细胞的物质输入和输出

细胞的物质输入和输出

复习纲要：

1 细胞失水和吸水的原理

2 质壁分离实验

3 流动镶嵌模型的探索历程和基本内容

4 物质跨膜运输的方式

基础知识梳理

物质跨膜运输的实例

一、渗透作用

（1）渗透作用：

指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。

（2）发生渗透作用的条件：

一是具有半透膜

二是半透膜两侧具有浓度差

1、下列现象中，属于渗透作用（ B ）

A 蔗糖放入水中，溶解后使水变甜

B 新鲜萝卜放在清水中变硬

C 干大豆种子，没在水中逐渐涨大

D 春天放在空气中的NaCl的潮解

3、根毛区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中去，水分由外向内逐层渗过各层细胞，则各层细胞的细胞液浓度是（ B ）

A 逐层降低

B 逐层升高

C 不变

D 取决于土壤液浓度

二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）

1、动物细胞的吸水和失水

外界溶液浓度<细胞质浓度时, 细胞吸水膨胀

外界溶液浓度>细胞质浓度时, 细胞失水皱缩

外界溶液浓度=细胞质浓度时, 水分进出细胞处于动态平衡

2、植物细胞的吸水和失水

细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液

原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质

外界溶液浓度>细胞液浓度时, 细胞质壁分离

外界溶液浓度<细胞液浓度时, 细胞质壁分离复原

外界溶液浓度=细胞液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡

中央液泡大小原生质层位置细胞大小蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变1、质壁分离产生的条件：

（1）具有大液泡（2）具有细胞壁

2、质壁分离产生的原因：

内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性

外因：外界溶液浓度>细胞液浓度

3、植物吸水方式有两种：

（1）吸胀作用（未形成液泡）

如：干种子、根尖分生区

（2）渗透作用(形成液泡)

2、在浓蔗糖溶液中，能够发生质壁分离的细胞是（ D ）

A 人的口腔上皮细胞

B 蛙的红细胞

C 皮肤的角质层细胞

D 洋葱的表皮细胞

三、物质跨膜运输的其他实例

1、对矿质元素的吸收

（1） 逆相对含量梯度——主动运输

（2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由 细胞膜上载体的种类和数量 决定。

2、细胞膜是一层选择透过性膜， 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。

讨论：比较两组概念 扩散：（如： ）

渗透：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）

O 2从浓度高的地方向浓度低的地方运动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）

（如： ）

细胞膜上具有 ，且不同生物的细胞膜上载体 不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。（如： ）

选择透过性膜

半透膜物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小

动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜细胞膜等各种生物膜种类和数量

载体 11、在相同的培养液中培养的水稻吸收硅离子多，而蕃茄几乎不吸收，这个例子说明（ A

）

A 物质的跨膜运输不都是顺相对含量梯度的，而是有选择的

B 物质的跨膜运输总是顺相对含量梯度的

C 物质的跨膜运输总是逆相对含量梯度的

D 物质的跨膜运输与相对含量无关

第二节 生物膜的流动镶嵌模

二、流动镶嵌模型的基本内容

▲ 磷脂双分子层 构成了膜的基本支架

▲蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层

▲磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动 .

三、糖蛋白（糖被）

组成：__由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。__

作用：__细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等__。

4、异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是（ B ）

A 细胞膜由磷脂分子和蛋白质构成

B 细胞膜的外面有糖被

C 细胞膜具有一定的流动性

D 细胞膜具有一定的选择透过性

5、细胞膜完成各项生理功能极为重要的结构特点是（ D ）

A 磷脂排成双分子层

B 两侧膜物质分子排列不对称

C 蛋白质分子镶嵌于磷脂双分子层

D 膜物质分子的运动使其具有流动性

13、下面关于细胞膜上磷脂分子的叙述，不正确的是（ D ）

A 磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成

B 磷脂的“头部”是亲水的，“尾部”是梳水的

C 双层磷脂分子是“头部”在外侧，“尾部”在内侧

D 双层磷脂分子是“头部”在内侧，“尾部”在外侧

第三节物质跨膜运输的方式

一、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。

（1）自由扩散：__物质通过简单的扩散作用进出细胞__。

（2）协助扩散：__进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散__。

二、主动运输：从__低__ 浓度一侧运输到__高__浓度一侧，需要的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的__能量__，这种方式叫做主动运输。

