第08讲 物质跨膜运输的方式及影响因素-【备考无忧】备战2025年高考生物一轮复习优质课件

必修一 第8讲 物质跨膜运输的方式 及影响因素 第二单元 细胞代谢 1 目标要求 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。 2 01 物质出入细胞的方式 02 不同因素对物质跨膜运输的影响 考点 3 物质出入细胞的方式 01 4 小分子物质 大分子物质 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 顺浓度梯度 胞吞 胞吐 消耗能量 膜的选择透过性 膜的流动性 网络构建 逆浓度梯度 载体蛋白 转运蛋白 物质出入细胞的方式 一、被动运输 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。 不需要 2.特点 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 4.种类 6 4.（被动运输）种类 （1）自由扩散 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小分子物质 ①顺浓度梯度进出细胞； Ⅲ.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 Ⅱ.特点 ③不需要膜上转运蛋白参与。 ②不需要消耗能量； Ⅰ.实例 ②脂溶性物质 气体、水、脂溶性 细胞外 细胞内 小分子物质 细胞膜 （1）自由扩散 8 （1）自由扩散 Ⅲ.影响因素 细胞内外浓度差 扩散速率 (V) 细胞内外浓度差 扩散速率 (V) O2浓度 / 氧分压 O O 9 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 习题巩固 4.（被动运输）种类 （2）协助扩散 Ⅲ.影响因素 Ⅱ.特点 Ⅰ.实例 物质借助膜上的 进出细胞的扩散方式，叫作协助扩散。 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。 ①顺浓度梯度进出细胞； ③需要膜上转运蛋白参与。 ②不需要消耗能量； ①细胞内外浓度差； ②转运蛋白的种类和数量。 离子和一些小分子物质 转运蛋白 （2）协助扩散 Ⅲ.影响因素 ①细胞内外浓度差； ②转运蛋白的种类和数量。 扩散速率 (V) 细胞内外浓度差 扩散速率 (V) O2浓度/氧分压 O P O Q P点后，运输速率受转运蛋白数量限制 12 自由扩散和协助扩散 方式 自由扩散 协助扩散 条件 能量 转运蛋白 实例 运输方向 不需要 不需要 不需要 需要 O2、CO2、甘油、乙醇等 离子和一些小分子有机物，如葡萄糖、氨基酸等 浓度高的一侧→浓度低的一侧 13 物质出入细胞的方式 二、转运蛋白 转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 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。如运输糖、氨基酸、核苷酸等水溶性物质的载体蛋白，有专一性和饱和性。 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。如水通道、钾离子通道，有专一性和快速性。 14 物质出入细胞的方式 二、转运蛋白 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 15 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 二、转运蛋白 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 习题巩固 17 4.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值， 该值的大小取决于(    ) A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值 5.细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。 下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是( ) A.Na+ B.二氧化碳 C.RNA D.胰岛素 C B 习题巩固 协助扩散 18 6.图中甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种跨膜方式，其中通道介导的扩散速度比载体介导的快1 000倍。下列叙述正确的是 (　　) A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性 C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输 D.被动运输是细胞最重要的吸收和排出物质的方式 B 习题巩固 都是顺浓度 都运动 主动运输 19 (1)少数水分子借助水通道蛋白进出细胞， 更多的水分子以自由扩散方式进出细胞( ) (2)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( ) (3)分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合( ) (4)自由扩散只能顺浓度梯度， 而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度 ( ) × × × × 习题巩固 7.判断题 20 物质出入细胞的方式 三、主动运输 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。 21 主动运输 载体蛋白 ATP ADP+Pi 3.举例 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。 三、主动运输 ①植物根部细胞吸收无机盐离子； ②甲状腺细胞吸收碘离子； ③动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na+-K+泵)； ④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。 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。 22 载体蛋白的数量、能量 运输速率 (V) O2浓度 O P P点后，运输速率受载体蛋白数量限制 无氧呼吸提供能量 细胞内浓度 时间 O a 细胞外浓度 a点后，胞外<胞内 逆浓度梯度运输 三、主动运输 5.