2025届高考生物一轮复习课件：第三单元 物质出入细胞的方式

单元三 物质出入细胞的方式（2）物质出入细胞的方式 2025届高考生物一轮复习 高考考情分析 考查内容：对物质跨膜运输的方式的准确辨析。 命题规律：以选择题为主。 考查趋势： （1）试题情境主要选自大学教材中的相关知识。 （2）考查细胞中物质、能量和信息变化的统一性。 （3）能力方面多侧重于考查考生获取信息及综合分析运用的能力。 考点一：自由扩散和协助扩散 基础知识复习 1. 概念：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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。2. 类型：（1）自由扩散： ①概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。 ②特点：顺浓度梯度；不需要载体；不需要能量。 ③举例：气体、脂质小分子等。（2）协助扩散： ①概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 ②特点：顺浓度梯度；需要载体；不需要能量。 ③举例：钾离子通过通道蛋白进出细胞。 3. 影响因素：（1）被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。（2）协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。4. 转运蛋白：（1）分类：载体蛋白和通道蛋白。（2）特点：具有特异性。 ①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，且每次转运时都会发生自身构象的改变。 ②通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子不需要与通道蛋白结合。（3）实例 ①水分子的运输更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。还可以以自由扩散方式进出细胞。②细胞膜上还存在一些无机盐离子的通道蛋白。（例如：Na＋通道、K＋通道） 考点二：主动运输 基础知识复习 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。2. 过程：（1）K＋、Na＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先与载体蛋白的特定部位结合，一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合。（2）离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。（3）载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。3. 特点：（1）逆浓度梯度运输。（2）需要能量。（3）需要载体蛋白的协助。 实例：小肠绒毛上皮细胞对Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。5. 生理意义：通过主动运输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，从而保证活细胞和个体生命活动的需要。6. 影响因素：（1）细胞外物质。（2）浓度。（3）载体蛋白。（4）能量 考点三：胞吞与胞吐 基础知识复习 1. 胞吞和胞吐的定义：（1）胞吞：大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。（2）胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。2. 胞吞和胞吐的实例：（1）胞吞：变形虫摄食、吞噬细胞吞噬细菌等。（2）胞吐：乳腺细胞合成蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成蛋白质类激素、消化腺细胞分泌消化酶的过程。3. 特点：需要消耗细胞呼吸所释放的能量。4. 细胞的物质输入和输出的基础：（1）转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化对物质跨膜运输起决定性作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。