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新高中基礎生物學(第二版) 牛津大學出版社 2014
- 18 -
3 物質穿越細胞膜的活動
3.1 細胞膜(課本 1A,p. 3-3)
A 細胞膜的結構(課本 1A,p. 3-3)
� 辛格 (Singer) 和尼可 (Nicolson) 在 1972 年提出(1) ________________________
(fluid mosaic model),指出:
- 細胞膜由(2) _______________ 和(3) _______________ 構成。
- 磷脂分子以(4) _______________ 的形式排列,蛋白質分子(5) _______________
在磷脂分子之間。
解 釋
流動 磷脂分子可以在細胞膜中作(6) _______________ 移動。
鑲嵌 不同種類的蛋白質分子散佈於(7) _______________ 分子之間。
蛋白質分子
蛋白質分子
碳水化合物分子
糖蛋白
磷脂雙層
細胞外
細胞內
(細胞質)
▲ 說明細胞膜結構的流動鑲嵌模型
新高中基礎生物學(第二版) 牛津大學出版社 2014
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1 磷 脂
� 磷脂是一種脂質,結構與甘油三酯相似,只是其中一個脂肪酸分子由
(8) _______________ 取代。
甘油三酯分子 磷脂分子
一個甘油分子
三個脂肪酸分子
甘油
兩個脂肪酸分子
磷酸鹽團基
� 磷脂分子的特點:
磷酸鹽團基 脂肪酸
� (9) _______________(極性 / 非極性)
� 構成(10) ______________(親水 / 疏水)
的頭部
� (11) _______________(吸引 / 排斥)
水分子
� (12) _______________ (極性 / 非極性)
� 構成(13) _____________(親水 / 疏水)
的尾部
� (14) _______________(吸引 / 排斥)
水分子
� 細胞膜中磷脂分子的排列方式:
(15) _______________
的頭部朝向外,接觸
細胞內外的水溶液。
(16) ______________
的尾部排列在膜的
中央。
▲ 磷脂分子排列成雙分子層
細胞外
細胞內
新高中基礎生物學(第二版) 牛津大學出版社 2014
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2 蛋白質
� 有些蛋白質附在磷脂雙層表面,有些(17) _______________ 於磷脂雙層中,有些則
(18) _______________ 於磷脂雙層之間。
� 部分蛋白質的表面附着碳水化合物分子,形成(19) _______________,作為抗原和
受體。
膜蛋白 功 能
I 通道蛋白 a 參與主動轉運,運送某些物質穿越細胞膜
II 載體蛋白 b 負責接收細胞外的化學信息(例如激素)
III 抗原
IV 受體
c 提供貫通細胞膜的通道,讓某些離子和細小的極性
分子通過
V 酶 d 加速細胞內的化學反應
e 用作識別細胞
I: (20) _______________ II: (21) _______________ III: (22) _______________
IV: (23) _______________ V: (24) _______________
B 細胞膜的結構與其性質和功能有甚麼關係?(課本 1A,p. 3-6)
細小的非極性分子 細小的極性分子
和某些離子
體積較大的分子
通道蛋白 載體蛋白
細胞外
細胞內
▲ 不同物質以不同途徑穿越細胞膜
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細胞膜結構 性質和功能
� 細胞膜主要由(25) ______________
分子和(26) _______________ 構成。
� 磷脂分子以(27) _______________
的形式排列。
� 細胞膜中的部分蛋白質分子可作為
通道或載體。
� 使細胞膜具(28)_____________。
� 只有細小的(29) _____________ 分子可以
直接穿越磷脂雙層。
� 細小的(30) _____________ 分子和某些離
子可以利用通道蛋白或載體蛋白穿越細
胞膜。
� 磷脂分子可作橫向流動,即細胞膜
是具(31) _______________ 的。
� 使細胞膜具(32)______________,能改變
(33) _____________ 和融合,對細胞進行
吞噬和細胞分裂十分重要。
� (34) _______________ 分子散佈於
磷脂分子之間。
� 增加細胞膜強度以(35) _____________
細胞。
3.2 物質穿越細胞膜的過程(課本 1A,p. 3-9)
A 擴 散(課本 1A,p. 3-9)
� 液體和氣體的粒子可以從一個位置移動到另一個位置,它們傾向平均分佈。
� 擴散 (diffusion) 是粒子順(1) _______________ (concentration gradient) 淨移動,即從
濃度較(2) ____________(高 / 低)的區域移向濃度較(3) ____________(高 / 低)
的區域,直至所有粒子平均分佈為止。
� 粒子平均分佈後,會繼續向(4) _______________ 隨意移動,但沒有
(5) _______________。
� 擴散是(6) _______________ 的過程,不需要細胞提供(7) _______________。
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� 影響擴散速率的因素:
因 素 對擴散速率的影響
濃度梯度 濃度梯度愈陡峭,擴散速率愈(8) _____________。
溫度 溫度愈高,粒子的運動愈(9) _____________,粒子互相碰撞得更
(10) _____________,擴散速率也愈(11)_____________。
粒子的大小 體積較小的粒子擴散速率較(12) _____________。
距離 兩個濃度不同的區域之間的距離愈(13) _____________,擴散速率
愈高。
表面積 當物質藉擴散穿越細胞膜時,細胞膜的表面積愈(14) _________,
擴散速度愈高。
擴散對以下過程十分重要:
� 細胞與外在環境的物質(15) ____________,例如細胞取得(16) ____________和營養
素,以及清除(17) _____________ 如二氧化碳。