方向载体能量举例

自由扩散高→低不需要不需要水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、

维生素等

协助扩散高→低需要不需要葡萄糖进入红细胞

主动运输低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入

小肠上皮细胞

6、在肾小管的细胞内可以见到大量的线粒体，这说明肾小管的重吸收作用与下列哪项运输方式有关（ C ）

A 自由扩散

B 协助扩散

C 主动运输

D 被动运输

15、下列生理功能不是通过主动运输来实现的是（ A ）

A 大部分维生素进入小肠绒毛上皮细胞

B 红细胞从血浆中摄取K+

C 鲨鱼将血液中的多余盐分通过鳃排除体外

D 人的小肠上皮细胞吸收无机盐离子

三、大分子物质进出细胞的方式：膜泡运输

胞吞胞吐

16、下列物质中不能以跨膜运输方式进入细胞的是（ B ）

A 水分子和脂质小分子

B 胃蛋白酶

C 葡萄糖分子和K+

D 氨基酸和C2H5OH

练习

8、原生质层是指（ A ）

A 细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质

B 细胞膜和液泡膜以及液泡中的细胞液

C 液泡膜和细胞壁之间的细胞质

D 由液泡的细胞液构成的液体环境

9、把体积相同的10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液用半透膜隔开，其水分子运动的特点是（ C ）

A 因浓度相同，水分子移动处于平衡状态

B 水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液中移动比由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动的多

C 水分子总的移动趋势是由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动

D 水分子不移动

10、假定将甲、乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过细胞膜，甘油分子可以较快地透过细胞膜，在显微镜下连续观察甲、乙两细胞的变化是（ B ）

A 甲、乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原

B甲、乙两细胞发生质壁分离后，乙细胞随后又发生质壁分离复原

C甲、乙两细胞发生质壁分离，随后甲发生质壁分离复原

D甲、乙两细胞发生质壁分离，后均又发生质壁分离复原

12、用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，证明了（ B ）

A 细胞膜由磷脂和蛋白质构成

B 细胞膜具有流动性

C 细胞膜中磷脂双分子层的排列

D 细胞膜以磷脂双分子层为支架

14、维生素D进入细胞不需载体，也不需消耗能量，主要原因是（ B ）

A 维生素D 本身就是载体

B 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层

C 细胞膜具有一定的流动性

D维生素D是小分子

能力提高

第一节《物质跨膜运输的实例》

1 、下图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到平衡的状态）

（1 ）典型的渗透装置必须具备两个条件：①_____________________（指明甲图中相应部位）；②_____________________。

（2 ）比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：_____________________。

（3 ）丙图中⑦为____________，甲图中的③相当于丙图中的___________，它与丙图中相应结构的区别是_____________________。

（4 ）若把毛细胞放在30% 的蔗糖溶液中，它会出现_____________________。再放入清水中，它又出现_____________________。

（5 ）若把毛细胞放在90% 的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？

_____________________。过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？________________。为什么？_____________________。（6 ）盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_____________________。

3 、给你洋葱、蔗糖、蒸馏水及必要的工具，请你设计一个测定洋葱表皮细胞的细胞液浓度的实验方案：

（1 ）原理：水的_____________________作用。

（2 ）方法：

①配制_____________________的蔗糖溶液。

②制作_____________________洋葱表皮细胞装片。

③用显微镜_____________________观察装片。

（3 ）结论：该洋葱细胞液的浓度介于_____________________两种相邻浓度溶液的浓度之间。

1 、（1 ）具有半透膜（甲图中的3 ）膜两侧溶液具有浓度差（

2 ）②处的溶液浓度大于①处的溶液浓度（

3 ）原生质层⑦甲图中的③为物理过滤膜，没有生物活性；而乙图中的⑦为生物膜，具有选择透过性（

4 ）质壁分离现象质壁分离复原现象（

5 ）质壁分离现象不一样过一段时间再放入清水中，由于蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞失水过多，导致根毛细胞死亡，因此与上题的变化不一样，不能出现质壁分离复原现象（