（2）胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 ※物质进出细胞运输方式的比较： 方式 被动运输 主动运输 胞吞、胞吐 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞内（外）→细胞外（内） 是否需要 载体蛋白 不需要 需要 需要 不需要 能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 模型 举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、无机盐等 胞吞：变形虫摄取单细胞生物胞吐：分泌蛋白的释放 一、物质进出细胞方式的判断 重点难点复习 1.通过物质的种类，判断物质跨膜运输方式 （1）分子很小的物质和脂溶性物质的跨膜运输一般都是自由扩散，常见的如：小分子物质：水、氧气、氮气、二氧化碳等；脂溶性物质：甘油、性激素、维生素D等。 （2）分子稍大一些的物质（如氨基酸和葡萄糖）和离子，它们的跨膜运输需要载体，它们的运输方式是协助扩散或主动运输。 （3）大分子物质如蛋白质、淀粉等可通过胞吞、胞吐的形式通过细胞膜。 2.根据膜两侧的物质浓度，判断物质跨膜运输方式 （1）由高浓度一侧向低浓度一侧的运输为被动运输，其中需要载体的是协助扩散。 （2）由低浓度一侧向高浓度一侧的运输为主动运输。 3.根据载体和能量判断物质跨膜运输的方式：主动运输需要载体蛋白和能量，协助扩散需要载体蛋白。 4.根据曲线判断物质跨膜运输的方式 曲线①表示物质运输速率与细胞内外浓度差呈正相关，不受其他因素的影响，应为自由扩散。 曲线②表示在一定浓度范围内，随细胞内外浓度差的增大，物质运输速率加快，当细胞内外浓度差达到一定值后，物质运输速率不再增加，说明这种运输需要载体蛋白，且受载体蛋白数量的限制，故可表示协助扩散。 因为O2浓度的高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，曲线③表示物质运输速率与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。 曲线④表示物质运输速率与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，达到一定O2浓度后，运输速率不再增加，说明受载体蛋白数量的限制，应为主动运输，曲线起点的含义是无氧呼吸为主动运输供能。 一、影响主动运输的因素 重点难点复习 ①细胞外物质浓度；②载体蛋白；③能量。 （1）图A中，P点之前运输速率主要受物质浓度影响，P点之后受膜上载体蛋白数量或能量的限制。（2）图B中，Q点的物质运输由无氧呼吸提供能量，P点之后受膜上载体蛋白数量的限制。（3）图C中，P点之前运输速率受能量的影响，P点之后受载体蛋白数量的限制。 三、易错辨析 重点难点复习 （1）需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输，还可能是协助扩散。（2）消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。（3）从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散，还可能是协助扩散。（4）小分子物质的运输方式不一定是主动运输或被动运输，如神经递质的释放方式是胞吐。（5）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。（6）同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同，如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞可以主动运输的方式吸收葡萄糖。（7）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，还有核糖体（载体蛋白的合成场所）。 考点一：自由扩散和协助扩散 典型例题复习 例题1.转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，通道蛋白包括水通道蛋白和离子通道蛋白，通道蛋白含有“感受器”，它只有在“感受刺激”时才开放。下列叙述错误的是( ) A.载体蛋白通过自身构象的变化，与氨基酸、核苷酸等分子结合，将其转移到膜的另一侧 B.抗利尿激素促进肾小管对水的重吸收，主要通过水分子与水通道蛋白结合发挥作用 C.