细胞的跨膜运输方式.docx

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细胞的跨膜运输方式

物质跨膜运输

一、结构基础：

细胞膜的选择透过性

二、跨膜运输的实例：

细胞的吸水和失水原理：

渗透作用。

该作用必须具备两个条件：

（1）具有半透膜；

（2）膜两侧溶液存在浓度差。

渗透系统的组成：

完整的渗透系统，由两个溶液体系（A和B）以及两者之间的半透膜组成。

当容易浓度A>B时，水分通过半透膜从B流向A,当容易浓度AVB时,水分通过半透膜从A流向B,当溶液浓度A=B寸，渗透体系处于动态平衡状态。

易混易错：

（1）发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子达到动态平衡，既不可看作没有

水分子移动也不可看做两侧溶液浓度相等。

（2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度；

1、动物细胞的吸水和失水：

（以红细胞为例，动物细胞的细胞膜相当于半透膜）

1当细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞质渗透压高于外界渗透压，细胞吸水膨

胀

2当细胞质浓度等于外界溶液浓度时，细胞质渗透压等于外界渗透压，水分子进出

细胞处于动态平衡。

3当细胞质浓度小于外界溶液浓度时，细胞质渗透压低于外界渗透压，细胞失水皱

缩

植物细胞的吸水和失水：

结构基础：

（1）细胞液：

成熟植物细胞的中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，因此细胞内的液体环境主要指液泡的细胞液。

（2）原生质层：

细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。

相当于半透膜，具有选择透过性

（3）细胞壁的特性：

全透性，伸缩性小

植物细胞的质壁分离和复原现象

1当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象

2当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

注意：

如果质壁分离的细胞死亡，则不会发生质壁分离的复原

实验探究：

材料选取：

紫色洋葱鳞片叶（含有颜色为佳，也可选水绵细胞）

实验结果：

质壁分离前，细胞呈现紫色，原生质层紧贴细胞壁；当加入蔗糖溶液后，液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离；对质壁分离的细胞加入清水后，液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。

洋蕪表皮细恤

思考：

不含中央大液泡的植物细胞（如根尖分生区细胞、种子的胚细胞）能发生质壁分离的现象吗？

不能，因为不含大液泡的植物细胞不会失去较多的水，因此不会发生质壁分离的

现象

细胞对无机盐离子的吸收实例：

1、水稻吸收SiO44-多，吸收CeT和Mg+少，番茄吸收Ca和Mg+较多，吸收SiO』较少,说明不同植物对不同的无机盐离子吸收表现出较大的差异。

2、人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。

3、不同微生物对无机盐离子吸收表现出很大的差异。

物质跨膜运输的特点：

1、物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。

2、细胞对于物质的输入和输出有选择透过性。

物质跨膜运输的方式

、物质跨膜运输方式:

运输方向（影响因素）

特点

图例

实例

离子

、

小分子物质

自由

扩散

由高浓度向低浓度

（细胞膜内外物质

的浓度差）

不需要载体

不需要能量

外

««

■•

••

■

I细剋M

水、甘油、乙

醇、苯、C02、

02、脂质

协助

扩散

由高浓度向低浓度

（细胞膜内外物质的浓度差；膜载体种类和数量）

需要载体不需要能量

内

*

*

■

红细胞吸收葡

萄糖

主动

运输

由低浓度向高浓度

（膜载体的种类和数量；能量：

温度、氧浓度）

既需要载体

又需要能量

外

勺

«•

•««

»«

9«

小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等

大分子物质

胞吞

由细胞外到细胞内

（细胞膜流动性、能量等）

需要消耗能

量

略

白细胞吞噬病

菌

胞吐

由细胞内到细胞外

（细胞膜流动性、能量等）

需要消耗能

量

略

分泌蛋白的分泌、神经递质的释放

胞吞过程：

大分子附着在细胞膜表面，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。

胞吐过程：

细胞需要外排的大分子先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜外，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。

判断某种物质的运输方式，必须抓三个关键：

1分析被运输的物质是否通过细胞膜

2明确被运输物质微粒的性质

3分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度到低浓度/低浓度到高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量

易混易错：

（1）Na+K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散（或离子通道）进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电

位时的Na吶流。

（2）植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此，可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。

（3）温度影响物质跨膜运输的速率，有两方面，一方面影响生物膜的流动性，另一方面影响酶活性，进而影响呼吸速率。

（4）渗透作用属于自由扩散的一种方式，溶液浓度高，单位体积溶液中溶质微粒多，水分子浓度低；溶液浓度低，单位体积溶液中溶质微粒少，水分子浓度高，故渗透作用中水由低浓度流向高浓度溶液，与自由扩散中水从高浓度一侧运输到低浓度一侧并不矛盾。

二、影响物质跨膜运输的因素：

（1）浓度（在一定范围内）对运输速率的影响

自由护敬

（2）氧气浓度对物质运输速率的影响曲线:

三、物质跨膜运输层数的分析判断

1、无膜：

核糖体、中心体、染色体

2、单层膜：

细胞膜、内质网、高尔基体、液泡膜

3、双层膜：

线粒体、叶绿体、细胞核（核孔穿透核膜时，则穿过的膜层数为0）

肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成，且穿过1层细胞则

需穿过2次细胞膜。

4、某些大分子从细胞核中出来，如mRN从核孔出来，不涉及到穿膜；此外，细胞向外分泌消化酶、抗体，或蛋白类激素的外排作用以及细胞的内吞作用，都可看作是通过0层生物膜。

5、1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析

（1）线粒体与叶绿体之间的跨膜:

如在同一细胞中，O2由产生场所到利用场所共跨4层膜。

（2）分泌蛋白形成过程中的跨膜问题0层

1内质网上核糖体合成肽链后，肽链直接进入内质网中加工，不跨膜；

2蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜；

3高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并与细胞膜融合，以胞吐方式分泌出细胞，整个过程均不跨膜。

2．血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析

（1）几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构，如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等，这些非常薄的结构有利于物质交换，物质透过这些管壁或泡壁时，要经过两层细胞膜。

（2）物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液，经过组织处的毛细血管，至少要跨毛细血管壁（一层上皮细胞，共2层细胞膜）。

（3）物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜，要分析该物质具体在细胞中被利用的场所，然后计算出跨膜层数。

如葡萄糖利用的场所是细胞质基质，因此组织液中的葡萄糖只跨1层膜，进入细胞质基质即被利用。

氧气利用的场所在线粒体内膜上，它要跨3层膜，进入线粒体中被利用。

3．体外环境与血浆之间的跨膜分析

（l）物质由体外环境（肺泡、小肠等）进入血浆，至少要跨1层上皮细胞和1层毛

细血管壁细胞，即要跨4层膜，才能进入到血浆中。

（2）物质进入血浆后，由循环系统转运到全身各处，该过程不是跨膜。

巩固练习：

1对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析，得不到证实的是（）

A.原生质层具有选择性B.细胞处于生活状态或死亡状态

C.细胞液和周围溶液的关系D.溶质分子进出细胞的方式

2.将下列活细胞放入浓的蔗糖溶液中，能发生质壁分离现象的是（）

A.根尖分生区细胞B.人的红细胞C.种子的胚细胞D.根毛细胞

3.家庭养花，一次施肥过多引起花卉萎蔫，可采取的措施是（）①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土

A.①③B.②④C.①②D.③④

4.当根尖成熟区表皮细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运输情况是（）

A.水分子只进不出B.水分子只出不进

C.单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数

D.单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数

5.下列有关原生质层的叙述中，正确的是（）

A.植物细胞去掉细胞壁后剩下的是原生质层

B.原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质

C.原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核

D.组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸

6.将人体血液放置于9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现（）

A.质壁分离B.正常状态C.细胞膜被破坏D.细胞皱缩

7.可以做半透膜材料的是（）

A.肠衣B.纱布C.玻璃D.尼龙布

8.苋菜用清水怎么洗，清水中也不见红色物质，但若放入沸水中一烫，水立刻变成红色。

这个现象是因为（）

A.在清水中没有物质出入B.在清水中细胞膜没有选择透过性

C.沸水中色素分解成小分子物质D.沸水使细胞膜失去选择透过性

9.右图是一个洋葱表皮细胞浸润在30%的蔗糖溶液中出现的情况，那么在1所指的部位充满了（）

A.清水B.蔗糖浓液C.空气D.细胞液

10.将新鲜的番茄切开,拌以大量的白糖,几个小时后,番茄将（）

A.变软,红色素流出细胞B.变硬,红色素不流出细胞

C.变软,红色素不流出细胞D.变硬,红色素流出细胞

11.相对细菌和植物细胞而言,动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压,这

是因为动物细胞（）

A.没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感

B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压

C.没有成熟大液泡，渗透压调节能力差

D.生长缓慢,各生长阶段对环境的渗透压要求不同

12.将人的红细胞放入4C蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是

（）

A.红细胞膜具有水溶性

B.红细胞的液泡体积增大

C.蒸馏水大量进入红细胞

D.低温时红细胞膜流动性增大

13.撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。

然后,两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。

此时甲、

乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是（）

A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输

B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输

C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输

D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输

14.已知鱼鳔是一种半透膜。

若向鱼鳔内注入适量的20淞糖溶液、排出鱼鳔内的空气,扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯

15.为探究茉莉酸（植物生长调节剂）对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如表。

下列叙述错误的是（）

组别

培养液中另添加的成分

结果

NaCl

茉莉酸

①

+

-

部分细胞质壁分离

②

+

+

细胞正常,无质壁分离

③

-