� 容許細胞內的物質在細胞質內(18) _____________ 散佈。
濃度較高
的區域
濃度較低
的區域
濃度梯度存在 粒子平均分佈
粒子的淨移動
粒子向各方隨意移動
▲ 擴散
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B 滲 透(課本 1A,p. 3-11)
� 滲透 (osmosis) 是(19) _____________ 分子穿越(20) _____________________ 膜,從
低濃度溶液向高濃度溶液淨移動。
� 滲透是(21) _____________ 的過程,不需要細胞提供(22) _____________。
� (23) _______________ (water potential) 是形容水分子由一個區域移動至另一個區域
的傾向。純水的水勢定為(24) ___________,即最(25) _____________(高 / 低)值。
� 溶質的存在會(26) _____________(提高 / 降低)溶液的水勢,因此所有溶液的水
勢都比純水低,以(27) _____________ 表示。
� 滲透可定義為水分子通過差異透性膜,從(28) _____________(高 / 低)水勢區域
向(29) _____________(高 / 低)水勢區域的淨移動。
水分子
蔗糖分子
水勢較高
(稀蔗糖溶液)
水勢較低
(濃蔗糖溶液)
▲ 滲透
差異透性膜
水分子的淨移動
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� 細胞與滲透:
水分子淨移動 動物細胞 植物細胞
低滲溶液
(hypotonic
solution)
(30) _____________
(進入 / 離開)細胞
(31)__________,最終
可能(32) ___________
(33) ____________
高滲溶液
(hypertonic
solution)
(34) _____________
(進入 / 離開)細胞
(35) ______________
變得皺褶
軟縮和呈現
(36) ______________
等滲溶液
(isotonic
solution)
沒有淨移動 體積不變
體積不變
� 滲透是(37) _____________ 進出細胞的主要方法。小腸吸收水份和植物根部從泥土
吸收水份的過程都是藉滲透進行的。
� 參 閱
實驗 3.1 利用透析管示範滲透
(課本 1A,p. 3-12;校本評核實驗作業 1A,p. 3-1)
實驗 3.2 利用活動物組織示範滲透
(課本 1A,p. 3-13;校本評核實驗作業 1A,p. 3-5)
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� 參 閱
實驗 3.3 研究紅血細胞的滲透
(課本 1A,p. 3-16;校本評核實驗作業 1A,p. 3-8)
實驗 3.4 研究活植物細胞的滲透
(課本 1A,p. 3-17;校本評核實驗作業 1A,p. 3-10)
實驗 3.5 研究活植物組織的滲透
(課本 1A,p. 3-18;校本評核實驗作業 1A,p. 3-13)
C 主動轉運(課本 1A,p. 3-21)
� 主動轉運 (active transport) 是把物質(38) ______________ 濃度梯度穿越細胞膜運送
的過程。
� 主動轉運涉及細胞膜上的(39) ______________ 蛋白,只有(40) _____________ 和
載體蛋白相配的物質,才能藉主動轉運穿越細胞膜。
� 主動轉運是(41) ______________ 的過程,需要細胞提供能量,所以只會在
(42) ______________ 進行,因為它們能透過(43) ______________ 釋出能量。
主動轉運對生物從環境獲取有用物質十分重要,例如:
� 人類小腸吸收(44) ______________;
� 植物根部從泥土吸收(45) ______________。
濃度較低
濃度較高
載體蛋白
物質與載體蛋白結合。 載體蛋白改變形狀,過程
需要能量。
物質在細胞膜的另一邊
釋放出來。
▲ 主動轉運
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D 吞 噬(課本 1A,p. 3-22)
� 吞噬 (phagocytosis) 是細胞膜向內(46) _______________ ,或向外延伸形成
(47) _____________ (pseudopodium),包圍大粒子,把它運進細胞的過程。
� 吞噬是(48) ______________ 的過程,需要細胞提供能量。
▲ 細胞藉吞噬把粒子攝入細胞,然後消化
吞噬對以下過程十分重要:
� 一些單細胞生物從外界獲取(49) ______________,例如變形蟲吞噬食物粒子;
� 保護身體免受病菌侵害,例如人和其他哺乳動物的某些(50) _______________ 細胞
藉吞噬殺死有害的微生物。
3 細胞釋出酶,消化
液泡中的粒子。
2 細胞膜形成一個
小液泡把粒子運
進細胞。
1 細胞膜凹入或形成
偽足,包圍目標
粒子。
4 經消化的物質
藉擴散進入細
胞質內。
經消化的物質
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參考答案
第 3 章 物質穿越細胞膜的活動
3.1
1 流動鑲嵌模型 2 磷脂 3 蛋白質 4 雙分子層 5 散佈
6 橫向 7 磷脂 8 磷酸鹽團基 9 極性 10 親水
11 吸引 12 非極性 13 疏水 14 排斥 15 親水
16 疏水 17 嵌入 18 跨膜分佈 19 糖蛋白 20 c
21 a 22 e 23 b 24 d 25 磷脂
26 蛋白質 27 雙分子層 28 差異透性 29 非極性 30 極性
31 流動性 32 彈性 33 形狀 34 蛋白質 35 支撐
3.2
1 濃度梯度 2 高 3 低 4 各方 5 淨移動
6 被動 7 能量 8 高 9 劇烈 10 頻繁
11 高 12 高 13 短 14 大 15 交換
16 氧 17 廢物 18 均勻 19 水 20 差異透性
21 被動 22 能量 23 水勢 24 零 25 高
26 降低 27 負值 28 高 29 低 30 進入
31 膨脹 32 爆裂 33 膨脹 34 離開 35 萎縮
36 質壁分離 37 水份 38 逆 39 載體 40 形狀
41 主動 42 活細胞 43 呼吸作用 44 葡萄糖 45 礦物質
46 凹入 47 偽足 48 主動 49 食物 50 白血
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