第07讲 物质出入细胞的方式-【高效备战】2025届高考生物一轮复习课件

第7讲 物质出入细胞的方式 第二单元 细胞的结构和运输 序号 内容要求 1 举例说明：有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白 2 举例说明：大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 【课程标准】 主动运输 胞吞、胞吐 被动运输 物质跨膜运输 的影响因素 01 02 目录 CONTENTS 01 02 2 【第1课时】 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐(1) 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 【识图】跨膜运输方式 主动运输 自由扩散 协助扩散 胞吞 胞吐 被动运输 条件(载体/能量) 动力(浓度差/代谢能) 方向(浓度方向/细胞内外) 结果(膜内外浓度平衡) 影响因素(ΔC/载体/Q/O2/T) (1)概念：被动运输是指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能量的跨膜运输方式。 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 (2)类型： 扩散 协助扩散 自由扩散 反应释放的能量 细胞内化学 协助扩散 请说出判断的理由 顺浓度梯度(即高浓度→低浓度) 类型 图示 概念 条件 转运 蛋白 代谢 能 特点 动力 方向 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 (2)类型： 协助扩散 自由扩散 载体 蛋白 浓度梯度 浓度梯度 通道 蛋白 浓度梯度 物质通过简单的扩散 作用进出细胞的方式 /简单扩散 物质通过借助膜上的转运蛋白 来扩散进出细胞的方式 /易化扩散 简单 借助膜上的转运蛋白 × × 浓度差 顺浓度梯度(高→低) √ × 浓度差 【二者区别】是否需要膜转运蛋白——包括载体蛋白和通道蛋白 顺浓度梯度(高→低) 相同点 类型 图示 条件 转运 蛋白 代谢 能 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 (2)类型： 协助扩散 自由扩散 载体 蛋白 浓度梯度 浓度梯度 通道 蛋白 浓度梯度 /简单扩散 /易化扩散 × × √ × 实例 水、气体(O2 、CO2、N2) 脂溶性物质(甘油、乙醇、苯) 脂质小分子(胆固醇、性激素) 影响 因素 物质浓度 运输速率(v) 温度 运输速率(v) (除小肠/肾小管上皮细胞) 水通道、离子通道 (Na+、K+、Ca2+、Cl-) 物质浓度 运输速率(v) 转运蛋白数量 运输速率(v) 温度 运输速率(v) P P点后因转运蛋白数量限制 转运蛋白数量 葡萄糖进入多数组织细胞 (3)辨析：转运蛋白的种类。 1.被动运输。 种类 图示 转运 对象 转运特点 共性 结结合、蛋白构蛋白构象改变 只容许与自身直径和形状相适配、 大小和电荷相适宜的分子或离子通过 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 结合部位 直径和形状 大小和电荷 要发生 要 均为膜转运蛋白，均控制特定物质的跨膜运输而具有特异性和饱和性 通道蛋白 载体蛋白 膜转运蛋白 特异 饱和 结结合、蛋白构蛋白构象改变 不发生 不 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 (4)通道蛋白的实例。 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 水通道蛋白 离子通道蛋白 原尿 肾小管腔 终尿 (4)通道蛋白的实例: 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 水通道蛋白——广泛存在于所有细胞膜上 所有细胞膜 水通道 组织液 肾小管壁 上皮细胞 H2O H2O H2O H2O H2O 肾小管壁 上皮细胞 组织液 H2O H2O H2O H2O H2O 水通道 抗利尿激素 调节 抗利尿激素 调节 重吸收水 (4)通道蛋白的实例: 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 水通道蛋白——广泛存在于所有细胞膜上 所有细胞膜 协助扩散 自由扩散 【研究表明】水分子的跨膜运输方式是被动运输。