影响因素 23 三、主动运输 6.主动运输的类型 （1）直接消耗ATP的主动运输 通常称为泵（ATP驱动泵） Na+-K+泵 H+泵 ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶 24 三、主动运输 6.主动运输的类型 （2）间接消耗ATP的主动运输 如图：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。 肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。 25 自由扩散 协助扩散 主动运输 运输 方向 载体 能量 举例 不需要 转运蛋白 载体蛋白 不消耗 不消耗 消耗 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 O2、CO2 、H2O、 脂溶性小分子 葡萄糖进入红细胞， H2O等 小肠吸收葡萄糖、氨基酸， Na+ 、K+等离子 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 逆浓度梯度 低浓度→高浓度 比较三种运输方式 26 习题巩固 1.判断下列物质进出细胞的方式。 物质 相应过程 运输方式 水 进入细胞 葡萄糖 进入红细胞、肝细胞、脑细胞等 进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞 Na+ 进入神经细胞 运出神经细胞 K+ 进入神经细胞 运出神经细胞 自由扩散、协助扩散 协助扩散(葡萄糖载体) 主动运输 (Na+葡萄糖共运输) 协助扩散(Na+通道) 主动运输(钠钾泵) 主动运输(钠钾泵) 协助扩散(K+通道) 27 2.（2023·山东卷）溶酶体膜上的载体蛋白和Cl-转运蛋白都能运输 ，溶酶体内浓度由载体蛋白维持，转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出的同时把逆浓度梯度运入溶酶体。转运蛋白缺失突变体的细胞中，Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。 下列说法错误的是（ ） 习题巩固 D A. 进入溶酶体的方式属于主动运输 B. 载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D.溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 降低/失活 据题干可知，溶酶体中多，细胞质基质中少，两种环境的 不同，因此 释放到细胞质基质中的水解酶活性降低或失活，D错误。 28 习题巩固 3.（2023·湖北卷）心肌细胞上广泛存在K+泵和交换体（转入Na+ 的同时排出Ca2+），两者的工作模式如图所示。已知细胞质中Ca2+浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是( ) A.心肌收缩力下降 B.细胞内液的K+浓度升高 C.动作电位期间的内流量减少 D.细胞膜上交换体的活动加强 C Na+内流：顺浓度 Ca2+排出受阻 细胞内Na+浓度升高 降低 细胞质Ca2+浓度升高 由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的泵，导致内流、 外流减少，故细胞内浓度升高，浓度降低，动作电位期间 的内流减少，B错误， C正确；细胞膜上的交换体（转入的同时排出）活动减弱， 外流减少，细胞内 浓度升高，心肌收缩力加强，A、D错误。 29 习题巩固 4.（2022·山东卷）和 是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，的吸收由 浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内 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.通过进入细胞消耗的能量 直接来自 B.通过 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 会加重铵毒 D.载体蛋白转运和 的速率与二者在膜外的浓度呈正相关 B 靠电位差驱动 细胞外酸化 NO3-是逆浓度 由题干信息可知，的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，所以 通过进入细胞消耗的能量不直接来自，A错误。分析题图可知， 进入根细胞膜是浓度梯度驱动的逆浓度梯度运输，所以通过 转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确。铵毒发生后，细胞外的 浓度增加，若增加细胞外的，可以促使向细胞内转运，减少细胞外的 ，从而减轻铵毒，C错误。据题意可知，载体蛋白从膜外到膜内转运 属于主动运输，主动运输的速率与膜外的浓度不呈正相关；从膜外到膜内转运 属于协助扩散，协助扩散的速率在一定范围内与膜外的浓度呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。 30 习题巩固 5.（2022·辽宁卷）水通道蛋白 是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种基因含量，发现和基因 含量无变化，而水肿组织基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是( ) A.人唾液腺正常组织细胞中 蛋白的氨基酸序列相同 B.蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗 C.检测结果表明，只有 蛋白参与人唾液腺水肿的形成 D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与 蛋白的数量有关 D 基因有3种，蛋白应该也有3种，故人唾液腺正常组织细胞中 蛋白的氨基酸序列不相同，A错误； 蛋白是一类细胞膜水通道蛋白，故不能与水分子结合，B错误；根据信息“和基因含量无变化，而水肿组织 基因含量是正常组织的2.5倍”可知，基因 含量在水肿组织和正常组织中有差异，但不能说明只有蛋白参与人唾液腺水肿的形成，C错误； 基因含量在水肿组织和正常组织中有差异，故形成的 蛋白的数量有差异，导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同，D正确。 