2026届高三生物一轮复习讲义第3讲 物质出入细胞的方式

第三单元 物质进出细胞的方式 （1）细胞的吸水和失水 【高考考情分析】 · 命题规律 · 题型方面：多以选择题形式出现，有时也会在非选择题中结合其他知识点进行考查 · 情境设置方面：创设的情境较为多样，常结合具体的生理过程或实验现象 · 能力考查方面： · 考查对概念、原理的理解能力 · 通过图解、表格等形式，考查解读图、表的能力 · 通过对实验现象的分析，考查实验原理的理解应用和对实验现象的分析处理能力 · 命题趋势 · 未来高考在这部分内容的考查上，仍将注重对基础知识的理解和应用，可能会更加紧密地联系实际生活和科研成果，创设新颖的情境，考查考生运用所学知识解决实际问题的能力 · 对实验设计和分析能力的考查也可能会有所加强，如让考生设计实验探究某种物质的运输方式或影响因素 【思维导图】 【基础知识梳理】 一、被动运输 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 载体 不需要 需要 运输动力 浓度差 浓度差 影响因素 温度、浓度差 温度、浓度差、载体蛋白的种类和数量 举例 气体：O2、CO2 脂溶性小分子有机物：甘油、乙醇等 离子和一些小分子有机物 二、主动运输和胞吞、胞吐 主动运输 胞吞 胞吐 运输方向 低浓度→高浓度 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 载体 需要 不需要 不需要 运输动力 能量（ATP） 能量（ATP） 能量（ATP） 影响因素 温度、载体蛋白的种类和数量、能量 温度、能量 温度、能量 举例 Na+、K+和Ca2+等离子 白细胞吞噬细菌等 分泌蛋白、神经递质的分泌、释放等 【重难点解析】 一、物质出入细胞方式的判断 1.物质出入细胞方式的分析判断 （1）根据分子的大小、是否需要能量和转运蛋白进行判断 （2）根据运输方向判断 · 顺浓度梯度的跨膜运输方式一般是自由扩散或协助扩散 · 逆浓度梯度的跨膜运输方式一般是主动运输 物质运输的6个“不一定” ① 消耗能量的运输方式不一定是主动运输，胞吐、胞吞也消耗能量，但逆浓度梯度的跨膜运输一定不是被动运输 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，这种情况穿膜层数为0 ③ 无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如神经细胞的 K+外流和 Na+内流为协助扩散 ④ 需要载体蛋白的不一定是主动运输，有些物质的协助扩散也需要载体蛋白 ⑤ 通过胞吞、胞吐方式运输的不一定都是大分子，如神经递质通过胞吐释放 ⑥ 同一种物质的跨膜运输方式不一定相同，如小肠绒毛的微绒毛中有两种运输葡萄糖的转运蛋白，总体来说提高了对葡萄糖的吸收能力。既有协助扩散的转运蛋白，也有主动运输的载体蛋白，可以在吸收葡萄糖的过程中尽可能减少能量 2.协同运输 · 协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式 · 物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵 · 在动物细胞中，参与协同运输的离子常常是 Na+，如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或各种氨基酸，就是伴随 Na+从细胞外流入细胞内而完成的 小肠上皮细胞从肠腔中摄取葡萄糖时，虽然肠腔中的葡萄糖浓度很低，但小肠上皮细胞仍能从肠腔中吸收葡萄糖。这是因为在小肠上皮细胞的肠腔面侧分布着 Na+﹣葡萄糖转运体，其上有两个结合位点，可分别与肠腔中的 Na+和葡萄糖相结合（如图所示）。 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，葡萄糖的运输方式属于主动运输（主动运输并非都直接消耗ATP) 二、影响物质跨膜运输速率的因素 1.内部因素：转运蛋白的种类、数量 （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，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，属于跨膜蛋白，可在被动运输与主动运输中起作用。有特异性结合位点，可同特异性物质结合，具有饱和性 自由扩散 主动运输或协助扩散 （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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。通道蛋白具有选择性，转运速率高，可在协助扩散中起作用，不具有饱和性 通道蛋白和载体蛋白不一定只运输一种离子或分子 2.外部因素：物质的浓度、氧气、温度等 （1）浓度差对物质跨膜运输的影响： · 物质通过自由扩散方式运输时，浓度差越大，运输速率越大 · 物质通过协助扩散和主动运输方式运输时，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加的原因是受载体数量等的限制 自由扩散 主动运输或协助扩散 （2）氧气含量对跨膜运输的影响： · 通过影响细胞呼吸来影响主动运输的速率 ①P点时，无氧呼吸为主动运输提供能量 ②PQ段：随着氧气浓度升高，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率也增大 ③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体种类和数量以及其他因素的限制，运输速率不再增加。 ④当横坐标为细胞呼吸强度且呼吸强度为0时，不能进行主动运输 （3）温度对跨膜运输的影响： · 一方面温度通过影响分子运动而影响自由扩散 · 另一方面温度直接影响蛋白质的活性，从而影响协助扩散和主动运输 · 也可通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输 总结 ①影响自由扩散的因素： 细胞膜内外物质的浓度差 ②影响协助扩散的因素： a.细胞膜内外物质的浓度差 b.细胞膜上载体的种类和数量 ③影响主动运输的主要因素 : a.载体 b.能量：凡是能影响细胞内能量产生的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等 【技巧归纳】 · 解题技巧：图像题与实验题 · 图像题突破口 ① 横坐标为时间 / 浓度，纵坐标为运输速率： · 自由扩散：斜率不变（无载体饱和） · 协助扩散 / 主动运输：先上升后平缓（受载体数量限制） ② 有能量抑制剂影响： · 主动运输速率下降，被动运输不受影响 · 实验设计思路 · 验证 “主动运输需耗能”： · 一组加呼吸抑制剂（抑制能量），一组不加，观察物质运输速率差异 · 区分自由扩散与协助扩散： · 加入载体蛋白抑制剂，协助扩散速率下降，自由扩散不受影响 【重点题型突破】 1．（2024·海南·高考真题）许多红树植物从含盐量高的泥滩中吸收盐分，并通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害。下列有关这些红树植物的叙述，正确的是（    ） A．根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，有利于水分的吸收 B．根细胞通过自由扩散的方式吸收泥滩中的K+ C．通过叶表面的盐腺将盐排出体外，不需要ATP提供能量 D．根细胞主要以主动运输的方式吸收水分 【答案】A 【分析】植物吸收土壤中的无机盐离子往往是逆浓度运输，属于主动运输，消耗能量，使细胞液的浓度升高，增强了植物细胞的吸水能力，从而适应盐碱环境。 