内容正文:
第三节 物质进出细胞的运输方式
一、细胞质膜具有选择透过性
1.渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
2、渗透作用发生条件:①具有半透膜;②半透膜两侧溶液具有浓度差;
3、渗透装置:达到渗透平衡时,S1浓度>S 2浓度;
注:渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子进出达到平衡状态,既不可看作没有水分子进出,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
4、植物细胞的质壁分离和复原现象
(1)质壁分离的质:原生质层,包括细胞质膜、液泡膜及细胞质;
质壁分离的壁:细胞壁;
(2)质壁分离:
外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度;
内因:原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性;原生质层相当于半透膜
(3)实验:
①材料、器具:紫色洋葱鳞片叶的外表皮、0.3g/ml的蔗糖溶液、清水、光学显微镜等
注:
a、因为细胞壁具有全透性,所以质壁分离时,细胞壁与细胞质膜之间填充的是外界溶液;
b、如何让洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在0.3g/ml的蔗糖溶液中:
在盖玻片的一侧滴加0.3g/ml的蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重复几次;
c、若采用0.5g/ml的蔗糖溶液,
现象是:能发生质壁分离但不能复原,因为外界溶液浓度过高,细胞过度失水而死亡;
d、若采用0.3g/ml浓度的KNO3溶液处理洋葱鳞片叶外表皮细胞,现象是能发生质壁分离且
自动复原,原因是质壁分离的同时,细胞会通过主动运输吸收K+、NO3-
e、细胞质壁分离时首先发生在细胞的角隅处。
(4)质壁分离与复原实验的应用:
a、 判断细胞的死活;b、测定细胞液浓度的范围;c、比较不同植物细胞的细胞液浓度
二、被动运输不需要细胞供能
被动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
是否需要转运蛋白
不需要
需要(载体蛋白或通道蛋白)
能量
不消耗
图示
实例
O2、CO2、N2;
H2O;
甘油、乙醇、苯、尿素、胆固醇、性激素等
葡萄糖进入红细胞、
水通道、K+通道、Na+通道等
注:①载体蛋白和通道蛋白的构象都会发生改变;
②载体蛋白可与被转运的分子发生结合;通道蛋白不与被转运的物质结合;
③载体蛋白和通道蛋白均具有特异性;
③被动运输的动力是浓度差。
M点之后影响因素:载体蛋白数量有限
协助扩散
自由扩散
三、主动运输需要细胞供能
1、主动运输:
特点:①低浓度→高浓度;
②需要载体蛋白(具特异性);
③需要能量;
2、 主动运输实例:
①小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸;
②植物根尖吸收无机盐;
③Na+—K+泵、Ca2+泵;
3、与主动运输有关的曲线图:
M点之后的影响因素:载体蛋白数量有限或能量有限
M点之后的影响因素:载体蛋白数量有限
3、主动运输意义:
主动运输能保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,主动运输对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。
注:①一种物质可以不同的方式进行运输,如水既可以自由扩散也可以协助扩散;
②通过离子泵的运输一定是主动运输;通过通道蛋白的运输一定是协助扩散;
③通过载体蛋白的运输可以是协助扩散也可以是主动运输;
四、细胞的胞吞和胞吐(运输对象一般为大分子、颗粒性物质)
胞吞
胞吐
由上图可知:胞吐会使质膜表面积增大,而胞吞则会减少质膜表面积,质膜表面积的这种动
态平衡过程对细胞质膜成分的更新和细胞的生存和生长非常必要;
运输方式
胞吞
胞吐
载体
不需要
能量
需要
实例
白细胞吞噬病菌;变形虫的摄食
消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌
注:胞吞、胞吐的原理:细胞质膜具有一定的流动性(细胞质膜的结构特点);
自由扩散、协助扩散、主动运输体现的是细胞质膜的功能特点:选择透过性
方式
被动运输(顺浓度)
主动运输(逆浓度)
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
载体
不需要
需要
需要
不需要
不需要
能量
不需要
不需要
需要
需要
需要
运输物质
离子和小分子
大分子,颗粒性物质
影响因素
浓度差
浓度差、
载体数量
物质浓度、
载体数量、能量
注:体现膜的流动性
举例
O2,CO2,H2O、甘油、脂肪酸、苯、胆固醇、乙醇,性激素等
葡萄糖进入红细胞;
水通道、K+通道、Na+通道等
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等;植物根尖细胞吸收无机盐离子;
Na+—K+泵、Ca2+泵
变形虫吞食食物颗粒;白细胞吞噬病菌
消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白
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