2.3 物质进出细胞的运输方式

第二章细胞的结构和生命活动第三节物质进出细胞的方式

一、渗透作用

1.渗透作用水分子（或其它溶剂分子）透过半透膜的扩散注意渗透不等同与扩散，是一种特殊的扩散

2.渗透压溶液中溶质微粒对水的吸引力渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目注意单位体积溶液中溶质微粒的数目越多，物质的量浓度越大，渗透压越大，吸水能力越强！

3.渗透发生的条件

①半透膜;

②半透膜两侧具有浓度差（注意该浓度是指物质的量浓度）

4.渗透过程中水分子运动的方向

①水分子多一水分子少；

②低浓度溶液一高浓度溶液；

③渗透压低一渗透压高5,渗透平衡

①液面高度不发生变化，水分子进出相等,即动态平衡

②渗透平衡时渗透压=静水压

③C表示溶液浓度平衡前C内,C外渗透过程C内1，C外T平衡后C内NC外（由于高度差的存在）C内与C外的浓度差越大，高度差就越大

6.动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统

①细胞质膜相当于一层半透膜（细胞胞膜具有选择透过性）；

②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差a.放在高渗溶液外界溶液浓度〉细胞质的浓度，动物细胞会失水皱缩（水出的比进来的多）b.放在等渗溶液外界溶液浓度;细胞质的浓度，动物细胞会维持原有形态（水进来等于水出去）c.放在低渗溶液外界溶液浓度〈细胞质的浓度，动物细胞会吸水膨胀（水进来的比出去的多）注意红细胞的血红蛋白相当于蔗糖分子，细胞质膜相当于半透膜，但是不等同于半透膜

7.植物细胞细胞失水或者吸水也是发生渗透，因为

①原生质层相当于半透膜;

②细胞液与外界溶液之间存在浓度差细胞膜］J液泡膜原生质层细胞质

（1）原生质层细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,称为原生质层原生质层具有选择透过性,相当于一层半透膜

（2）浓度差细胞内的液体环境主要是指液泡内部的细胞液，当它和外界溶液有浓度差时，细胞发生吸水或失水

（3）植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的

8.探究植物细胞的失水和吸水实验:实验过程有一个塞色的中央大液泡，原生质层紧贴细低倍镜观察胞^制作装片-制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液,在另一侧用吸滴加蔗糖溶液水纸引流低倍镜观察-观察液泡大小和原生质层的位i在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸滴加清水引流低倍镜观察-观察液泡大小和原生质层的位置实验现象:象试原生质层的中央液泡细胞大小剂位置逐渐脱离逐渐变小，颜蔗糖溶液基本不变色变深细胞壁逐渐变大，颜逐渐恢复原清水基本不变色变浅来位置实验结论

①当外界溶液浓度〉细胞液浓度时，细胞失水,发生质壁分离现象

②当外界溶液浓度〈细胞液浓度时，细胞吸水,失水的细胞发生质壁分离复原现象注意A.在质壁分离过程中细胞液浓度变大，吸水能力变强，浓度差变小，失水速率变慢；

8.在质壁分离停止时，细胞液浓度和外界溶液浓度相篁；C.在质壁分离复原的过程中细胞液浓度变小，吸水能力变弱，浓度差变小，吸水速率变慢；D.外界溶液是清水，在质壁分离复原停止时，细胞液浓度大王外界溶液浓度；（因为存在细胞壁）E.介于细胞质膜和细胞壁之间的溶液是外界溶液;F.植物细胞会由于吸水过多丕会涨破（因为有细胞壁的支持和保护）

9.继续探究

（1）质壁分离的内因和外因内因原生质层具有选择透过性;原生质层的伸缩性之细胞壁的伸缩性外因外界溶液浓度工细胞液浓度

（2）实验材料要求活细胞，具有大液泡，具有细胞壁最佳实验材料紫色洋葱鳞片液外表皮细胞（因为有紫色大液泡,便于观察）黑藻也可以（原因黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体,原生质层呈绿色，能观察到质壁分离及复原现象）紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也可以（方法外界溶液可以加胭脂红或红墨水）

（3）引流法引流时要重复几次，目的是使洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸润在加入的液体中

（4）对照原则本次三次观察都在低倍显微镜下，遵循对照原则，1和2次观察是一组自身前后对照，2和3是一组自身前后对照；所以第一次观察千万不能省略，作用是作为对照;

（5）外部溶液浓度

0.3g/mL的蔗糖溶液

①如果滴加的是

0.5g/mL的蔗糖溶液发生质壁分离，但不能质壁分离复原（因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡）注质壁分离不能复原的原因a.外界溶液浓度过高，失水过多；b.质壁分离时间过长，失水过久

②如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO

3、NaCl、尿素、乙二醇等，植物细胞会吸水引起质壁分离自动复原（原因:细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水）