【详解】A、根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，提高细胞渗透压，有利于水分的吸收，A正确；B、根细胞通过主动运输的方式吸收泥滩中的K+，B错误；C、根据题干，通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害，所以运输方式属于主动运输，需要ATP提供能量，C错误；D、根细胞吸收水分的原理是渗透作用，运输方式是被动运输，D错误。 2．（2024·贵州·高考真题）茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后，随着植物的生长；吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白，硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是（    ） A．硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收 B．硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系 C．硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白 D．利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式 【答案】C 【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输，该运输方式的特点是：从低浓度一侧运输到高浓度一 侧，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。 【详解】A、硒酸盐是无机盐，必须以离子的形式才能被根细胞吸收，A正确；B、根据题意，由于根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐，故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系，B正确；C、硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，故不需转运蛋白，C错误；D、利用呼吸抑制剂处理根细胞，根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可推测硒酸盐的吸收方式，D正确。 3．（2024·浙江·高考真题）植物细胞胞质溶胶中的、通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度 B．、通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C．Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 【答案】C 【分析】液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质，说明H+运出液泡是顺浓度梯度，因此方式是协助扩散；液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输。 【详解】A、由图可知，细胞液的pH3-6，胞质溶胶的pH7.5，说明细胞液的H+浓度高于细胞溶胶，若要长期维持膜内外的H+浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H+运输到细胞液中，A正确；B、通过离子通道运输为协助扩散，、通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；C、液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H+电化学梯度提供，C错误；D、白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。 4．（2024·北京·高考真题）胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（    ） A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面 B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与 C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性 D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子 【答案】C 【分析】溶酶体中含有多种水解酶（水解酶的本质是蛋白质），能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。 【详解】A、磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以头部位于复合物表面，A错误；B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，然后与溶酶体融合后，释放胆固醇，B错误；C、胞吞形成的囊泡（单层膜）能与溶酶体融合，依赖于膜具有一定的流动性，C正确；D、胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质，D错误。 5．（2024·甘肃·高考真题）维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜（或液泡膜）上的H+-ATP酶（质子泵）和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外（或液泡中），以维持细胞质基质中的低Na+水平（见下图）。下列叙述错误的是（    ）    A．细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变 B．细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外 C．H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运，但不影响Na+转运 D．盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高 【答案】C 【分析】1、由图可知，H+-ATP酶（质子泵）向细胞外转运H+时伴随着ATP的水解，且为逆浓度梯度运输，推出H+-ATP酶向细胞外转运H+为主动运输； 2、由图可知，H+进入细胞为顺浓度梯度运输，Na+出细胞为逆浓度梯度运输，均通过Na+-H+逆向转运蛋白，H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力，由此推出Na+-H+逆向转运蛋白介导的Na+跨膜运输为主动运输。 【详解】A、细胞膜上的H+-ATP酶介导H+向细胞外转运时为主动运输，需要载体蛋白的协助。载体蛋白需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变，A正确；B、H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力，B正确；C、H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运，进而影响膜两侧H+浓度，对Na+的运输同样起到抑制作用，C错误；D、盐胁迫下，会有更多的Na+进入细胞，为适应高盐环境，植物可能会通过增加Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平，以增加Na+-H+逆向转运蛋白的数量，将更多的Na+运出细胞，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$