内容正文:
第07讲
物质运输
北京专用
讲师:xxx
2026年高考一轮复习
1
01
考情解码·考点定标
智能导览·极速定位
02
体系构建·思维领航
03
考点突破·考向探究
04
真题感知·命题洞见
考点一 水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
考向1 质壁分离与复原实验分析
考点二 物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
知识点2 影响物质跨膜运输的因素
知识点3 探究物质跨膜运输方式的实验
考向1 物质运输方式的判断
05
学以致用·能力提升
长句作答类
含2025高考真题
01 考情解码·考点定标
考情解码·考点定标
考情
分析 1.从命题题型和内容上看,选择题和非选择题都有涉及,难度不大,重点是物质运输方式的判断。
2.命题趋势
(1)选择题:侧重基础概念辨析(如运输方式判断)、实验现象分析(如质壁分离复原条件);
(2)非选择题:结合实验设计(如运输方式探究)或综合情境(如液泡离子运输机制)。
3.易错点与难点
(1)混淆自由扩散与协助扩散;误认为所有离子运输为主动运输;忽略协同运输。
(2)膜蛋白功能混淆;膜流动性与运输速率的关系。
复习目标 1.掌握物质运输方式的判断。
2.膜蛋白的类型与功能(载体蛋白、通道蛋白、受体蛋白)。
3.掌握主动运输与协同运输的区别。
高频考点 考查形式 真题统计
水进出细胞的原理 选择题 2025北京卷,T15
物质进出细胞的方式 选择题/非选择题 2024北京卷,T3;2022北京卷,T16
4
02 体系构建·思维领航
体系构建·思维领航
被动运输
渗透现象及原理分析
渗透作用:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程
渗透作用产生的条件:具有半透膜;半透膜两侧的溶液具有浓度差
动植物细胞的吸水和失水
动物细胞
植物细胞
实验材料:哺乳动物的红细胞
半透膜:细胞膜;浓度差:细胞质与外界溶液浓度差
半透膜:原生质层(细胞膜、液泡膜及两者间的细胞质)
质壁分离及复原可以用于鉴定植物细胞的死活
被动运输
被动运输概念: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
自由扩散:运输方向:高浓度→低浓度;不需要转运蛋白,不消耗能量
协助扩散:运输方向:高浓度→低浓度;需要转运蛋白,不消耗能量
体系构建·思维领航
主动运输
概念:物质逆浓度梯度跨膜运输,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。
特点
运输方向:一般为低浓度→高浓度
特点:需要载体蛋白,消耗能量
胞吞胞吐
胞吞:当细胞摄取大分子时,首先是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,这种现象叫作胞吞
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,这种现象叫作胞吐
特点:不需要载体蛋白,需要细胞膜上特定蛋白质的识别;需要细胞呼吸所释放的能量。
03 考点突破·考向探究
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
1.渗透作用
(1)概念: 。
(2)发生的条件: ; 。
水分子(或其它溶剂分子)通过半透膜的扩散
需要半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
2.渗透系统
(1)组成:一个完整的渗透系统,由两个溶液体系(S1、S2)以及两者中间的半透膜组成,如图。
(2)水分的流动判断:
①当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由 流向 (总趋势);
②当溶液浓度S1 <S2时,水分就通过半透膜由 流向 (总趋势)。
S2
S1
S1
S2
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
渗透现象分析
1.水运输的方向:
水分子的移动方向是双向的,但最终呈现的结果是单位体积内水分子数多(低浓度)的溶液流向单位体积内水分子数少(高浓度)的溶液。
2.液面高度不发生变化,水分子双向运动速率相等,动态平衡。即渗透平衡≠浓度相等。
3.平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等,S1与S2的浓度差越大,高度差就越大。
结果分析
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
渗透现象分析
4.溶液渗透压:指溶液中溶质微粒对水的吸引力,大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
注意:
渗透≠扩散,渗透作用必须通过半透膜,扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。
结果分析
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
半透膜只允许水分子通过
深度拓展
现象:液面不变
10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大,因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移动,右侧液面升高。
蔗糖被水解为两分子单糖,导致左侧浓度升高,水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移动,则左侧液面升高,最终高于右侧。
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
溶质能通过半透膜的渗透装置
深度拓展
S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜
① S1的物质的量浓度大于S2的物质的量浓度
S2液面先下降
当S1中的溶质透过半透膜进入S2
S2液面升高,最终高于S1
