质壁分离的细胞出现质壁分离复原现象
自由扩散和协助扩散
1.自由扩散
(1)概念:物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫自由扩散,也叫简单扩散
(2)特点:
①溶质分子从高浓度一侧向低浓度一侧运输
②不需要转运蛋白的协助
③不消耗细胞内化学反应所释放的能量
(3)实例:水、气体(等),以及甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物
(4)影响因素:浓度差、温度(温度影响分子运动速度)
2.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叫协助扩散,也叫易化扩散
(2)转运蛋白的类型
载体蛋白
通道蛋白
特点
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改变
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。分为水通道蛋白和离子通 道蛋白两种类型,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合
举例
葡萄糖、氨基酸、核苷酸或 离子等的载体蛋白
水通道蛋白,Na⁺、K⁺、Ca²⁺ 等的离子 通道蛋白
(3) 特点:①从高浓度一侧向低浓度一侧运输 ②需要转运蛋白协助 ③不消耗细胞内化学反应所释放的能量
第二节.主动运输与胞吞,胞吐
主动运输
1.载体蛋白的特点
(1)会与被转运物质结合
(2)具有特异性/专一性
(3)转运过程中空间结构发生变化
(4)转运结束,恢复原状,可重复利用
(5)具有饱和性
2.转运蛋白
(1)载体蛋白:参与协助扩散或者主动运输
(2)通道蛋白:只参与协助扩散
3.主动运输定义: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化学反应所释放的能量的运输方式,叫做主动运输
4.主动运输的特点
(1)方向:逆浓度梯度
(2)条件:
5.影响因素:载体蛋白的数量,能量
6.举例:葡萄糖,氨基酸进入小肠上皮细胞一定是主动运输,葡萄糖进入红细胞一定是协助扩散
7.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(保证细胞和个体生命活动的需要)
胞吞与胞吐
运输方式
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——>低
高——>低
低——>高
外——>内
内——>外
是否需要
转运蛋白
不需要
需要载体
通道蛋白
需要载体蛋白
不需要
(需膜蛋白)
是否耗能
不需要
不需要
需要
需要
举例
①少部分水
②气体
③脂溶性分子
④脂质分子
①葡萄糖进入红细胞
②水通道蛋白
③离子通道蛋白
①葡萄糖、氨基酸进入小肠细胞
②绝大多数离子的运输
①变形虫摄食
②白细胞吞噬病原体
①分泌蛋白的分泌
②变形虫排出残渣、废物
影响因素
①浓度差
②温度
①浓度差
②转运蛋白数量
③温度
①载体蛋白数量
②能量
③温度
①温度
②能量
学科网(北京)股份有限公司
$$