第四节　细胞的物质输入和输出

一、物质跨膜运输的方式

（一）植物细胞的质壁分离和复原

①外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞质壁分离。

②外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞质壁分离复原。

③外界溶液浓度=细胞液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。

④原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。整个原生质层相当于一层半透膜。

⑤质壁分离产生的条件：a.具有大液泡；b.具有细胞壁。

⑥质壁分离产生的内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性。

⑦质壁分离产生的外因：外界溶液浓度>细胞液浓度。

（二）细胞膜

一层选择透过性膜，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。

（三）流动镶嵌模型

基本内容：①磷脂双分子层构成了膜的基本支架；②蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；③磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。

糖蛋白（糖被）是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。它的作用是细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。

（四）物质跨膜运输的方式

①包括被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散（见表1-4）。

②物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。

③自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。

④协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。

⑤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。

对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。

生物膜的特点

（五）大分子物质进出细胞的方式

大分子物质进出细胞的方式为胞吞（内吞作用）和胞吐（外排作用），需要能量，不需要载体。

典型考题

例　与质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有关的正确叙述分别是（　）。

①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞

②细胞液最好有颜色，便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度

③细胞液必须有颜色，否则不能发生质壁分离和复原实验

④外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高

⑤外界溶液必须对细胞无毒害

⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可以

A.①②，④⑤

B.①③，④⑤

C.①②，⑤⑥

D.①③，⑤⑥

【答案】A。解析：细胞液有颜色能更好地观察和判断分离程度，与能否发生分离无关，故③错误；外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象，反之，发生复原现象，因此对外界溶液浓度有要求，故⑥错误。

二、生物膜的流动镶嵌模型

（一）相关概念

①生物膜系统：细胞膜、核膜，各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统。

②生物膜系统的作用：使细胞具有稳定内部环境进行物质运输、能量转换、信息传递；为各种酶提供大量附着位点，是许多生化反应的场所；把各种细胞器分隔开，保证生命活动高效、有序进行。

③结构特点：具有一定的流动性。

④功能特点：选择透过性。

（二）细胞的生物膜系统

①组成：细胞器膜（线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡）、细胞膜、核膜。

②特点：各种生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系。

③功能：细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境；许多重要的化学反应都在生物膜上进行；细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开。

④人工合成的膜材料应用：人造器官材料（如血液透析膜）、海水淡化处理、污水处理等。

典型考题

例　如图1-11所示是细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是（　）。

A.如图1-11所示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ

B.细胞间的识别、细胞的癌变与②有密切的关系

C.大多数②可以运动

D.b过程不需要ATP，a过程能体现膜的选择透过性这一生理特性

【答案】B。解析：①为糖蛋白，②为蛋白质，③为磷脂双分子层，a表示主动运输，b=表示自由扩散，尿素的运输方式是自由扩散，由细胞内运至细胞外，即由Ⅱ→Ⅰ，故A正确；细胞的识别与糖蛋白有关，故B错误；大多数蛋白质分子可以运动，故C正确；自由扩散不需要ATP，主动运输能体现膜的选择透过性，故D正确。