生物重點2-2

2-2 物質進出細胞的方式

(一)擴散作用

A、 細胞的門戶:
由於細胞膜主要由【磷脂質】構成,細胞內、外的水溶性物質便自然地被隔開,形成細胞的屏障,有效率地管控物質的進出。

B、接收與傳遞訊息:
來自身體其他細胞的訊息分子藉由【血液循環】運送至特定的目標細胞後,必須將訊息傳遞至細胞內,此時【細胞膜】便扮演訊息接收與傳遞的重要角色。

 

(二)物質進出細胞的方式:

A、 可以利用擴散作用進出細胞的物質:

(1)      小分子物質,例如:【氧氣】【二氧化碳】【葡萄糖】【水分子】【礦物質】(如:鈉離子)

(2)      大分子物質,如【澱粉】【蛋白質】【肝糖】常需先被分解成較小的分子才能擴散進入細胞內。

 

B、 擴散作用進行的必要條件:

(1)      D838有些物質只要細胞膜內外兩側有【濃度】上的差異,就能以【擴散作用】的方式,
由濃度【高】濃度【低】移動,直接穿過細胞膜。
如:【氧氣】【二氧化碳】等氣體分子。

(2)      由於分子濃度【高】的一側彼此碰撞機率較高,分子【動能】大於濃度低的一側。
因此淨移動方向:濃度高濃度低。

(3)      E059E058提高【溫度】【攪拌】等可以提高分子動能的方式皆可加快擴散作用的進行。

(4)      有些物質則須透過【細胞膜】上的特殊構造才能以擴散方式進入或離開細胞。
擴散方式仍舊是濃度【高】濃度【低】
如:【葡萄糖】【礦物質】(鈉離子。鉀離子、鈣離子)

            97_98897_987

A、 物質通過細胞膜的方式比較:

物質

氧氣

二氧化碳

水分子

礦物質

葡萄糖

胺基酸

蛋白質

澱粉

直接通過細胞膜

 

 

 

×

×

藉由特殊構造
通過細胞膜

 

 

×

×

【註】:由於細胞膜的主要成分為脂質,因此水分子不容易直接通過細胞膜而進出細胞,西元2003年諾貝爾化學獎得主阿格雷發現:細胞膜上有某種特殊的蛋白質,可行成類似通道的構造,讓水分子藉擴散作用進出細胞。

(三)滲透作用對動物細胞(如:紅血球)的影響:

A、 水分子以擴散作用進出細胞膜的現象,稱為【滲透】作用。

B、 滲透作用對動物細胞(紅血球)的影響:

溶液分類

【等張】溶液

【低張】溶液

【高張】溶液

實例

生理食鹽水

酒精、蒸餾水

濃鹽水、濃糖水

圖示

紅血球的變化

E070

E069

E068

水分子
滲透方向

細胞外水分子濃度=細胞內水分子濃度。水分子進出速度相同,因此細胞形狀不變。

細胞外水分子濃度>細胞內水分子濃度,因此水分子一直從胞外滲透入胞內,造成細胞破裂。

細胞外水分子濃度<細胞內水分子濃度,因此水分子一直從胞內滲透出胞外,造成細胞萎縮。

細胞形狀變化

形狀不變

細胞破裂

細胞萎縮

(四)滲透作用對植物細胞和植物細胞的影響:

實驗方式

未澆水前

澆大量蒸餾水

澆大量濃食鹽水

圖示

E062

E063

E064

物質作用原理

水分子進出細胞速度相等,因此形狀不變

水分子一直從胞外進入胞內,但由於細胞壁的保護作用,造成細胞膜緊貼細胞壁,細胞並不會膨脹

水分子一直從胞內滲透出胞外,但由於細胞壁的保護作用,造成細胞膜和細胞壁分離的現象,細胞並不會萎縮

細胞
形狀變化

植物體和植物
細胞形狀不變

細胞膜緊貼細胞壁

細胞膜與細胞壁分離

(五)擴散作用與滲透作用比較:

 

運輸物質

移動方向

(濃度因素)

細胞膜上
特殊構造

消耗能量

擴散

作用

直接擴散

氧氣、二氧化碳、

高濃度 [ 低濃度

不需要

不消耗能量

特殊構造

胺基酸、葡萄糖

高濃度 [ 低濃度

需要

不消耗能量

滲透作用

低濃度 [ 高濃度

需要

不消耗能量

    【比較】:細胞浸在不同溶液中,水分的滲透方向以「水分比例」作為判斷的依據。

浸泡液體

濃食鹽水

生理食鹽水

蒸餾水

鹽份濃度

細胞內細胞外

細胞內細胞外

細胞內細胞外

水分比例

細胞內細胞外

細胞內細胞外

細胞內細胞外

滲透方向

細胞內細胞外

細胞內細胞外

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