甲状腺滤泡上皮细胞通过载体蛋白吸收碘，需要细胞提供能量 D.Na+通过钠离子通道内流，参与形成动作电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性 【答案】B 【解析】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构象的改变，与氨基酸、核苷酸等分子结合转移到膜的另一侧，A正确；抗利尿激素促进肾小管对水的重吸收，主要通过水通道蛋白完成，水分子不与水通道蛋白结合，B错误；甲状腺滤泡上皮细胞通过载体蛋白吸收碘，是主动运输，需要细胞提供能量，C正确；在兴奋的传导过程中，Na⁺通过钠离子通道内流，参与形成动作电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性，D正确。 例题2.集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。植物体中有水分集流,植物体的水分集流是通过膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的。下列相关叙述错误的是( )A.单个水分子通过渗透作用进入植物细胞不属于水分集流B.水分集流通过通道蛋白不需要ATP水解提供能量C.水分子通过通道蛋白进入细胞的方式需要与通道蛋白结合D.若水通道蛋白遭到破坏,水分子也能进出细胞【答案】C 【解析】A、由分析可知，集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动，单个水分子通过渗透作用进入植物细胞不属于水分集流，A正确；B、水分集流通过水通道蛋白是易化扩散，不需要ATP水解提供能量，B正确；C、水分子通过通道蛋白进入细胞的方式为易化扩散，该过程中水分子不需要与通道蛋白结合，C错误；D、若水通道蛋白遭到破坏，水分子也可以通过自由扩散进出细胞，D正确。 例题3.协同运输是物质跨膜运输的一种方式，其过程如下图所示。Na+进入细胞所需动力来自于膜两侧的浓度差，葡萄糖进入细胞是在膜两侧Na+浓度梯度驱动下进行的，而细胞内的Na+则由另一种载体蛋白运到膜外.下列有关叙述正确的是( ) A.同时与Na+和葡萄糖结合的载体蛋白无特异性 B.甘油分子、乙醇分子与Na+跨膜运输的方式相同 C.细胞吸收葡萄糖是一种不消耗能量的协助扩散 D.图示协同运输方式是一种特殊形式的主动运输 【答案】D 【解析】A、据图分析，与Na+结合的两种载体蛋白形状不同，说明蛋白质的结构不同，有特异性，A错误；B、甘油分子、乙醇分子运输方式是自由扩散与Na+跨膜运输的方式不同，B错误;C、膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，说明细胞吸收葡萄糖是一种特殊的主动运输C错误;D、图示协同运输方式是一种特殊形式的主动运输，D正确。 考点二：主动运输 典型例题复习 例题1.钙泵（Ca2+—ATP酶）能催化ATP水解释放能量，驱动细胞质内的Ca2+泵出细胞或者泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内正常的Ca2+浓度。下列叙述错误的是( )A.钙泵与生物膜的物质运输、能量转换功能有关B.钙泵运输Ca2+属于放能反应与ATP水解相联系C.钙泵将Ca2+运输到内质网腔的方式属于主动运输D.使用钙泵抑制剂可能导致细胞质中Ca2+浓度升高【答案】B【解析】A、根据题干信息分析，“钙泵又称Ca2+—ATP水解酶，膜上的钙泵能将Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞质基质。中低浓度的Ca2+”说明钙泵参与运输Ca2+的过程是从低浓度运输到高浓度，钙泵是载体蛋白，也消耗ATP，属于主动运输，A正确;B、从题目中信息分析，骨骼肌细胞中运输Ca2+的钙泵存在于细胞膜上和内质网膜上，B错误;C、Ca2+泵出细胞从低浓度运输到高浓度，属于主动运输，泵入内质网腔内的过程消耗ATP也属于主动运输，C正确;D、Ca2+内质网腔中的Ca2+又会释放到细胞质基质中，是从高浓度运输到低浓度，属于协助扩散，协助扩散属于被动运输，D正确。 例题2.碘是甲状腺激素合成的原材料，甲状腺滤泡细胞内Ⅰ⁻的浓度是血浆中Ⅰ⁻浓度的30倍。血浆中Ⅰ⁻进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体(NIS)介导的，如下图所示。哇巴因是钠钾泵抑制剂；硝酸根离子NO3-可以与Ⅰ⁻竞争NIS。下列叙述正确的是( ) A.钠碘同向转运体运输Ⅰ⁻的方式与其运输Na+的方式相同 B.钠钾泵通过协助扩散将细胞内的钠离子顺浓度梯度运出 C.