③若加入醋酸、盐酸、酒精溶液等无质壁分离及复原现象，因为这些溶液能差死细胞

10.植物细胞的质壁分离及复原实验应用

①判断成熟植物细胞的死活；

②测定细胞液浓度范围；

③比较不同植物细胞的细胞液浓度；

④比较未知浓度溶液的浓度大小；

⑤鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

二、物质进出细胞的方式

（一）被动运输

1.概念物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学物质所释放的能量,这种物质跨膜运输的方式称为被动运输分为简单扩散和协助扩散

2.类型h式自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）物质通过简单的扩散作用进借助膜上的转运蛋白进出细胞特点出细胞的扩散扩散方向高浓度到低浓度是否需要载不需要需要体7E iVn白不需要不需要匕旦_目匕里

①葡萄糖进入红细胞水、

2、CO

2、甘油、乙醇、份k4b孑借日方7k；甬彳首雷白实例7苯、脂溶性物质等9小7T丁1曰切JZJ、胆坦虫口世□□细胞影响因素浓度差浓度差，转运蛋白的种类和数量

3.转运蛋白的种类名称转运对象特点载体蛋每次转运时都会发生自身构象的改变与自身结合部位相适应的分子或离±白需要和物质结合，直特异性通道蛋与自身通道的直径和形状相适配、大小转运分子不需要与通道蛋白结合构象白和电荷相适宜的分子或离子不发生改变，有特异性

（二）主动运输离子或小分子物质逆浓度梯度进出细胞，不仅需要膜上载体蛋白的参概念与，还需要细胞代谢供能的物质运输方式称为主动运输

（1）逆浓度梯度；

（2）需细胞膜上相应载体蛋白的协助

（3）消特点耗细胞内化学反应所释放的能量影响因素能量、载体蛋白的种类和数量通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的生理意义物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要

（三）胞吞与胞吐运输的物质大分子物质或颗粒性物质大分子一与膜上的蛋白质结合一细胞膜内陷形成小囊一小囊从细胞吞胞膜上分离下来，形成囊泡一进入细胞内部过程大分子先包裹在细胞内形成的囊泡中一囊泡移动到细胞膜处一与胞吐细胞膜融合一大分子排出细胞

①不需要载体蛋白

②需要细胞膜上特定蛋白质的识别特点

③需要能量

④依赖膜的流动性白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等实例内分泌腺细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等

（四）物质出入细胞方式的比较^曲7E白运输月运输方是否消耗n*o乂图示举例转运蛋白式向能量1被自外细胞膜内小部分水、氧气、二动由顺浓度不需要不消耗氧化碳、甘油、乙醇运扩梯度输散等出入细胞外细胞膜内协•人的红细胞吸收葡萄助顺浓度••道蛋白不消耗糖，肾小管细胞吸收扩梯度散•••水内外细胞膜主动逆浓度需要载体蛋小肠上皮细胞吸收氨消耗・••运输梯度白基酸等ATP载体细胞外3胞吞不需要消耗胞吞\变形虫摄取食物细胞内细胞内7胞吐不需要消耗分泌蛋白的分泌细胞外7注意

（1）水既可以自由扩散也可以协助扩散（主要方式，借助水通道蛋白）

（2）葡萄糖既可以协助扩散（只有红细胞）也可以主动运输

（3）钠离子钾离子既有协助扩散也有主动运输吸钾排钠主动运■输（Na-K泵）保钠排钾协助扩散（离子通道蛋白）胞吞胞吐穿过膜的层数是Q层和主动运输有关的细胞器线粒体，核糖体

（五）物质跨膜运输方式的影响因素

（1）浓度差对物质跨膜运输的影响输Q点开始受载体g数量的限制率者二运输速0浓度差率协助扩散/主动运输浓度差主要影响自由扩散和协助扩散自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受截体蛋白数量的限制

（2）载体数量对跨膜运输的影响0载体蛋白数量°载体蛋白数量°载体蛋白数量自由扩散协助扩散主动运输运运运输输输速速速率率率载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大自由扩散不受载体蛋白数量的影响

（3）氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率运运输输速速率率0氧气含量氧气含量自由扩散或协助扩散主动运输

①P点时一，无氧呼吸为离子的吸收提供能量

②PQ段随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率也越大

③Q点以后当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他的限制因素运输速率不再增加

（4）温度峻/生物膜的流动性、温度＜；影，物质运玲、时、影响…上十/响输速率阿、酶活性»呼吸速率/P

（六）快速判断物质的运输方式低浓度一高浓度.主动运输浓度不需载体蛋白或通道蛋白简单I高浓—低浓度扩散需载体蛋白或通道蛋白协助扩散需载体蛋白或通道蛋白一协助不耗电被动扩散不需载体蛋白或通道蛋白运输能量二看大分干胞吞、胞吐扩散小数或据分子大小一分芒主动运输。