但是，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式更快地进出细胞的。 被动运输 水通道蛋白 协助扩散 水通道 (4)通道蛋白的实例: 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 K+ ++ ++ - - - - Na+ - - - ++ ++ - Ca2+ Na+ + + - - + + - - Na+通道兼受体 离子通道蛋白——分别运输K+、Na+、Ca2+、Cl-等 K+通道 K+外流 产生静息电位 Ca2+通道 Ca2+内流 诱导胞吐 Na+通道 Na+内流 产生动作电位 兴奋性神经递质 静息电位 动作电位 诱导胞吐 兴奋 Na+内流产生兴奋 兴奋 (4)通道蛋白的实例: 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 离子通道蛋白——各自运输K+、Na+、Ca2+、Cl-等 K+通道 K+外流 产生静息电位 Ca2+通道 Ca2+内流 诱导胞吐 Na+通道 K+ ++ ++ - - - - Na+ - - - ++ ++ - Ca2+ Na+内流 产生动作电位 静息电位 动作电位 诱导胞吐 Cl- + + - - + + - - 兴奋性神经递质 抑制 Cl-内流产生兴奋 Cl-通道兼受体 抑制 两个特征：选择性和门控性 选择 ▶选择性:指每种通道只对一或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子则很小或不通透 (4)通道蛋白的实例: 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 1.被动运输。 离子通道蛋白——各自运输K+、Na+、Ca2+、Cl-等 ▶门控性:指每种通道通常具有开和闭的两种状态。由电压、化学物质、机械力、温度等不同刺激引起通道构象改变而实现开闭 两个特征：选择性和门控性 选择 门控 (1)概念：主动运输是指物质逆浓度梯度进出细胞，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能量的跨膜运输方式。 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 逆浓度梯度 (2)实例。 ①植物根细胞吸收无机盐离子； ②甲状腺细胞吸收碘离子； ③动物细胞吸钾排钠(Na-K泵)； ④小肠和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。 运输物质 结合位点 载体蛋白 ATP ATP 结合位点 p 磷酸化 p 去磷酸化 ADP 载体蛋白 细胞内化学反应释放的能量 特点1(方向) 条件2 特点2(动力)/条件1 无机盐离子 碘离子 吸钾排钠 葡萄糖 有关细胞器? 核糖体 线粒体 (3)意义：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。 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 代谢废物 所需要的物质 对细胞有害 海水中生长的桐花树 (叶片主动运输泌盐) 海鸟(海鸥)的盐腺 (主动运输排出多余的盐) 盐腺 人体囊性纤维化 (主动运输所需的Cl-载体异常关闭) 肺 黏液增多阻塞气道 并造成细菌感染 根本原因——基因突变(三碱基缺失) 直接原因——Cl-载体异常 稀薄的黏液 黏稠的分泌物不断积累 功能正常 的Cl-载体 功能异常 的Cl-载体 Cl- Cl- 能量(ATP) 物质浓度 载体蛋白数量 O2浓度 温度 (4)影响因素: (3)意义：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。 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 代谢废物 所需要的物质 对细胞有害 载体或ATP有限 载体有限 酶或ATP有限 ATP或酶有限 ATP有限 无氧呼 吸供能 Pi ATP ADP 光 ATP驱动泵 浓度差驱动协同转运蛋白 光驱动泵 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 (5)拓展：按载体的能量来源分三类。 （ATP直接供能） （其他物质浓度差直接供能） 光能直接供能 H+ H+ H+ H+ 同向转运 反向转运 主动运输 主动运输 主动运输 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 第一类：ATP驱动泵。 Na+-K+泵/Na+,K+-ATP酶 H+泵 ATP驱动泵 = 载钠区 + 载钾区 + ATP酶区 (5)拓展：按载体的能量来源分三类。 (获1997年诺贝尔化学奖) 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 第二类：浓度差驱动协同转运蛋白(间接消耗ATP)。 (5)拓展：按载体的能量来源分三类。 同向转运 反向转运 细胞外 细胞内 Na+ 葡糖糖 细胞外 细胞内 Na+ H+ Na+浓度差驱动 Na+浓度差驱动 协助扩散 主动运输 协助扩散 主动运输 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 第二类：浓度差驱动协同转运蛋白(间接消耗ATP)。 (5)拓展：按载体的能量来源分三类。 同向转运 小肠/肾小管上皮细胞吸收葡萄糖 Na+浓度差驱动/需依靠 Na+-K+泵消耗ATP维持 协 主 间接消耗ATP 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 第二类：浓度差驱动协同转运蛋白(间接消耗ATP)。 (5)拓展：按载体的能量来源分三类。 液泡膜上存在三种反向运输载体 (H+-Na+、H+-Ca2+、H+-蔗糖） 【意义】白天将叶绿体光合作用合成的多余蔗糖储存在液泡中，夜间再将之运到细胞质基质 ATP ADP+Pi H+ H+ 液泡腔/细胞液 (pH3~6) H+ Ca2+ 蔗糖 H+ Na+ 细胞质基质 (pH7.0) 主 协 协 协 主 主 主 间接消耗ATP 胞外 胞内 ATP合酶 细菌视紫红质 (光驱动泵) 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 2.主动运输。 第三类：光驱动泵。 (5)拓展：按载体的能量来源分三类。 光 H+ 光能→H+浓度差(势能)→ATP中的化学能 噬盐光合厌氧细菌细胞膜上特有的光驱动泵排出H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ ATP ADP+Pi 协助扩散 主动运输 【反馈练习】 葡萄糖 Na+ ATP 小肠或肾小管腔 (外环境) 小肠上皮细胞或 肾小管上皮细胞 组织液 (内环境) 顶端膜 基底膜 ADP Na+-葡萄糖 同向转运载体 主 协 主 协 高 低 高 低 低 高 ATP驱动泵 思考:葡萄糖主动 运输的能量来源？ Na+浓度差 【温馨提示】某物质的跨膜运输方式并不唯一，需视具体情况而定。 1.人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是 A. 血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2 B. ①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散 C. 成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量 D. 成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中 无细胞核及各种细胞器，不会更新 【反馈练习】 25 2.下图为物质进出细胞示意图，下列相关说法错误的是 A. 载体③具有运输和催化的作用 B. 载体①参与的运输方式属于协助扩散 C. 载体②的作用使细胞内的Na＋浓度高于细胞外 D. 溶质分子甲进入细胞与细胞内外Na＋的浓度有关 【反馈练习】 26 【第2课时】 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐(2) 考点二：物质跨膜运输的影响因素和探究实验 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 3.胞吞胞吐。 类型 胞吞 胞吐 过程图 实例 特点 识别蛋白 能量/动力 方向 结构基础 识别→内陷→小囊→分离→囊泡 识别→鼓出→囊泡→融合→排出 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 细胞呼吸释放的能量——ATP 生物膜的流动性 白细胞吞食病菌、变形虫吞食细菌 分泌蛋白(抗体-胰岛素-消化酶)的分泌 √ √ 胞吞 胞吐 影响因素 细胞膜的流动性、温度和能量等 流动 【温馨提示】胞吞胞吐是大分子物质和颗粒性物质的跨膜运输方式(穿__层膜)，也是大部分细胞普遍存在的现象。