渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜扩散的过程。
注意:
〠水分子都是从相对含量多的到相对含量少的方向净扩散;水分子都是从渗透压低的地方净流向渗透压高的地方。
〠液面上升的原因:单位时间内通过半透膜进入漏斗内的水分子数大于通过半透膜进入烧杯内的水分子数。
〠达到平衡时,通过半透膜进出的水分子数是相等的,液面高度不变。(液面上升到一定高度就会产生一个静水压,当这个压力和漏斗内的渗透压对水分子的作用效果相等时,即通过半透膜进出的水分子数是相等的,液面高度不变。 )
〠蔗糖分子不能透过半透膜,达到平衡时,漏斗内的渗透压还是大于烧杯内的渗透压 。
※植物细胞的吸水与失水
注意:
〠成熟的植物细胞由于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,所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层(原生质层≠原生质体)。水进出细胞,主要是指水通过原生质层进出液泡。
注意:
〠质壁分离的原因:(1)“质”原生质层;原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性;(2)外界溶液浓度(0.3g/ml蔗糖溶液)大于细胞液的浓度(更准确的说是外界溶液的渗透压大于细胞液的渗透压)(3)具备中央大液泡,并且还是活细胞。
〠蔗糖溶液浓度不能太高(如:0.5g/ml蔗糖溶液),细胞会失水过多而死亡,失去选择透过性。
〠由于细胞壁的支持和保护作用,植物细胞不会吸水涨破。
注意:
〠一定是适宜浓度,浓度太低观察不到质壁分离,浓度太高植物细胞失水太多而死亡。
〠能发生质壁分离并自动复原的外界溶液的溶质分子能够透过半透膜,但透过半透膜的速率不如水分子的透过速率快。
〠质壁分离过程中,体现为细胞失去;达到最大质壁分离临界点,体现为细胞既不失水也不吸水;自动复原的过程中,体现为细胞吸水。
〠整个过程中,外界溶液的溶质分子都能通过透过半透膜(原生质层)进入细胞。
〠判断植物细胞的死活的常用方法:是否能否发生质壁分离与复原;细胞质是否流动(观察叶绿体的运动);细胞膜是否有选择透过性(台盼蓝染色法)。
※动物细胞的吸水与失水
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,细胞吸水膨胀。
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时,细胞失水皱缩。
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度相同时,水分进出细胞处于动态平衡。
中央液泡大小 | 原生质层位置 | 细胞大小 | |
0.3g/mL蔗糖溶液 | 变小 | 脱离细胞壁 | 基本不变 |
清水 | 逐渐恢复原来大小 | 恢复原位 | 基本不变 |
物质的跨膜运输
物质跨膜运输的方式 | 被动运输 | 主动运输 | 胞吞 | 胞吐 | |
自由扩散 | 协助扩散 | ||||
物质运输方向 | 高浓度→低浓度 | 高浓度→低浓度 | 低浓度→高浓度 | 细胞外→细胞内 | 细胞内→细胞外 |
是否需要载体 | 不需要 | 需要 | 需要 | 不需要 | 不需要 |
运输动力 | 浓度差 | 浓度差 | 消耗能量 | 消耗能量 | 消耗能量 |
图 例 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
模 型 | ![]() | ![]() | ![]() | ||
举 例 | O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 | 红细胞吸收葡萄糖 | 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 | 变形虫吞食食物颗粒,白细胞吞噬病菌等 | 各种分泌蛋白,如抗体、消化酶、蛋白质类激素等 |
※被动运输
物质通过简单扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫做协助扩散。
注意:
〠都是顺浓度梯度运输,不需要消耗能量,但协助扩散需要转运蛋白协助,具有特异性,饱和性,比自由扩散转运速率高。
※主动运输
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。
注意:
〠一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合,载体蛋白具有专一性。
〠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。
〠在顺浓度梯度的情况下,葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时,如果此时细胞的生命活动需要这些营养物质,细胞还能吸收这些营养物质,是通过主动运输。
※影响物质跨膜运输的因素
注意:
〠影响物质跨膜运输的因素:膜内外的浓度差、载体蛋白的数量、能量供应等。
〠低温环境肯定会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率,影响化学反应的速率,因此,组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低,呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。
※胞吞与胞吐
当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起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,这种现象叫胞吞。
细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排除细胞,这种现象叫胞吐。
注意:
〠胞吞形成的囊泡会被细胞内的溶酶体降解。
〠胞吞与胞吐也需要细胞呼吸释放的能量,也需要蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
〠一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质,因此,细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的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。
〠胞吞、胞吐会导致膜成分的更新
囡波湾生物
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