第四章 细胞的物质输入和输出
学习目标：
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
一、物质跨膜运输的实例
1、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：
具有半透膜
半透膜两侧具有浓度差
2、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
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）
实验：观察植物细胞的质壁分离和复原
3、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：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）（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）
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）
选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且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。 （如：细胞膜等各种生物膜）
二、生物膜的流动镶嵌模型
1、探索历程
2、流动镶嵌模型的基本内容
（1）磷脂双分子层构成了膜的基本支架
（2）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
（3）磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动
3、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。
细胞膜
（生物膜）
结构特点：具有一定的流动性
功能特点：选择透过性
三、物质跨膜运输的方式
1、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
2、主动运输：
从低浓度一侧运输到高浓度一侧，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，这种方式叫做主动运输。
高→低
不需要
不需要
高→低
低→高
需要
需要
不需要
需要
自由扩散
协助扩散
主动运输
水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等
葡萄糖进入红细胞
氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞
3、大分子物质进出细胞的方式：
胞吞、胞吐
1、下列现象中，属于渗透作用（ ）
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
2、在浓蔗糖溶液中，能够发生质壁分离的细胞是（ ）
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
B
D
典型例题
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（ ）
A 逐层降低 B 逐层升高 C 不变 D 取决于土壤液浓度

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（ ）
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
B
B
5、细胞膜完成各项生理功能极为重要的结构特点是（ ）
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
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（ ）
A 自由扩散 B 协助扩散 C 主动运输 D 被动运输
7、下列现象中属于渗透作用是（ ）
A 水分子通过细胞壁 B 葡萄糖分子通过细胞膜
C K+通过原生质层 D 水分子通过原生质层
D
C
D
8、在物质跨膜运输中，主动运输与被动运输的主要区别是（ ）
A 是否需要消耗能量 B 是否需要载体协助
C 是否顺浓度梯度运输 D 是否逆浓度梯度运输

9、侧芽生长素的浓度总是高于顶芽，但顶芽产生的生长素仍大量往侧芽部位积累。生长素的这种运输方式必须具备哪些基本条件（ ）
①载体蛋白 ② ATP供能 ③ 从高浓度到低浓度
④ 从低浓度到高浓度
A ① B ① ② C ① ② ③ D ① ② ④
A
B