但是，小分子的神经递质也可通过胞吐释放。因此，胞吐运输的不一定是大分子物质。 大分子 颗粒性 大部分 神经递质 不一定 0 大分子物质如mRNA、蛋白质还可通过核孔复合体进出细胞核 核孔复合体 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 3.胞吞胞吐。 【拓展实例1】动物细胞分泌蛋白的两条途径——持续型和调节型。 29 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 3.胞吞胞吐。 【拓展实例2】人体细胞摄入胆固醇复合物(LDL)的方式。 【功能】胆固醇是动物细胞膜的成分，也是固醇类激素合成的原料。 【运输】为了避免胆固醇因不溶于水而沉积在血管壁上，胆固醇需包裹在LDL（低密度脂蛋白）中才能在血液中运输。 【摄入】组织细胞采用胞吞方式吸收LDL(含胆固醇)。 动物细胞膜 固醇 胞吞 LDL 胆固醇 LDL受体 LDL 溶酶体 胆固醇 肝细胞→合成胆固醇并包裹→LDL →胞吐LDL (低密度脂蛋白LDL = 胆固醇 + 磷脂 + 蛋白质) 组织细胞胞吞LDL 细胞内分解释放胆固醇 血液 运输 30 【拓展实例3】甲状腺激素的合成、加工、运输和分泌过程。 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 3.胞吞胞吐。 胞吞 胞吐 主动运输 胞吐 协助扩散 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 3.胞吞胞吐。 【拓展实例4】新生儿的小肠吸收排出母乳中抗体的方式。 组织液(内环境) 小上皮肠细胞 母乳抗体 小肠腔(外环境) 胞吐 胞吞 胞吐 胞吞 衣壳蛋白 核酸 表面 蛋白 HIV感染T淋巴细胞的生活史 考点一：被动运输、主动运输与胞吞、胞吐。 3.胞吞胞吐。 【拓展实例5】变形虫和HIV的胞吞、胞吐方式。 胞吞 胞吐 胞吞 胞吐 变形虫 【归纳提升】 种类 项目 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 方向 膜蛋白 动力 趋势 影响 因素 实例 胞外→胞内 胞内→胞外 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 载体、通道 载体蛋白 识别蛋白 ╳ 代谢能 ATP 浓度差 不平衡 平衡 浓度、温度 浓度、温度 浓度、温度 浓度、温度 (特小、脂小) (水溶小、离子) (水溶小、离子) (大分子、颗粒物) (大分子、递质小) 水、气体(O2 -CO2) 脂溶小(甘-乙-苯) 脂质小(胆-性-VD) 除肠/肾吸收葡 全身:吸收水 神经:吸钠排钾 巨噬:吞噬抗原 胰岛素、消化酶 、抗体的分泌 神经递质释放 根:吸收盐 动物:吸钾排钠 肠/肾吸葡-氨-盐 甲状腺:吸收碘 载体、ATP(O2) 识别蛋白、ATP(O2) 转运蛋白 【温馨提示】同一物质的具体运输方式并不唯一，需要视具体情况而定。 葡萄糖、氨基酸 等小分子或离子 脂溶性小、气体 被动运输(需膜蛋白为协助扩散、不需为自由扩散) 需载体蛋白 需通道蛋白 水 不耗或顺浓度 耗能或逆浓度 【归纳提升】 跨膜运输方式的确定方法 自由扩散 协助扩散 主动运输 通常为被动运输 低→高 高→低 需要转运蛋白 不需转运蛋白 被动运输 不耗能 要耗能 需转运蛋白 不需转运蛋白 主动运输 胞吞胞吐 通常为主动运输(递质小为胞吐) 小分子/离子 大分子 不需囊泡 需囊泡 自由扩散 协助扩散 主动运输 协助扩散 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 胞吞胞吐 胞吞胞吐 主动运输 主动运输 胞吐 自由扩散 协助扩散 浓度 能量 物质 主动运输不一定 都是逆浓度梯度 实例 K+进出神经细胞 Na+进出神经细胞 葡萄糖进出小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞 进(钠钾泵) 出(通道) 进(通道) 出(钠钾泵) 进(钠浓度差) 出(载体) 方式 意义 【温馨提示】 1.胞吐、胞吞的不一定是大分子物质，如神经递质是小分子物质，通过胞吐排出细胞。 2.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。 