第4章细胞的物质输入和输出（知识清单）（答案版）

第4章细胞的物质输入和输出

第1节被动运输1.渗透作用①概念：指_水分子或其它溶剂分子__通过__半透膜__的扩散。②条件：具有___半透膜____；半透膜两侧具有___浓度差__。分析：漏斗内蔗糖溶液浓度大于烧杯内清水浓度；半透膜允许水分子可透过，蔗糖分子不能透过。单位体积蔗糖溶液中水分子数少于单位体积清水中水分子数→多的一边eq\o(───→,\s\up7(水分子))少的一边。水分子数多水分子数少单位时间内：低浓度溶液高浓度溶液→漏斗颈内液面上升水分子数多水分子数少漏斗内液面不再上升(平衡后)，仍然是漏斗内蔗糖溶液浓度大于烧杯内溶液浓度。注：液面上升速度及高度差都取决于膜两侧溶液的浓度差。渗透作用中水分子运动方向是双向的。eq\o\ac(○,3)在“问题探讨”的渗透现象中，漏斗管内液面升高的原因是半透膜允许水分子自由通过而阻止蔗糖分子通过，相同体积的清水中水分子相对含量高于蔗糖溶液中水的相对含量。实验中，即使漏斗管足够长，管内液面也不会一直升高的原因是随着液面升高，高于液面的水柱产生的压强逐渐增大。2.动物细胞的吸水和失水（1）条件：细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液有浓度差。（2）现象①图A：外界溶液浓度＜细胞质浓度→细胞吸水膨胀。②图B：外界溶液浓度＞细胞质浓度→细胞失水皱缩。③图C：外界溶液浓度＝细胞质浓度→水分进出细胞处于动态平衡，细胞维持正常的形态功能。注：动物细胞吸水和失水的速率和量取决于浓度差。3.探究植物细胞的吸水和失水①成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。右图正在质壁分离的植物细胞结构图。请回答：质壁分离是指__细胞壁_和_原生质层_分离。原生质层包括:[①]_细胞膜_[②]_细胞质__[③]_液泡膜_。②原理a._原生质层_相当于一层半透膜b.原生质层的伸缩性大于（大于或小于）细胞壁的伸缩性c.外界溶液与细胞液存在浓度差当外界溶液的浓度大于（大于或小于）细胞液的浓度，细胞失水，发生__质壁分离_；当外界溶液的浓度小于（大于或小于）细胞液的浓度，细胞吸水，发生_质壁分离复原_。③实验现象外界溶液中央液泡大小、颜色原生质层的位置细胞大小0.3g/ml蔗糖溶液液泡变小，颜色变深原生质与细胞壁分离基本不变清水恢复原来大小，颜色变浅原生质层恢复原来位置基本不变4.被动运输（1）物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。（2）特点:①顺浓度梯度跨膜运输物质。②不消耗能量。（3）类型：被动运输原理实例自由扩散物质通过简单的扩散作用进出细胞水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、性激素等协助扩散进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散葡萄糖进入红细胞进出细胞的物质借助通道蛋白的协助水、某些离子或分子（4）转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，比较两者的不同点。转运蛋白的种类载体蛋白通道蛋白转运物质与自身结合部位相适应的分子或离子与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子是否与转运物质结合是否自身构象（空间结构）改变不改变实例葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道进出细胞K离子通过通道蛋白排出神经细胞Na离子通过通道蛋白进入神经细胞（5）影响物质跨膜运输曲线的分析及判断①图①图1、图2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中图1表示的运输方式为自由扩散；图2表示的运输方式为协助扩散、主动运输。图2中P点前的限制因素是物质的浓度，P点后的运输速率不变的影响因素是载体蛋白质的数量②图3、图4表示氧浓度对跨膜运输速率的影响，其中图3表示的运输方式为协助扩散；图4表示的运输方式为_主动运输_。图4中P点前的限制因素是_能量的供应_，P点后的运输速率不变的影响因素是_载体蛋白质的数量_。第2节主动运输与胞吞、胞吐主动运输（1）主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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，这种方式叫作主动运输。（2）物质在主动运输时，首先要与细胞膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大，所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合，这被称为载体蛋白的特异性。因此，细胞膜上转运蛋白的种类和数量或转运蛋白的空间结构的变化，对许多物质跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。（3）意义：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，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物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。2.胞吞与胞吐2.胞吞与胞吐：（1）结构基础：依赖于膜的流动性。（2）胞吞：细胞外→细胞内，消耗能量。如变形虫摄食、白细胞吞噬病原体等。（3）胞吐：细胞内→细胞外，消耗能量。如胰岛素、抗体等分泌蛋白的分泌。（体现了膜的选择透过性）3.主动运输与被动运输的比较方式方向(?浓度→?浓度)载体(需要/不需要)能量(消耗/不消耗)举例被动运输自由扩散高→低不需要不消耗H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素协助扩散高→低需要不消耗葡萄糖进入红细胞主动运输低→高需要消耗小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等4.曲线图分析（1）图⑦表示自由扩散，运输速率与物质浓度呈正比。（2）图⑧可表示协助扩散或主动运输，若表示协助扩散，OP段限制因素是物质浓度，P点后限制因素是载体数量；若表示主动运输，OP段限制因素是物质浓度，P点后限制因素是载体数量或能量。（3）图⑨曲线运输速率与O2浓度无关，说明不消耗能量，曲线表示被动运输。（4）图⑩表示主动运输，OP段限制因素是O2浓度，P点后限制因素是载体数量。（5）图曲线运输速率与载体数量无关，说明不需要载体，曲线表示自由扩散。（6）图可表示协助扩散、主动运输，若表示协助扩散，OP段限制因素是物质的浓度，