《高一生物第三章思维导图》

中心主题：细胞的物质进出

I. 细胞膜的结构和功能

• A. 细胞膜的成分

  • 1. 脂质
       • a. 磷脂：
       • 双分子层，构成细胞膜的基本支架。
       • 亲水性头部和疏水性尾部。
       • 具有流动性。
       • b. 胆固醇：
       • 存在于动物细胞膜中。
       • 有助于维持细胞膜的流动性和稳定性。
  • 2. 蛋白质
       • a. 种类和数量：
       • 种类繁多，数量比脂质少。
       • 不同细胞膜蛋白质的种类和数量不同，体现细胞功能差异。
       • b. 分布：
       • 镶嵌、贯穿、附着于磷脂双分子层。
       • c. 功能：
       • 载体蛋白：协助物质运输。
       • 通道蛋白：允许特定离子通过。
       • 受体蛋白：识别信号分子。
       • 酶：催化化学反应。
       • 细胞识别蛋白：细胞间识别和信息传递。
  • 3. 糖类
       • a. 形式：
       • 与蛋白质结合形成糖蛋白。
       • 与脂质结合形成糖脂。
       • b. 位置：
       • 位于细胞膜外侧。
       • c. 功能：
       • 细胞识别、保护和润滑作用。
       • 免疫反应。

• B. 细胞膜的结构模型

  • 1. 流动镶嵌模型：
       • a. 流动性：
       • 磷脂双分子层和蛋白质都可以移动。
       • 细胞膜具有一定的流动性。
       • b. 镶嵌性：
       • 蛋白质镶嵌、贯穿或附着于磷脂双分子层。
       • c. 动态平衡：
       • 细胞膜的结构不是静止不变的，而是不断变化的。

• C. 细胞膜的功能

  • 1. 将细胞与外界环境分隔开：
       • 维持细胞内部环境的稳定。
  • 2. 控制物质进出细胞：
       • 选择透过性膜。
       • 保证细胞正常生命活动。
  • 3. 进行细胞间的信息交流：
       • 细胞膜上的受体蛋白。
       • 细胞间的接触。
       • 高等植物细胞间的胞间连丝。

II. 物质跨膜运输的方式

• A. 被动运输

  • 1. 定义：
       • 物质顺浓度梯度扩散，不需要消耗能量。
  • 2. 类型：
       • a. 自由扩散：
       • 物质：水、气体（如O2、CO2）、脂溶性小分子（如乙醇、苯）。
       • 特点：顺浓度梯度，不需要载体蛋白，不需要能量。
       • b. 协助扩散：
       • 物质：葡萄糖进入红细胞，氨基酸等。
       • 特点：顺浓度梯度，需要载体蛋白，不需要能量。
  • 3. 影响因素：
       • 浓度差。
       • 膜面积。
       • 温度。
       • 相关蛋白质(协助扩散)。

• B. 主动运输

  • 1. 定义：
       • 物质逆浓度梯度运输，需要消耗能量，需要载体蛋白。
  • 2. 实例：
       • 葡萄糖、氨基酸等被小肠绒毛上皮细胞吸收。
       • K+、Na+进出细胞。
  • 3. 影响因素：
       • 载体蛋白的种类和数量。
       • 能量供应（细胞呼吸强度）。

• C. 胞吞和胞吐

  • 1. 定义：
       • 大分子物质进出细胞的方式。
  • 2. 过程：
       • a. 胞吞：
       • 细胞膜内陷，包裹大分子物质，形成囊泡进入细胞。
       • b. 胞吐：
       • 囊泡与细胞膜融合，将大分子物质释放到细胞外。
  • 3. 特点：
       • 需要消耗能量。
       • 体现细胞膜的流动性。
  • 4. 意义：
       • 实现大分子物质的运输。
       • 保证细胞的正常生理功能。
       • 例子：抗体分泌，神经递质的释放，吞噬细胞的吞噬作用。

III. 细胞的渗透作用

• A. 定义：
  • 水分子通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
• B. 发生条件：
  • 1. 半透膜：允许水分子自由通过，不允许溶质分子通过。
  • 2. 膜两侧存在浓度差。
• C. 实例：
  • 植物细胞的吸水和失水。
  • 动物细胞的吸水、失水和维持形态。
• D. 应用：
  • 植物保鲜：保持细胞内的水分，降低细胞呼吸强度。
  • 医疗输液：生理盐水与血浆浓度相近。
• E. 质壁分离和复原：
  • 1. 概念：成熟植物细胞由于液泡失水，原生质层与细胞壁分离的现象。
  • 2. 条件：外界溶液浓度高于细胞液浓度（发生质壁分离）。
  • 3. 复原：外界溶液浓度低于细胞液浓度（发生质壁分离复原）。
  • 4. 注意：细胞质壁分离实验中，细胞必须是活的；质壁分离和复原能够发生，说明细胞具有活性。

IV. 影响物质运输的因素

• A. 细胞膜的结构：
  • 细胞膜的流动性影响物质的运输速度。
• B. 物质本身的特性：
  • 分子大小、溶解度、极性等影响其跨膜运输方式。
• C. 环境因素：
  • 温度：影响细胞膜的流动性和酶的活性。
  • pH：影响蛋白质的结构和功能。
  • 氧气浓度：影响细胞呼吸，进而影响主动运输和胞吞胞吐的能量供应。
  • 溶质浓度：影响渗透作用。

V. 总结与拓展

• A. 不同细胞的物质运输特点：
  • 小肠绒毛上皮细胞：吸收营养物质，主动运输和被动运输并存。
  • 肾小管上皮细胞：重吸收有用物质，主动运输为主。
  • 红细胞：气体交换，自由扩散。
• B. 实验设计：
  • 探究影响物质运输的因素。
  • 观察植物细胞的质壁分离和复原。
• C. 细胞工程应用：
  • 利用细胞膜的选择透过性，进行物质的分离和提取。
• D. 健康生活：
  • 合理饮食，保证细胞正常的物质运输。
  • 避免接触有害物质，保护细胞膜的完整性。

VI. 关键词索引

• 细胞膜、流动镶嵌模型、选择透过性、被动运输、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐、渗透作用、质壁分离、复原、载体蛋白、浓度梯度、能量、半透膜、原生质层。