3.同一种物质进出细胞的方式不一定相同。 主动运输 协助扩散 协助扩散 协助扩散 主动运输 主动运输 产生动作电位 维持渗透压 维持渗透压 产生静息电位 1.能“高浓度→低浓度”的运输方式有____________________________。 2.能“低浓度→高浓度”的运输方式有________。 3.以浓度差为动力的物质运输方式有__________________。 4.以细胞代谢能为动力或按细胞需求运输的有__________________。 5.需载体协助的运输方式有__________________。 6.物质进出死细胞的方式是________，因为_________。 7.填方式： 自由扩散、协助扩散、主动运输 主动运输 自由扩散、协助扩散 主动运输、胞吞胞吐 协助扩散、主动运输 物理扩散 无生物膜 【反馈练习】 细胞外 细胞内 b c d e a 代表各种物质分子或离子 能量 能量 主 自 协 协 主 自 协 主 协 协 主 无氧 呼吸 物质浓度 运输速率(v) 自由扩散 协助扩散 主动运输 物质浓度 考点二：物质跨膜运输的影响因素和探究实验。 物质浓度 运输速率(v) 温度 运输速率(v) 转运蛋白数量 运输速率(v) P 温度 运输速率(v) P点后因转运蛋白数量限制 转运蛋白数量 物质浓度 运输速率(v) P 载体或ATP 载体数量 运输速率(v) P 物质或ATP 能量(ATP) 运输速率(v) 载体 O2浓度 运输速率(v) 载体或ATP P P 温度 运输速率(v) 1.影响因素。 识别各曲线代表的跨膜运输方式 细胞内浓度 时间 细胞外浓度 自由扩散 主动运输 协助扩散 主动运输 物质浓度 运输速率 高 低 低 高 先 先 后 后 K＋ K＋ /哺成红的主动运输 (醋酸菌) (动植物/酵母菌) 【反馈练习】 转运蛋白有限 运输速率 O2浓度 1.同一植物对不同离子的吸收量不同，取决于膜上不同载体的数量不同。 2.不同植物对同一离子的吸收量不同，取决于不同植物的载体数量不同。 3.抑制某载体活性，只会导致相应物质的运输停止，不影响其他物质运输。 载体/ATP 主动运输 被动运输 主动运输 O2的自由扩散 2.探究实验: 【探究1】小麦吸收M是自由扩散还是协助扩散。 【探究2】小麦吸收M是主动运输还是被动运输。 探究物质跨膜运输的具体方式。 考点二：物质跨膜运输的影响因素和探究实验。 加入__________ 预期结果 蛋白抑制剂 协助扩散 自由扩散 (植株+全素培养) 对M吸收明显 减弱或停止 对M吸收不变 加入_________ 预期结果 呼吸抑制剂 主动运输 被动运输 (植株+全素培养) 对M吸收明显 减弱或停止 对M吸收不变 【反馈练习】 1.如图甲、乙分别表示洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NO3-的速率曲线图。下列相关描述不正确的是 A. a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量 B. b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限 C. c点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度 D. d点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高，细胞发生质壁分离 41 王勇 （yowa7572@sina.com） 【知识网络】 选择透过性 体现 细胞膜的 细胞的 跨膜运输 胞吞-胞吐 植物细胞 质壁分离 与复原 选择透过性 自由扩散 协助扩散 主动运输 被动运输 流动性 其他物质的运输 细胞的吸水失水 条件 原因 方式 实验 实例 __________相当于半透膜 ________和外界溶液存在浓度差 内因:_______的伸缩性小于_________ 外因:外界溶液和________存在浓度差 原生质层 细胞液 细胞壁 原生质层 细胞液 大分子 不需载体 不需能量 需载体 不需能量 需载体 需能量 小分子 体现 体现 细胞膜的 细胞膜的 ,如图中____ 245 × 【教学参考】 离子流与动作电位的关系示意图 A. 动作电位的产生和膜电位改变。B. 动作电位产生过程中，膜通透性改变。C. 动作电位产生过程中，离子通道开启与关闭示意图 离子跨膜转运与膜电位 【教学参考】 44 谢 谢 聆 听 THANKS! $$