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细胞的物质输入和输出

 

一周强化

一、一周知识概述

1、细胞膜是选择透过性膜;

2、生物膜的结构;

3、流动镶嵌模型的基本内容;

4、物质进出细胞的方式。

二、重难点讲解

(一)细胞的吸水和失水

1、动物细胞的吸水和失水


水分进出哺乳动物红细胞的状况

2、植物细胞吸水的原理——渗透作用吸收水分

  单位体积清水中的水分比单位体积蔗糖溶液中的水分子多,水分子通过半透膜扩散时,清水中的水分子通过半透膜扩散到蔗糖溶液中的数量比蔗糖溶液中的水分子扩散到清水中的多,水分子扩散的平衡趋向于蔗糖溶液,所以漏斗管内的液面逐渐上升。

3、植物细胞质壁分离与复原

(二)物质跨膜运输的特点

  科学家做过这样的实验:准备好含Ca2+、Mg2+和Si4+的培养液,将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后,番茄培养液中的Ca2+和Mg2+浓度下降,水稻培养液中的Ca2+和Mg2+浓度提高。Si4+的情况刚好相反:水稻吸收大量的Si4+,而番茄几乎不吸收Si4+

1、在培养过程中,水稻吸收水分及其他离子较多,吸收Ca2+、Mg2+较少,结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。

2、不同作物对无机盐的吸收是有差异的。

3、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的,其他物质的跨膜运输并不都是这样,这取决于细胞生命活动的需要。

4、细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。

(三)细胞膜的功能特性

  细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。生物膜的这一特性,与细胞的生命活动密切相关,是活细胞的一个重要特征。

(四)生物膜的结构——流动镶嵌模型

  生物膜的流动镶嵌模型(fluid mosaic model)认为,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌人磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。

  思考1、磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子,磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。请运用相关的化学知识,解释为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层,而科学家如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的。

  思考2、在建立生物膜模型的过程中,结构与功能相适应的观点是如何得到体现的?

(五)物质进出细胞的方式

1、被动运输——顺浓度梯度的扩散

2、主动运输——逆浓度梯度的扩散

  物质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。

  主动运输,普遍存在于动植物和微生物细胞中,保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。

  思考:为什么低温环境会影响物质的跨膜运输?

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