② S1的物质的量浓度小于S2的物质的量浓度
S1液面始终低于S2液面
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
溶质能通过半透膜的渗透装置
深度拓展
S1和S2是同种溶质,且能透过半透膜, S1溶液浓度大于S2溶液浓度
①由于半透膜两侧存在浓度差,由S2 →S1的水分子数多于S1 →S2的。导致S1液面上升。
②随后S1中的溶质透过半透膜进入S2 ,浓度差逐渐减小,S1和S2的溶液浓度相等,液面持平。
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
半透膜的面积不同
深度拓展
A、B两个漏斗中液体体积和浓度相同
最终液面高度相同,但是A漏斗的半透膜面积大,吸水快。
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
漏斗的积不同
深度拓展
溶液体积大,吸收水多,液面高度大
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点1 渗透作用的原理
探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)
深度拓展
烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论
变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜,而淀粉不能
不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜,而碘不能
变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水(以水进出哺乳动物成熟红细胞为例)
(1)原理:动物细胞的 相当于半透膜,细胞质与外界溶液间存在浓度差。
(2)实验现象
细胞膜
①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒ 。
②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒ 。
③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒ 。
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞保持原状
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
2.水进出植物细胞的原理
(1)条件:活的(前提条件)成熟的(具有中央大液泡)植物细胞。
(2)原理
满足发生渗透作用的条件
①具有半透膜- 相当于半透膜;
②半透膜两侧的溶液具有浓度差:细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
原生质层
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
(3)现象
①当外界溶液浓度>细胞液浓度时,植物细胞 ,发生 现象。
②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时外界清水浓度<细胞液浓度,植物细胞可发生 现象。
失水
质壁分离
质壁分离复原
“质”指的是原生质层
“壁”指的是细胞壁
重点提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
半透膜与选择透过性膜
1.不同点
(1)半透膜指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的薄膜,物质能否透过取决于分子的大小。
(2)选择透过性膜是具有生物活性的生物膜,转运蛋白决定了生物膜对不同物质是否吸收,具有选择性。细胞死亡后,生物膜的选择透过性丧失。
2.联系:选择透过性膜是一种半透膜。
易错提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
植物细胞的吸水和失水
1.植物细胞吸水不会破裂的原因将一个成熟植物细胞放在清水中,细胞不会破裂,细胞体积略有增大,是因为植物细胞具有有支持和保护作用的细胞壁。
2.细胞壁和细胞膜之间的溶液是外界溶液,这是因为植物细胞壁具有全透性。
3.当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时,细胞可能正在失水,可能正在吸水,可能处于平衡状态,也可能已死亡。
易错提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
1.探究植物细胞的吸水和失水
(1)实验原理
内因:① ;
② ;
外因:细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
原生质层比细胞壁的伸缩性大
(2)选材:
活的成熟植物细胞可以发生质壁分离和质壁分离的复原。
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的细胞液呈紫色,有利于观察。(如果细胞无色,可在外界溶液中加染料,便于观察)
根尖分生区细胞不会发生质壁分离,因为它无大液泡,主要进行吸胀吸水。
黑藻是高等植物细胞,含有大液泡和大而清晰的叶绿体,能观察到质壁分离及复原现象。
重点提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
(3)实验过程
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
盖上盖玻片,制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴0.3g/mL的蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引
观察
(4)实验现象:中央液泡逐渐变小,颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