31 习题巩固 6.(2024年1月·安徽高考适应性演练)骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度。骨骼肌细胞中Ca2＋主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是( 　 ) A.Ca2＋与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性 B.钙泵转运Ca2＋过程中，会发生磷酸化和去磷酸化 C.Ca2＋进入内质网是主动运输，出内质网是协助扩散 D.Ca2＋进入细胞质基质 的过程，需要与通道 蛋白结合 D 由题意并结合题图可知，钙泵运输Ca2＋的方式为主动运输，需要消耗ATP，当Ca2＋与钙泵上相应位点结合时，会激活ATP水解酶的活性，A正确。 钙泵转运Ca2＋过程中，ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，导致其空间结构发生变化，将 Ca2＋释放到膜另一侧，然后钙泵去磷酸化结构恢复到初始状态，为再次运输Ca2＋做准备，B正确。 Ca2＋进入内质网需要ATP提供能量、需要载体蛋白，运输方式为主动运输；钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度，所以细胞质基质中Ca2＋浓度低于内质网中Ca2＋的浓度，则Ca2＋出内质网需要通道蛋白的协助且为顺浓度梯度运输，运输方式为协助扩散，C正确。 Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要通道蛋白的协助，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。 32 7.研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是（ ） A.a类型中Y离子转运所需的能量 来自于X离子的转运过程 B.肌细胞吸收氨基酸分子是 通过c类型进行的 C.蓝细菌、水绵、叶肉细胞、 萤火虫发光器细胞内均可发生c类型 D.温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率 A 习题巩固 b类型 萤火虫发光器没有光合色素 氧气浓度只影响b类型 33 习题巩固 8.(2024·襄阳一模)植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探究大麦根对K＋的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和图乙所示。下列相关描述不正确的是(　 ) A.据图甲判断根毛细胞吸收K＋的方式为协助扩散 B.据图乙判断根毛细胞吸收K＋的方式为主动运输 C.根毛细胞在一定浓度的KNO3溶液中会发生质壁分离并自动复原 D.农田施肥的同时还要适当 浇水，有利于化肥中 无机盐的溶解吸收 A 或主动运输 据图甲判断，根毛细胞吸收K＋需要载体，可能是协助扩散或主动运输，A错误。 据图乙分析，根毛细胞吸收K＋需要能量，属于主动运输，B正确。 根毛细胞在一定浓度的KNO3溶液中时，当KNO3溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水发生质壁分离；在细胞失水的同时，K＋、NO3－ 通过主动运输进入细胞，使细胞液的浓度逐渐增大，细胞由失水转变为吸水，细胞发生自动复原，C正确。 无机盐只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因此农田施肥的同时还应该适当浇水，否则会影响植物对无机盐离子的吸收，D正确。 34 习题巩固 9.（2019全国2卷）某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H+-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是 (　 　) A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上， 蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外 B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用 导致H＋逆浓度梯度跨膜运输 C.H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供 D.溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞 C pH高= H+低 溶液pH明显降低= H+明显升高 ATP水解供能 35 习题巩固 10.（2022DCS周练）在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在 pH=4 的缓冲溶液中，使类囊体内外的 pH 相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是 （ ） A. 实验中溶液的 H+均来自水的裂解 B. 黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生 ATP C. 光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内 H+浓度较高 D. 若使类囊体的脂双层对 H+的通透性增大，ATP 生成量不变 C 黑暗条件下，水不光解 对 H+的通透性增大，内部H+到类囊体外，使类囊体外pH减小， ATP生成量减少。 36 习题巩固 1.H+泵 利用ATP逆浓度运输H+ 2.ATP合成酶 利用H+的浓度差合成ATP 主要分布在叶绿体内囊体膜上和线粒体内膜上 水 直接穿过磷脂双分子层： 自由扩散 水通道蛋白介导： 协助扩散 无机盐离子 一般为 主动运输 通过离子通道蛋白顺浓度进行：协助扩散 葡萄糖等有机小分子 一般为协助扩散，如进入红细胞 小肠上皮细胞、 肾小管上皮细胞等：主动运输 关键：是否需要水通道蛋白 关键：转运蛋白类型、 浓度梯度 关键：浓度梯度 三类常考物质进出细胞的方式 物质出入细胞的方式 四、胞吞、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。 注：①胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。②胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。③胞吞或胞吐穿膜层数为0层。 39 4.胞吐的特例 四、胞吞、胞吐 神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。 目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。 P选一29 胆固醇理论上可以穿过磷脂双分子层，但是在人体内胆固醇通常包裹在LDL（低密度脂蛋白）中，这样可在一定程度上避免胆固醇因水溶性低而沉积在血管壁上。 LDL 胆固醇 LDL受体 溶酶体 胆固醇 41 习题巩固 1.网格蛋白介导的胞吞作用是大多数细胞最主要的胞吞途径，当被转运的大分子物质与膜受体结合后，网格蛋白聚集在膜下，使细胞膜逐渐向内凹陷，形成网格蛋白包被小窝。小窝出芽，颈部缢缩，最终与细胞膜脱离，由网格蛋白包被的小泡进入细胞内。下列相关叙述错误的是(　 ) A A.该种运输过程对大分子物质的运输具有选择性，不消耗能量 B.该运输方式形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解 C.大分子物质通过胞吞进入细胞，是通过受体分子介导的 D.网格蛋白向膜下聚集的过程中引起细胞内生理变化等 一系列信号传递 胞吞既具有选择性也需要消耗能量，A错误。 42 习题巩固 2.(2023·全国甲卷)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。 下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是(　 ) A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 B 乙醇属于脂溶性有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误； 血浆中的K＋进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确； 抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程为胞吐，该过程也消耗能量，C错误； 葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。 43 习题巩固 教材隐性知识 3．(必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的__________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过______________________________来实现的。 载体蛋白　 细胞膜上载体蛋白的种类和数量 44 习题巩固 教材隐性知识 4.(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被________降解。 5.(必修1 P72“与社会的联系”)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过________作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过________作用“吃掉”肠壁组织细胞。 溶酶体 胞吐 胞吞 45 物质跨膜运输与细胞结构的关系 一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，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，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用。 ➾膜具选择透过性的结构基础 ➾膜具流动性 胞吞、胞吐 不同因素对物质跨膜运输的影响 02 47 ☞协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加， 原因是受 的限制。 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 一、浓度差对物质跨膜运输的影响 ❀浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 ，运输速率越 ； 大 大 载体数量 ☞主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加， 原因是受 的限制。 载体数量和能量 O 运输速率 浓度差 自由扩散 O 运输速率 浓度差 协助扩散/主动运输 Q点 48 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 二、载体数量对跨膜运输的影响 ❀载体主要影响 和 。 其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体数量的影响。 协助扩散 主动运输 O 运输速率 转运蛋白数量 自由扩散 O 运输速率 转运蛋白数量 协助扩散 O 运输速率 载体蛋白数量 主动运输 Q点：能量的限制 49 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 三、氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响 进而影响主动运输的速率。 1.P点时， 为离子的吸收提供能量。 无氧呼吸 2.PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ， 主动运输的速率也越大。 多 3.Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量 以及其他的限制因素运输速率不再增加。 细胞呼吸 O 运输速率 氧气含量 自由扩散/协助扩散 O 运输速率 氧气含量 主动运输 P Q 50 不同因素对物质跨膜运输方式的影响 四、温度对跨膜运输的影响 1.同一种植物对不同离子的吸收量不同， 取决于膜上不同种类的离子载体蛋白的数量。 ( ) 2.不同植物对同一种离子的吸收量不同， 取决于不同植物的细胞膜上该离子载体蛋白的数量。 ( ) 3.抑制某载体蛋白活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止， 对其他物质运输不影响。 ( ) 4.胞吞和胞吐只能运输大分子物质或颗粒。 ( ) √ √ √ × 温度 生物膜的流动性 酶活性 呼吸速率 物质运输速率 影响 影响 影响 51 有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉” 1.需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。 2.消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。 3.从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 4.影响协助扩散运输速率的因素除转运蛋白数量外，不要漏掉浓度差。 5.与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的 合成场所——核糖体。 6.运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外， 不要漏掉协助扩散。 探究物质跨膜运输的实验设计 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 A.细胞膜上蛋白高磷酸化水平 是其提高 外排能力所必需的 B.蛋白磷酸化被抑制，促进 外排，从而减轻其对细胞 的毒害 C.敲除 基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 习题巩固 1.（2023·湖南卷）盐碱胁迫下植物应激反应产生的 对细胞有毒害作用。禾本科农作物蛋白通过调节细胞膜上 蛋白磷酸化水平，影响 的跨膜转运，调节机制如图所示。下列叙述错误的是( ) B 由题图信息可知，蛋白缺陷可以促进蛋白的磷酸化，进而促进 的外排，A正确；据题图的信息可知，蛋白能够抑制 蛋白的磷酸化，减少 的外排，导致抗氧化胁迫能力弱，不能减轻其对细胞的毒害，B错误；结合对A选项的分析可推测，敲除 基因或降低其表达可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力，进而提高其成活率，C正确；从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因，可通过基因工程技术改良农作物抗逆性，D正确。 54 习题巩固 2.（2023·山东一模）健康人原尿中葡萄糖的浓度与血浆中的基本相同，而尿液中几乎不含葡萄糖。肾小管对葡萄糖重吸收主要依靠上皮细胞的钠—葡萄糖协同转运蛋白；原尿中的葡萄糖借助于 的转运被肾小管主动重吸收。下图表示肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖等物质的过程。下列有关说法错误的是( ) A. 进入肾小管上皮细胞的方式是协助扩散 B.肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的过程不直接消耗 C.细胞呼吸强度会影响钠钾泵运输和 的速率 D.影响肾小管上皮细胞对葡萄糖重吸收的因素 只有 的数量 D 的数量、细胞呼吸强度、钠离子浓度差等 据分析可知，进入肾小管上皮细胞的方式是协助扩散， 运出肾小管上皮细胞的方式是主动运输，A正确；肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的过程，消耗由 在细胞内外浓度差而形成的势能，不直接消耗，B正确；钠钾泵运输和 为逆浓度梯度的主动运输，需要的能量来自 的水解，所以细胞呼吸强度会影响钠钾泵运输和 的速率，C正确；由分析可知，肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，因此影响肾小管上皮细胞对葡萄糖重吸收的因素有 的数量、细胞呼吸强度、钠离子浓度差等，D错误。 55 习题巩固 3.（2021·山东卷）液泡是植物细胞中储存的主要细胞器，液泡膜上的 焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输，建立液泡膜两侧的 浓度梯度。该浓度梯度驱动通过液泡膜上的载体蛋白完成跨膜运输，从而使以与 相反的方向同时通过 进入液泡并储存。下列说法错误的是( ) A A.通过 的跨膜运输方式属于协助扩散 B.通过 的运输有利于植物细胞保持坚挺 C.加入焦磷酸酶抑制剂，通过 的运输速率变慢 D. 从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输 主动运输 通过的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由 顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；通过 的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压有利于植物细胞从外界吸收水分，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入 焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的浓度降低，液泡膜两侧的 浓度梯度差减小，为 通过的运输提供的能量减少，C正确； 从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量，为主动运输，D正确。 56 习题巩固 4.（2023·沈阳期末）下图甲为几种物质进行跨膜运输的示意图，图乙为氧气 浓度与某物质跨膜运输速率关系图，下列叙述正确的是( ) 甲 乙 A.图甲中的载体1有特异性，载体2无特异性 B.图乙可表示图甲中氨基酸跨膜运输速率与氧气浓度的关系 C.图乙中限制、、 三点运输速率的主要因素都是能量 D.大分子进入细胞的速率与氧气浓度有关，与膜蛋白无关 B 主动运输 都有特异性 c点是载体数量 大分子进入细胞属于胞吞作用，需要能量， 运输速率与氧气浓度有关，也需要膜蛋白的识别 据图可知，载体1只能运输氨基酸，载体2只能运输葡萄糖和钠离子，说明载体1和载体2都具有特异性，A错误。图甲中氨基酸是逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗能量，图乙可表示图甲中氨基酸跨膜运输速率与氧气浓度的关系，B正确。图乙中、两点都是随着能量增加，运输速率增加，此时限制、 两点运输速率的主要因素是能量； 点随着能量增加，运输速率不再发生改变，限制其运输速率的主要因素是载体蛋白数量，C错误。大分子进入细胞属于胞吞作用，需要能量，运输速率与氧气浓度有关，也需要膜蛋白的识别，D错误。 57 网络构建 THANKS 作业 完成小本，明天收 59 $$