考点09 物质进出细胞的方式及影响因素（精讲课件）-备战2025年高考生物一轮复习考点帮（新高考通用）

第二单元 细胞的基本结构和物质的运输 考点09 物质进出细胞的方式及影响因素 打造卓越，赢在起点——2025年高考一轮复习 课标要求 考情分析 1.阐明细胞膜具有选择透过性。 2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗能量，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 1.水通道蛋白 2022·湖北·T3　2022·辽宁·T9 2.物质进出细胞的方式、发生条件 2023·全国甲·T1　2023·湖南·T14　2022·山东·T3　2022·海南· T16　 2022·湖北·T3　2022·重庆·T2　2022·辽宁·T9　2021·全国甲·T29 2021·山东·T2　2021·江苏·T3　2021·河北·T4　2020·江苏·T5 2020·海南·T18 3.物质运输速率的影响因素 2023·湖北·T15　2022·全国乙·T29 素养目标 考情分析 SZ-LWH (1)自由扩散的速率与物质分子的大小、脂溶性程度有关(　　) (2)一种转运蛋白可转运不同种的离子，同一种离子也可由不同种的转运蛋白转运(　　) (3)无机盐离子的运输方式均为主动运输(　　) √ √ × (4)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(　　) × (5)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白(如受体)的作用，也需要转运蛋白的作用(　　) × 自主回顾·素养储备 易 错 辨 析 物质出入细胞的方式 影响物质跨膜运输速率的因素 落实 必备知识 名师在线·考点预览 精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升 目 录 考点1 考点2 被动运输的概述： 1.概念：物质以扩散方式进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 2.特点： 不需要 ①不消耗能量； ②顺浓度梯度运输。 3.运输动力： 来自细胞内外物质的浓度差。 自由扩散 协助扩散 协助扩散 4.种类： 一、物质出入细胞的方式 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。 1.实例： ①小分子物质： ②脂溶性物质： ①顺浓度梯度进出细胞； 3.影响因素： 细胞内外浓度差 氧气、二氧化碳、氮气、尿素 苯、甘油、乙醇、脂肪酸、固醇 2.特点： ②不需要膜上转运蛋白参与； ③不需要消耗能量。 自由扩散 1 一、物质出入细胞的方式 组织间隙 组织 细胞 管 血 细 毛 肺泡 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 组织间隙 1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？ 以自由扩散的方式 2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？ （肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层） 4层 3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？ 9层 生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层 一、物质出入细胞的方式 物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。 1.实例：离子和一些小分子物质，如葡萄糖进入红细胞、钠离子进入神经细胞、水 通过细胞膜等。 3.影响因素： ①细胞内外浓度差； ②转运蛋白的种类和数量。 ①顺浓度梯度进出细胞； 2.特点： ②需要膜上转运蛋白参与； ③不需要消耗能量。 协助扩散 2 一、物质出入细胞的方式 载体蛋白，需与运输分子结合， 引起载体蛋白空间结构改变。 包括主动运输、协助扩散 通道蛋白是在膜上形成跨膜的 亲水通道，使离子或水从中通过， 不需要与运输分子结合。 只参与协助扩散 转运蛋白 一、物质出入细胞的方式 载体蛋白 通道蛋白 构像 运输的物质 运输方式 能量 举例 会改变 不改变 能与自身部位结合 与通道直径和形状相配 协助扩散或主动运输 协助扩散 不消耗或消耗 不消耗 葡萄糖载体蛋白 水通道蛋白 转运蛋白 一、物质出入细胞的方式 1.概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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。 细胞膜 ATP→ADP+Pi+ 细胞外 细胞内 能量 ①逆浓度梯度进出细胞； 2.特点： ②需要膜上载体蛋白参与； ③需要消耗能量。 3 主动运输 一、物质出入细胞的方式 主动运输 载体蛋白 ATP ADP+Pi 3.举例： 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、Na+ 、K+等。 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。 4.意义： 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，细胞通过主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，保证了细胞和个体生命活动的需要。 主动运输 3 一、物质出入细胞的方式 与膜上的蛋白质结合 细胞膜内陷 大分子物质 小囊 囊泡 进入 包围着大分子 从细胞膜分离 胞吞 大分子物质 在细胞内形成 囊泡 排出 移动到细胞膜处，与其融合 胞吐 1.特点： 要消耗能量，不需要载体蛋白。 2.结构基础： 3.影响因素： 膜具有一定流动性。 细胞膜的流动性、 温度和能量等。 胞吞和胞吐 4 一、物质出入细胞的方式 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图例         运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外 是否需要转运蛋白 是否消耗能量 举例 水、气体、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 是 否 是 是 否 是 否 是 否 物质出入细胞方式的比较 5 一、物质出入细胞的方式 物质运输方式 A B 膜泡运输 C 主动运输 D 被动运输 E F G 自由扩散 H 协助扩散 穿膜运输 ①依据 ①是否穿过细胞膜 ②依据 ③依据 ③是否需要载体 胞吞 胞吐 ②是否消耗能量 核心●归纳 1.主动运输的三种类型 (1)主动运输的能量来源分为三类(如图1)：ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(______________)、光驱动(光驱动泵)。 (2)协同运输是一种物质的逆浓度梯度跨膜运输，其依赖于另一种物质的顺浓度梯度转运，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度(如图2)。 