第4章
细胞的物质输入和输出 第一节 物质跨膜运输的实例
一、细胞的吸水和失水
1、原理：渗透作用2、条件：①具有半透膜；②膜两侧溶液具有浓度差。 二、动物细胞的吸水与失水
①当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；②当外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩； ③当外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。 三、植物细胞吸水与失水
1、细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。 2、原生质层：植物细胞的细胞膜、液泡膜以及这两层之间的细胞质共同构成原生质层，相当于渗透装置中的半透膜。
①外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，细胞质壁分离 ②当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，细胞质壁分离复原 ③当外界溶液浓度=细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡 3、质壁分离产生的条件：
蔗糖溶液 清水 液泡大小和颜色 变小、变深 增大、变浅 原生质层位置 脱离细胞壁 恢复原位 细胞大小 基本不变 基本不变 现象名称 质壁分离 质壁分离复原 4、 质壁分离产生的条件：
（1）具有大液泡（2）具有细胞壁（3）外界溶液浓度>细胞液浓度 5、质壁分离产生的原因：
（1）内因：原生质层具有选择透过性，原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性（2）外因：外界溶液浓度>细胞液浓度 6、表现：
（1）宏观上：植物由坚挺→萎蔫
（2）微观上：①液泡：（大→小）；②细胞液颜色：（浅→深）；③原生质层与细胞壁分离 7、判断细胞是否发生质壁分离及复原时有如下规律： ①从细胞角度分析
a、 死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象； b、具有大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离 ②从溶液角度
a、 在一定浓度的、溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 b、 在一定浓度的、溶质可穿膜的溶液中细胞先发生质壁分离后自动复原 c、 在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会过度失水死亡不在复原 8、质壁分离及复原实验的应用
1、鉴定植物细胞的死活 2、证明原生质层具有选择透过性以及观察植物细胞的细胞膜 3、测定细胞液的浓度大小 四、物质跨膜运输的其他实例 1、无机盐等其他物质
①不同生物吸收无机盐的种类和数量不同，与膜上载体蛋白的数量有关。 ②物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。 2、选择透过性膜
可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。选择透过的原因，不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，从而使细胞膜对物质透过性表现出高度的选择性 五、比较几组概念
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）
渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透 （如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）
半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小 （如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等），其特点只要分子的直径比它的孔径小就可以通过该膜，比孔径大不能通过膜。
选择透过性膜：指细胞膜等生物膜，不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。细
胞死亡，细胞膜便失去选择透过性，变为全透性。
半透膜和选择透过性膜 相同点：都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。不同点：只要分子比半透膜的孔径小，就能通过半透膜，而选择透过性膜，即便是小分子，只要不是细胞所选择吸收的，也不能通过。
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程 年代 19世纪末 20世纪初 科学家 欧文顿 科学家 依据 凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质；更容易通过细胞膜 分离并分析出哺乳动物的红细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质 1925年 荷兰科学家 从细胞膜中提取的脂质铺成的单层分子面积是细胞表面积的2倍 20世纪 40年代 在荷兰科学家研究的基础上推测 细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质 细胞膜中的脂质排列为连续的两层 双分子层模型”：细胞膜是由双层脂质分子及内表面附着的蛋白质构成 “ 1959年 罗伯特森 电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构 所有生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，特点：静态结构 1970年 弗雷和埃迪曼 分别用绿色和红色荧光染料标记两个细胞的蛋白质，将两个细胞融合一段时间后，荧光均匀分布 细胞膜具有流动性 结论或假说 细胞膜是由脂质组成的 1972年
桑格和尼克森 在新的观察和实验证据的基础上 流动镶嵌模型 二、流动镶嵌模型的基本内容 1、磷脂双分子层 基本支架
2、蛋白质 嵌、嵌、 贯穿于磷脂分子层 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的（细胞膜具有流动性）
3、在细胞膜的外表面，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合，形成的糖蛋白，叫做糖被。它与细胞的识别、保护、免疫等密切相关。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类与脂质分子结合成的糖脂。
4、细胞膜的功能特性：选择透过性； 细胞膜的结构特性：具有流动性
5、细胞膜的流动性 实例：变形虫运动、胞吞胞吐、受精作用、细胞融合、白细胞的吞噬作用、物质的主动运输、动物细胞细胞质的、“囊泡”的形成等。意义：细胞膜的流动性对于完成各种生理功能如物质运输、细胞识别、细胞融合、膜内外信息的传递等非常重要。
第三节 物质跨膜运输的方式
一 、列表比较物质跨膜运输的方式
被动运输（顺浓度梯度的扩散） 物质进出细胞的方式 自由扩散 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 概念 协助扩散 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 物质在载体蛋白的协助下从低浓度向高浓度的运输，需消耗细胞内化学反应释放的能量 跨膜方向 载体协助 消耗能量 影响因素 动力 坐标图 高浓度到低浓度 不需要 不消耗 浓度差 高浓度到低浓度 需要 不消耗 浓度差 低浓度到高浓度 需要 消耗 载体的种类 和数量，能量 浓度差 浓度差 运 输 速 率 运 能量 主动运输 运输速率载体的数量 输 速 率 载体的数量 浓度差 图例 物质举例 提醒：
气体、水、脂类、脂溶性物质、尿素 浓度差 氧气浓度 葡萄糖进入红细胞 氨基酸，葡萄糖，离子等 1、 若物质运输方向由低浓度到高浓度则必为主动运输，主动运输的速率与细胞外物质浓度不成比例。
2、 主动运输过程中，由于细胞膜上不同物质的载体数量不同，所以不同物质进出细胞的数量、速度、难易程度不同
二、胞吞胞吐
1、胞吞：大分子附着在细胞膜的表面，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，这种现象叫胞吞。 实例：白细胞吞噬病菌；变形虫吞食颗粒物质
2、胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜上，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。实例：分泌蛋白出细胞 3、胞吞胞吐共同特点：
作用对象：某些大分子物质或颗粒性物质。共同特点：均需消耗能量，物质始终没有穿过细胞膜，为非跨膜。 4、胞吞胞吐说明细胞膜的结构具有流动性 三、总结
小分子物质和离子的跨膜运输 物质进出细胞的方 式
大分子物质的通过方式
