辽宁省北票市高级中学人教版高中生物必修一第四章物质的输入和输出知识点总结

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一．细胞的吸水和失水
1.渗透作用：水分子或其它溶剂通过半透膜的扩散
⑴条件：有半透膜，半透膜两侧溶液具有浓度差
(2)渗透原理：蔗糖溶液中单位体积内的水分子数比清水中单位体积内的水分子数少，在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数比由蔗糖溶液进入清水的水分子数多，因此，一段时间后，漏斗管内的液面上升
(3)方向：水分子由水分子数多的方向向水分子数少的方向移动（顺水分子相对浓度梯度）
2.动物细胞的吸水和失水原理
⑴外界溶液浓度〉细胞质浓度，细胞失水皱缩
⑵外界溶液浓度〈细胞质浓度，细胞吸水膨胀
⑶外界溶液浓度=细胞质浓度，水分子进出细胞处于动态平衡
3.植物细胞的吸水和失水
⑴成熟的植物细胞的结构
①细胞壁：全透性，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过
②细胞内的液体环境：主要指液泡内的细胞液
组成：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质(不包括细胞壁和细胞核）
③原生质层
特性：具有选择透过性，相当于一层半透膜
⑵原理和现象
①外界溶液浓度〉细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离
②外界溶液浓度〈细胞质浓度，细胞吸水，发生质壁分离复原
①活的（有选择透过性膜）
⑶植物细胞发生质壁分离及复原的条件 ②成熟的（有中央大液泡）
③植物的（有细胞壁）
⑷植物细胞因为有细胞壁的保护，而不会像动物细胞一样细胞吸水涨破
⑸如果外界浓度过高，植物细胞会很快观察到质壁分离，但加入清水后无质壁分离复原现象，是因为植物细胞失水过快过多而死亡
⑹在一定浓度的、溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原；
在一定浓度的、溶质（一般为甘油、KNO3、尿素等物质）能穿膜的溶液中细胞先发生质壁分离后自动复原
⑺实验步骤及分析
①实验原理
ⅰ原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大
ⅱ当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离
ⅲ当细胞溶液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原
②方法步骤及现象
制作洋葱鳞片叶表面临时装片
有一个紫色的中央大液泡
低倍显微镜下观察
原生质层紧贴细胞壁
吸水纸吸引
0.3g/ml
蔗糖溶液
（临时装片） 中央液泡逐渐变小（紫色加深）
低倍显微镜下观察
原生质层与细胞壁逐渐分离
清水
吸水纸
吸引
（临时装片） 中央大液泡逐渐变大（紫色变浅）
低倍显微镜下观察
原生质层逐渐贴近细胞壁
③实验分析
ⅰ质壁分离的原因分析
（伸缩性小）具有全透性
细胞核
原生质层（伸缩性大）具有选择透过性，相当于半透膜
细胞液
内因：原生质层具有选择透过性 细胞渗透吸水 细胞壁伸缩性小，原生质层伸缩性大
外因：外界溶液浓度〉细胞液浓度
宏观表现：植物由坚挺 萎蔫
液泡（大 小）
微观表现：质壁分离 细胞液颜色（浅 深）
原生质层与细胞壁分离
④质壁分离及复原实验的应用
ⅰ鉴定植物细胞的死活
ⅱ证明原生质层具有选择透过性以及观察植物细胞的细胞膜
ⅲ测定细胞液浓度大小
二．物质跨膜运输的其它实例
1.细胞对无机盐离子吸收实例
⑴水稻吸收SiO44-多，吸收Mg2﹢、Ca2﹢较少，番茄吸收Mg2﹢、Ca2﹢较多，吸收较少SiO44-
⑵水稻吸收水的相对速度比吸收Mg2﹢、Ca2﹢大，造成培养液中Mg2﹢、Ca2﹢浓度上升，番茄吸收水的相对速度比吸收SiO44-大，造成培养液中SiO44-浓度上升
⑶植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个不同的过程
⑷人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中的碘的含量
⑸不同微生物对不同矿物质的吸收变现出很大的差异
⑹物质跨膜运输可以顺浓度梯度，如CO2、O2、甘油、乙醇等；也可以逆浓度梯度运输，如Na+、K+、氨基酸等，而且细胞对于这些物质的输入和输出具有选择性
2.细胞膜的功能特点
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，具体表现为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
第二节 生物膜的流动镶嵌型模型
一．对生物膜结构的探究历程
二．流动镶嵌模型的的基本内容（看教材P68图4-6）
1.基本构成
⑴基本支架：磷脂双分子层，
①磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸构成，亲水性极性头部朝向两侧，疏水性的非极性尾部朝向内侧，以尾对尾的形式存在②磷脂分子具有一定的流动性
⑵蛋白质分子
①分布：镶在表面、嵌入、贯穿于磷脂双分子层中（体现出细胞膜分布的不对称性）
②特点：大多数的蛋白质分子可以运动体现出细胞膜具有一定的流动性
2.特殊结构—糖被
⑴位置：细胞膜的外表
⑵本质：细胞膜上的蛋白质和糖类结合形成的糖蛋白
⑶作用:与细胞表面的识别有关，在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用
3.细胞膜的结构特性：具有一定的流动性
⑴结构基础：磷脂分子和大多数的蛋白质是运动的
⑵生理意义：完成物质运输、细胞识别、细胞融合等功能
⑶证明细胞膜具有流动性的实例：变形虫的运动、白细胞吞噬细菌、胞吞胞吐现象、人-鼠细胞的杂交实验、红细胞通过狭窄毛细血管的变形、质壁分离及复原实验
4.细胞膜的功能特性：具有选择透过性
5．流动性和选择透过性的关系
⑴区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性
⑵联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性才能表现出选择透过性
第三节 物质跨膜运输的方式
一．自由扩散、协助扩散与主动运输的比较
二．主动运输的意义：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
三．大分子物质的运输
1.胞吞：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（举例：人体白细胞吞噬入侵的细菌）
2.胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜外，并与之融合将大分子排出细胞（举例：分泌蛋白的分泌）
3.胞吞胞吐均需消耗能量，均以细胞膜的流动性为基础，而且胞吞作用需要糖蛋白的识别作用
4.胞吞胞吐跨膜0层，跨磷脂分子层也是0层时间 人物
实验依据
结论或假说
19世纪末
欧文顿
对植物细胞进行通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜
膜是由脂质组成的
20世纪初
哺乳动物成熟的红细胞进行化学分析
膜的主要成分是脂质和蛋白质
1925年
荷兰科学家
用丙酮提取细胞膜的脂质铺成单分子层，其面积是红细胞表面积的2倍
膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
1959年
罗伯特森
电子显微镜下看到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构
所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三明治结构组成，是静态的结构
1970年
荧光标记的小鼠细胞和人细胞膜蛋白融合实验
细胞膜具有一定的流动性
1972年
桑格和尼克森
新的观察和实验证据
提出大多数人所接受的流动镶嵌型模型（物理模型）
方式
自由扩散
协助扩散
主动运输
方向
顺浓度梯度
（高浓度→低浓度）
顺浓度梯度
（高浓度→低浓度）
逆浓度梯度
（低浓度→高浓度
载体
不需要
需要
需要
能量
不需要
不需要
需要
图例
浓度梯度
浓度梯度
时间
细胞外浓度
细胞内浓度
模型
运输速率
物质浓度
运输速率
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等
红细胞吸收葡萄糖
无机盐离子、氨基酸、核苷酸的吸收，以及葡萄糖进入组织细胞