协同转运蛋白 转运蛋白 提升·关键能力 2.与物质出入细胞有关的几种热图解读 (1)Na＋－K＋泵 哺乳动物细胞内外Na+和K+浓度 细胞内浓度 细胞外浓度 Na+ 10～20mmol/L 约150mmol/L K+ 约100mmol/L 约5mmol/L 依靠被动运输，能不能建立起细胞内外K+、Na+的浓度差? Na+-K+泵逆浓度梯度进行Na+和K+的主动运输，以建立膜两侧Na+和K+的浓度差， 运输过程中需要消耗能量(ATP)以改变载体蛋白的空间结构。 提升·关键能力 (2)质子泵 提升·关键能力 (3)协同运输 钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用钠－钾泵产生的Na＋浓度梯度来推动葡萄糖进入小肠上皮细胞，这种方式叫协同运输，属于主动运输。 提升·关键能力 (4)钙泵 钙泵是Ca2＋激活的ATP酶，每水解一个ATP转运两个Ca2＋到细胞外，形成钙离子梯度。通常细胞质游离Ca2＋浓度很低，胞外的Ca2＋即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离的Ca2＋浓度显著变化，导致一系列生理反应。钙离子内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内，因此Ca2＋是一种十分重要的信号物质。 提升·关键能力 1.(2023·浙江6月选考，13)植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 B 下列叙述正确的是(　　) A.转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化 B.使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降 C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D.培养基的pH高于细胞内，有利于蔗糖的吸收 考点 强化训练 C 2.(2022·重庆卷，2)如图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的 过程。下列关于该过程中铜离子的叙述，错误的是(　　) A.进入细胞需要能量 B.转运具有方向性 C.进出细胞的方式相同 D.运输需要不同的载体 解析　由图示可知，铜离子进入细胞是由低浓度向高浓度运输，需要载体，消耗能量，A正确；铜离子转运具有方向性，B正确；铜离子进入细胞是主动运输，运出细胞是先通过协助扩散进入高尔基体，然后由高尔基体膜包裹通过胞吐运出细胞，C错误；由图示可知进入细胞需要膜蛋白1协助，运出细胞需要膜蛋白2协助，D正确。 考点 强化训练 B 考点 强化训练 4.(2024·广东珠海调研)研究发现，植物细胞可以利用H＋形成的浓度差提供的能量，通过蔗糖－H＋同向运输器吸收蔗糖分子。如图为蔗糖分子的跨膜运输示意图，相关叙述错误的是(　　) B A.H＋可采用不同的方式进行跨膜转运 B.加入H＋－ATP酶抑制剂不会影响蔗糖的运输速率 C.H＋－ATP酶既具有催化功能，又具有运输功能 D.H＋－ATP酶发挥作用时，其空间结构会发生改变 考点 强化训练 B 5.(2024·江苏淮安模拟)下图为跨膜运输的3种类型，下列叙述正确的是(　　) A.由图可知，甲侧是膜内，乙侧是膜外 B.类型2中转运蛋白所利用的能量是其中 一种被运输物质的电化学梯度 C.图中所示的生物膜可能是动物的线粒体 内膜 D.图中类型1和3消耗能量，所以是主动运输，类型2不消耗能量，所以是被动运输 解析　甲侧是膜外，乙侧是膜内，A错误；图中生物膜不可能是线粒体内膜，因线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，产生ATP，C错误；类型2是协同运输，属于主动运输，D错误。 考点 强化训练 (1)物质浓度 转运蛋白 自由扩散 协助扩散或主动运输 影响物质跨膜运输速率因素的分析 1 二、影响物质跨膜运输速率的因素 (2)O2浓度 自由扩散或协助扩散 主动运输 影响物质跨膜运输速率因素的分析 1 二、影响物质跨膜运输速率的因素 其他条件适宜的情况下，图3表示运输方式是_________________，图4表示的运输方式是_________________，图5表示的运输方式是____________。图5在B点后运输速率不再继续增加，原因是_______________________________ 。 自由扩散 协助扩散 主动运输 受能量供应限制 (3)载体蛋白数量 影响物质跨膜运输速率因素的分析 1 二、影响物质跨膜运输速率的因素 (4)温度 流动性 影响物质跨膜运输速率因素的分析 1 二、影响物质跨膜运输速率的因素 1.A表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。 自由扩散 浓度差 2.图B表示的运输方式可能是 ，ab段主要受 的影响，bc段受到 的限制，运输速率不能再上升。 协助扩散 膜两侧浓度差 转运蛋白数量 3.C 表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。 被动运输 浓度差 二、影响物质跨膜运输速率的因素 (1)探究是主动运输还是被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散 主动运输 被动运输 协助扩散 自由扩散 探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 2 二、影响物质跨膜运输速率的因素 柽柳是一种强耐盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明(实验材料：形态及生理状况相似的柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水)，写出实验步骤，并预测实验结果。 提示　实验步骤：①将柽柳幼苗随机均分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中；②甲组柽柳幼苗的培养液中加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养；③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。预期实验结果：若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。 二、影响物质跨膜运输速率的因素 1.(2021·江苏卷，3)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是(　　) A.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关 B.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关 C.神经细胞膜上运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性 D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸 B 考点 强化训练 C 考点 强化训练 3.