在盖玻片的一侧滴加清水,在另一侧用吸水纸吸引
现象: ,原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁;细胞大小基本不变。
中央液泡逐渐变大,颜色变浅
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
实验注意事项
(1)选择有中央液泡且液泡带有颜色的细胞作为实验材料,以便于观察。
(2)选材必须是活细胞,死细胞不会出现质壁分离及复原现象。
(3)试剂选择应以不伤害细胞为前提,常用的试剂是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液。蔗糖溶液浓度过高,会导致细胞因失水过多而死亡。
(4)实验中,当质壁分离现象出现后,观察时间不宜过长,以防止细胞因长期处于失水状态而死亡,影响复原现象的观察。
(5)本实验存在两组对照实验,均为自身前后对照。自身前后对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。
易错提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
质壁分离和复原能否发生的判断方法
(1)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞不发生质壁分离现象。
②成熟植物细胞具有中央大液泡,易发生质壁分离现象,而未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞等)不具有中央大液泡,不易发生质壁分离现象,但不能自动复原。
③细菌细胞也能发生质壁分离现象(广义上),但不明显。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质不能穿膜)的溶液中发生质壁分离现象,但不能自动复原。
②在一定浓度(溶质可穿膜)的溶液中发生质壁分离后可自动复原,如KNO3、甘油等。
易错提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点2 动植物细胞的吸水和失水
KNO3溶液造成质壁分离后自动复原现象的原因分析
a.外界KNO3溶液浓度大于细胞液浓度,细胞失水发生质壁分离。
b.K+、NO3-可以进入细胞(方式是主动运输),使细胞液浓度增大,当细胞液浓度大于外界KNO3溶液浓度,细胞吸水发生质壁分离复原。
③在高浓度溶液中质壁分离现象明显,因为溶液浓度过高,细胞过度失水而死亡。
④在对细胞有破坏性的溶液中,细胞因死亡不能发生质壁分离。
易错提醒
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
(5)质壁分离的应用
①判断成熟植物细胞是否有生物活性;只有活的植物细胞才能发生质壁分离。(台盼蓝染色排除法,观察细胞质流动也可以判断细胞的死活)
待测成熟植物细胞
一定浓度
蔗糖溶液
镜检
发生质
壁分离
无质壁
分离
活细胞
死细胞
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
②测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞
一系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度;
不同浓度的植物细胞
同一浓度蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之则细胞液浓度越大
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原
④鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)。
成熟植
物细胞
不同种
类溶液
镜检
只发生
质壁分离
质壁分离
后自动复原
溶质不能透过原生质层(如蔗糖溶液)
溶质能透过原生质层(如KNO3溶液)
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
考向1 质壁分离与复原实验分析
1.(2025·北京大兴·模拟预测)研究人员将经不同预处理后的玉米根原生质体(质膜富含水通道蛋白)转入低渗溶液中进行实验,结果如图所示。下列分析错误的是( )
HgCl2会使蛋白质(水通道蛋白)变性,而抗血清与原生质体质膜上水通道发生特异性结合,抗血清抑制原生质体膨胀的作用机理与HgCl2不同,C错误
C
A.对照组原生质体在低渗溶液中快速膨胀并破裂
B.抗血清与原生质体质膜上水通道发生了特异反应
C.抗血清抑制原生质体膨胀的作用机理与HgCl2相同
D.β-巯基乙醇可以逆转HgCl2 对原生质体膨胀的抑制作用
1.对照;2.抗血清组;
3.HgCl2组;4.HgCl2 +β-巯基乙醇组
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
考向1 质壁分离与复原实验分析
2.(2025·浙江·模拟预测)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3g/ml的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察,结果如图。下列叙述正确的是( )
若向载玻片中滴加清水,细胞会渗透吸水,视野中的细胞会发生质壁分离复原,B正确
B
A.图中L是细胞壁,M是液泡,N是细胞质
B.向载玻片中滴加清水,视野中的细胞会发生质壁分离复原
C.实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞壁没有伸缩性
D.若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料,不会发生质壁分离
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
考向1 质壁分离与复原实验分析
3.(2025·北京·模拟预测)生物学实验需选择合适的实验材料才能达成相应的目的,用黑藻叶片作为实验材料不能完成的实验是( )