6 ）土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成根毛细胞失水

3 、（1 ）渗透（2 ）①一系列不同浓度②置于不同浓度蔗糖溶液中的③逐个（3 ）使洋葱细胞发生质壁分离和不发生的质壁分离的

第二节《生物膜的流动镶嵌模型》

2 、阅读下面的资料，然后回答问题。

科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离出纯的细胞膜较为困难，因为会有细胞内其他膜的混杂。而哺乳动物（或人）的成熟的红细胞，没有内膜，没有细胞核，将其特殊处理后，造成红细胞破裂发生溶血现象，再将流出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯净的细胞膜，在生物学上称为“ 血影” 。对“ 血影” 的分析得知其化学组成如下：蛋白中的脂质提取出来，使其在空气——水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的两倍。

（1 ）哺乳动物细胞内的膜有哪些？

________________________________________________。

（2 ）如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？

______________________________________。

（3 ）“ 血影” 的化学成分中的脂质主要是____________，它构成了细胞膜的

______________。

（4 ）提取膜成分中的磷脂，将其辅在空气—水界面上的，这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由____________组成。

2、（1 ）核膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜

（2 ）将红细胞置于蒸馏水中，使其渗透吸水而胀破

（3 ）磷脂基本支架（4 ）两层磷脂分子

第三节《物质跨膜运输的方式》

1 、物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，下图表示在一定的范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况。回答下列问题：

（1 ）据图指出 A 、B 、C 所表示的物质运输方式，A 是_____________，B 是_____________，C 是______________。

（2 ）上述三种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化？

______________。为什么？____________________________。

（3 ）乙醇、CO2、氨基酸进入细胞的方式分别是___________、___________、___________。

2 、下图中纵坐标表示物质通过膜运输的速率。请根据图回答。

（1 ）心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是图______________（填序号）。图b 出现BC 段的主要原因是______________。

（2 ）与表皮细胞相比较，人心肌细胞中显著增多的结构是______________，其依据是______________。

（3 ）对绿色植物而言，决定如何吸收土壤中某种离子的直接因素是______________。（4 ）若对离体的心肌细胞施用某种霉素，结果Ca2+吸收最显著减少，而K+、C6H12O6等物质的吸收不受影响，其可能的原因是______________。

若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响，其原因是______________。

3 、对法囊藻（一种海藻）细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液的成分与海水的成分很不相同，如下图所示。试回答下列问题：

（1 ）K+和CI-在细胞内不断积累，而Na+和Ca2+等在细胞液中的启量却低于海水的含量，这表明______________。

（2 ）K+和CI-进入细胞的运输方式是______________。这种吸收方式需要的两个基本条件是______________和______________。

（3 ）法囊藻细胞液中的各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是__________________________________________。

1 、（1 ）自由扩散协助扩散主动运输（

2 ）C 主动运输需要呼吸作用提供能量（

3 ）自由扩散自由扩散主动运输

[ 提示] 比较A 、B 、C 三图，易见B 、C 两图随时间的推移，物质的运输趋于平衡，可见这两种运输方式都受到细胞膜上载人本的制约；而 A 没有这一制约，说明A 没有载体参与，必为自由扩散。再进一步比较 B 、C 两图，可见 C 图中当细胞内物质浓度高于虚线部分浓度（即细胞外浓度）时，仍继续吸收一段时间，这段时间为逆浓度梯度运输，是主动运输的特征。而 B 图无这一特征，所以B 图表示的是协助扩散。

2 、（1 ）a 、b 载体的数是有限的，参与呼吸作用的酶也是有限的

（2 ）线粒体心肌细胞在不停的收缩，需要消耗的能量远比表皮细胞多

（3 ）根细胞膜上矿质离子的载体

（4 ）该毒素抑制了钙离子载体的活性这些物质的运输方式都是主动运输，需要消耗能量

3 、（1 ）细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性

（2 ）主动运输载体能量（或ATP ）

（3 ）细胞膜上不同离子的载体的数量不同