毒毛花苷可抑制NIS的功能，从而影响甲状腺激素的合成 D. NO3-能够同时影响Na+和Ⅰ⁻进入甲状腺滤泡上皮细胞 【答案】C 【解析】根据题干信息“甲状腺滤泡细胞内的Ⅰ浓度是血浆中Ⅰ浓度的30倍”，血浆中Ⅰ进入滤泡上皮细胞是逆浓度梯度进行的，是主动运输，Na+进入细胞是从高浓度向低浓度，为协助扩散，A错误；钠钾泵通过主动运输将细胞内的Na+逆浓度梯度运出，B错误；毒毛花苷是钠钾泵抑制剂，则毒毛花苷抑制了NIS的功能，滤泡上皮细胞吸收Ⅰ⁻受到抑制，则影响甲状腺激素的合成，C正确；硝酸根离子(NO3-)可以与Ⅰ⁻竞争NIS，则影响了Ⅰ⁻进入甲状腺滤泡上皮细胞，D错误。 例题3.植物体内的Ca2+是一种重要的无机盐离子，Ca2+必需保持一定的量，才能维持植物细胞的相对稳定。下列相关叙述正确的是( ) A.Ca2+进出细胞消耗能量的方式不同，转运蛋白不同 B.Ca2+进出液泡的跨膜方式不同，Ca2+进入液泡的两种跨 膜方式不同 C.细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低，液泡中Ca2+浓度比 细胞质基质中低 D.液泡中Ca2+浓度高，渗透压大有利于植物的根系从土壤中吸收水分 【答案】D 【解析】Ca2+出细胞是ATP供能的主动运输，Ca2+进细胞是协助扩散不消耗能量，所用转运蛋白不同，A错误；Ca2+进液泡的两种方式都属于主动运输，其中与H+共载体跨膜的依靠H+的势能供能、另一种是ATP直接供能，两者的转运蛋白的构象都发生改变，Ca2+出液泡属于协助扩散，B错误；细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低、液泡中Ca2+浓度比细胞质基质中高，C错误；液泡Ca2+浓度高，渗透压大有利于植物根系从土壤中吸收水分，D正确。 考点三：胞吞与胞吐 典型例题复习 例题1.下列关于“胞吞”和“胞吐”过程的叙述，错误的是( )A.在物质跨膜运输过程中，“胞吞”和“胞吐”过程是普遍存在的现象B.“胞吞和“胞吐”过程均需要消耗细胞呼吸释放的能量C.“胞吞”形成的囊泡在细胞内可被溶酶体降解D.“胞吞”和“胞吐”过程均不需要与膜上的蛋白质结合但离不开膜上磷脂双分子层的流动【答案】D【解析】“胞吞”和“胞吐”过程需要和膜上的 蛋白质结合,D错误,“胞吞”和“胞吐”是 普遍存在的耗能现象,囊泡可被溶酶体降 解,A.B、C正确。 例题2.外泌体是细胞通过胞吐方式释放的包含复杂RNA和蛋白质的小囊泡，其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到细胞外。外祕体具有参与机体免疫应答、细胞迁移、细胞分化、细胞通讯等多种功能。肿瘤来源的外泌体还可导致大量新生血管的生成，促进肿瘤的生长与侵袭。下列有关外泌体的叙述，正确的是( )A.外泌体是一种分泌到细胞外的小囊泡，囊泡内的物质合成均需要核糖体参与B.多囊泡体膜与细胞膜的融合体现了膜的流动性，此过程需要消耗能量C.外泌体可以是T淋巴细胞产生的，小囊泡中可能包含抗体D.具有通讯作用的外泌体内含有信号分子，肿瘤来源的外泌体可以抑制肿瘤细胞的无限增殖【答案】B【解析】A、由题可知，外泌体内的物质包括RNA和蛋白质，RNA的合成不需要核糖体参与，A错误;B、多囊泡体膜与细胞膜的融合是胞吐过程，体现生物膜的流动性，需要消耗能量，B正确;C、外泌体主要来源于细胞内溶酶体，抗体的合成与分泌需要核糖体、内质网、高尔基体参与，而溶酶体内不含有抗体，因此小囊泡中不可能包含抗体，C错误;D、由题可知，具有通讯作用的外泌体含有信号分子，肿瘤来源的外泌体可以促进肿瘤细胞的无限增殖，D错误。 影响物质跨膜运输因素的分析 基本方法与技能复习 高频考法：影响物质跨膜运输因素的分析 通过辨析跨膜运输的类型、特点、过程等，判断其影响因素和作用效果。考查情境趋向复杂化，科学实验和探究类情境比重逐渐增大。 例题.如图1~4表示物质跨膜运输速率变化受物质浓度或氧气浓度影响的曲线图。下列相关叙述正确的是( ) A.葡萄糖进入人体成熟红细胞的方式可用图1表示 B.图2可以表示协助扩散,B点后物质运输速率不受物质浓度差限制 C.若某物质的运输速率可用图3表示，则其运输方式一定是自由扩散 D.图4可表示氧气进入细胞的方式,D点后运输速率不变的原因是载体数量有限 答案：B 解析：葡萄糖进入人体成熟红细胞的方式为协助扩散，协助扩散顺浓度梯度进行，需要载体蛋白参与、不需要能鼠，由千细胞膜上运输葡萄糖的载体数量是有限的，因此运输速率不可能随物质浓度增大而一直增大，不能用图1表示，A错误；图2可以表示协助扩散，B点后的限制因素是载体蛋白的数最，不受物质浓度限制，B正确；图3表示物质的运输速率与O2浓度无关，即不消耗能屉，可表示自由扩散或协助扩散，C错误；氧气进入细胞的方式为自由扩散，自由扩散只受物质浓度差的影响，不需要载体和能量，而图4表示物质运输与能供应有关，代表主动运输，D错误。 End $$