A.观察细胞质的流动
B.观察质壁分离与复原
C.光合色素的提取与分离
D.观察有丝分裂过程
黑藻叶片中叶肉细胞是高度分化的细胞,不能进行细胞分裂,因此不能用于有丝分裂的观察,D正确。
D
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
考向1 质壁分离与复原实验分析
4.(2025·北京昌平·二模)下列关于显微观察相关的实验,叙述正确的是( )
A.高浓度蔗糖溶液处理紫色洋葱细胞,无法观察到质壁分离现象
B.用血细胞计数板计数时,可先放盖玻片再从边缘处滴加培养液
C.观察根尖细胞有丝分裂时,可观察到一个细胞连续分裂的过程
D.观察细胞质流动的实验,应选择无色透明的植物细胞以便观察
血细胞计数板使用时需先放置盖玻片,再滴加培养液,避免气泡产生,B正确
B
考向研析
知识夯基
考点一
水进出细胞的原理
考向1 质壁分离与复原实验分析
5.(2025·北京石景山·一模)某同学利用伊乐藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验(如下图)。下列叙述正确的是( )
A.观察叶绿体和细胞质流动时,需对细胞进行染色
B.与图甲细胞相比,图乙细胞因失水体积明显变小
C.将图乙细胞置于清水中,能复原则表明细胞未失活
D.图乙细胞中③与④的分离,与③的选择透过性无关
若将发生质壁分离的细胞重新置于清水中,可因渗透作用重新吸水而发生质壁分离复原,说明细胞仍具活性,C正确
C
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
1.被动运输
(1)概念:像水分子这样,物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学物质所释放的能量,这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。
(2)被动运输包括: 和 。
自由扩散
协助扩散
2.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: ; ; 。
顺浓度梯度运输
不需要转运蛋白协助
不需要消耗能量
(3)实例: 。
气体、水、尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
3.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,叫做协助扩散(易化扩散)。
(2)特点:
① ;
② ;
③ 。
顺浓度梯度运输
需要转运蛋白协助
不需要消耗能量
(3)实例: 。
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
被动运输的易错点
1.自由扩散和协助扩散的动力均来自细胞内外物质的浓度差。
2.扩散的速率还与被运输物质的分子大小及其脂溶性程度等有关。一般分子越小、脂溶性越强,运输速率越快。
3.水分子主要通过协助扩散方式进出细胞,也可以通过自由扩散方式进出细胞。水的协助扩散速度大于自由扩散速度。
易混易错
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
比较载体蛋白和通道蛋白的异同
(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。
(2)通道蛋白
只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过;不需要与分子或离子结合。
易混易错
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
比较载体蛋白和通道蛋白的异同
(3)转运蛋白的特性
①化学本质均为蛋白质。
②专一性:一种转运蛋白在对细胞内外物质进行转运时只能转运一种或性质非常相近的一类物质。
③饱和性:细胞膜上的转运蛋白数量有限,在转运过程中当所有转运蛋白都已承担相应的转运任务时,转运的速率不再因其他条件而加快。
④均具有可重复使用性。
易混易错
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
4.主动运输
(1)概念:物质 梯度跨膜运输,需要 的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 。
逆浓度
载体蛋白
能量
(2)特点:逆浓度梯度运输;需要载体;需要消耗能量。
(3)过程
①被运输的物质与膜上载体蛋白结合
②在能量的推动下,载体蛋白的空间结构发生变化,转运并释放
③载体蛋白恢复原状,又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
(4)实例:
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、氨基酸等。
(5)意义:保证了活细胞能够按照生命活动的需要,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。
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
5.两种主动运输
第一类:直接消耗ATP的主动运输。通常称为泵(ATP驱动泵)
Na+-K+泵
H+泵
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
第二类:间接消耗ATP的主动运输(协同转运)
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。
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
协同转运蛋白
(1)机理:使一种离子或分子逆浓度梯度的转运与另一种或多种其他溶质顺着电化学梯度或浓度梯度的转运偶联起来。
(2)协同转运:协同转运蛋白介导的各种离子和分子的跨膜运动。
①同向协同转运:偶联物的运输方向相同。
②反向协同转运:偶联物的运输方向相反,如细胞膜上Na+/H+交换载体在完成H+输出细胞的同时伴随Na+输入细胞。
深度拓展