(2024·福建厦门期末)为探究细胞吸收葡萄糖的条件，将兔的成熟红细胞和肌肉细胞分别置于含有5.0%葡萄糖的培养液中进行实验，一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量，结果如表。 组别 培养条件 肌肉细胞 成熟红细胞 甲 加入葡萄糖载体抑制剂 5.0% 5.0% 乙 加入呼吸抑制剂 4.7% 3.5% 丙 不做任何处理 2.5% 3.5% D 以下分析正确的是(　　) A.该实验的对照组为甲组，因变量为培养液中葡萄糖的含量 B.甲组与丙组比较，可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要通道蛋白 C.乙组与丙组比较，可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要能量 D.实验结果说明肌肉细胞吸收葡萄糖的方式既有主动运输，也有协助扩散 考点 强化训练 1.(必修1 P65)被动运输：__________________________________________ _______________________________________。 2.(必修1 P66)自由扩散(简单扩散)：_________________________________ ______。 3.(必修1 P66)协助扩散(易化扩散)：_________________________________ __________。 物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式 物质通过简单的扩散作用进出细胞的 方式 物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的 扩散方式 落实·必备知识 4.(必修1 P69)主动运输：_________________________________________ ______________________________________________________________________。 5.(必修1 P70)主动运输的意义：通过主动运输_______________________ ______________________________________________________________________。 物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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的物质跨膜运输方式 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 落实·必备知识 6.(必修1 P66～67)转运蛋白可以分为 两种类型，通道蛋白只容许与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。而载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身 的改变。 7.(必修1 P72)细胞膜具有选择透过性的结构基础：___________________ ______________________________________。通过胞吞或胞吐进出细胞，需要膜上 的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的 。 载体蛋白和通道蛋白 直径和形状 大小和电荷 构象 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 蛋白质 流动性 落实·必备知识 8.农业生产中，农作物生长所需的氮元素可以 的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收 的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题： (1)由图可判断 进入根细胞的运输方式是 主动运输，判断的依据是_________________ _______________________________________ _______________________________。 主动运输需要细胞 呼吸提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对 的吸收速率与O2浓度呈正相关 落实·必备知识 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收 的速率不再增 加，推测其原因是_________________________ _______________________。 (3)作物甲和作物乙各自在 最大吸收速率时， 作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是________________ ____________________________________________________。 主动运输需要载体蛋白，此 时载体蛋白数量达到饱和 作物甲在 最大吸收速率时，对应O2浓度和 吸收速率均大于作物乙 落实·必备知识 (4)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体 蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能 量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH ；此 过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时 发生的变化是 。 降低 载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变 落实·必备知识 谢谢! 打造卓越，赢在起点 3.(2022·山东卷，3)NO和NH是植物利用的主要无机氮源，NH的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO的吸收由H＋浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥 施用过多时，细胞内NH的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(　　) A.NH通过AMTs进入细胞消耗的 能量直接来自ATP B.NO通过SLAH3转运到细胞外的 方式属于被动运输 C.铵毒发生后，增加细胞外的NO会加重铵毒 D.载体蛋白NRT1.1转运NO和H＋的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 2.(2024·辽宁朝阳期末)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2＋和SiO的吸收情况。下列有关叙述正确的是(　　) A.影响水稻根细胞吸收Ca2＋和SiO的因素仅是氧气浓度 B.A与C对照，说明根细胞膜上SiO的载体比Ca2＋载体少 C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度 D.B点以后及时中耕松土，有利于提高两种离子的吸收量 NO NO NO NO NO NO NO NO $$