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
第三类:光驱动泵
主要发现于细菌细胞,对溶质的主动运输与光能的输入相偶联,如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
6.胞吞和胞吐
(1)一些大分子或物质团块的运输,是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
(2)当细胞摄取大分子时,首先是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,这种现象叫作胞吞。
特点:需要消耗能量;不需要载体,但是需要膜蛋白的参与;依赖膜的流动性--结构基础
重点提醒
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
(3)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,这种现象叫作胞吐。
①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。
②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输,如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
重点提醒
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点1 物质出入细胞方式的类型
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 否
是否消耗能量 否
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
否
是
否
是
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点2 影响物质跨膜运输的因素
1.物质浓度(在一定的浓度范围内)
(1)自由扩散不需要转运蛋白和能量,所以物质运输速率与物质浓度成正比。
(2)协助扩散和主动运输需要转运蛋白,所以当所有的转运蛋白都被利用了之后,物质的运输速率将达到最大(b点),此时限制物质运输速率的因素是转运蛋白的数量。
(3)由于主动运输可以逆浓度梯度运输物质,因此当细胞内浓度大于细胞外浓度时,物质仍可以被吸收进入细胞。
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点2 影响物质跨膜运输的因素
2.O2的浓度
(1)自由扩散或协助扩散不需要能量,所以氧气浓度变化不会影响其运输速率。
(2)Q点时,物质运输所需的能量由无氧呼吸提供;QP段表明随着O2浓度的增加,有氧呼吸产生的能量增多,主动运输的速率增大;P点以后,当O2浓度达到一定程度后,受载体蛋白数量的限制,运输速率不再增加。
Q
P
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点2 影响物质跨膜运输的因素
3.温度
流动性
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点3 探究物质跨膜运输方式的实验
1.探究是自由扩散还是协助扩散
植株+培养液
蛋白抑制剂(或蛋白酶)
对某离子吸收减弱或停止
不影响离子吸收
协助扩散
自由扩散
2.探究是主动运输还是被动运输的方法
植株+培养液
呼吸抑制剂
对某离子吸收减弱或停止
不影响离子吸收
主动运输
被动运输
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
知识点3 探究物质跨膜运输方式的实验
柽柳(见下图)是强耐盐植物,它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输?如果要设计实验加以证明,请说出实验思路。
①将若干生长状况相似的怪柳幼苗,均分为甲、乙两组
②甲组:
乙组:
幼苗+溶液(K+)+正常呼吸条件
幼苗+溶液(K+)+抑制呼吸作用
相同且适宜环境培养一段时间,测定吸收速率
③若两组吸收速率相同,被动运输;若甲组>乙组,则主动运输。
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
考向1 物质运输方式的判断
1.(2025·北京西城·二模)离子的跨膜运输需转运蛋白的协助,图为钾离子通道模式图,相关叙述正确的是( )
A.通道蛋白对转运的离子具有选择性
B.K+通过钾离子通道运输消耗ATP
C.K+只能借助钾离子通道进出细胞
D.通道蛋白协助离子运输属于自由扩散
A
K+通过钾离子通道运输不消耗ATP,B错误
K+也可以通过其他转运蛋白的协助进行跨膜运输,如钠钾泵,C错误
通道蛋白协助离子运输属于协助扩散,D错误
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
考向1 物质运输方式的判断
2.(2025·北京昌平·二模)小肠上皮细胞吸收葡萄糖(Glc)的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
D
SGLT的转运过程依赖于细胞内外钠离子的浓度梯度,而钠钾泵负责维持这一梯度。如果钠钾泵被抑制剂抑制,细胞内外钠离子的浓度梯度将无法维持,进而影响SGLT对葡萄糖的转运,D错误
A.GLUT2转运葡萄糖的方式为协助扩散
B.钠钾泵消耗的ATP可来源于细胞呼吸第一阶段
C.图中葡萄糖的吸收途径均需载体蛋白协助
D.钠钾泵抑制剂不会影响SGLT转运葡萄糖
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
考向1 物质运输方式的判断
3.(2025·北京丰台·一模)白色念珠菌是一种常见的真菌病原体,其Ⅴ型质子泵通过调控液泡内pH影响生理和毒性。V型质子泵结构如图所示,其中亚基具有真菌特异性。相关叙述错误的是( )
C
通道蛋白协助离子运输属于协助扩散,D错误
A.白色念珠菌具有成形的细胞核
B.V型质子泵既水解ATP又转运H+
C.若V型质子泵无法工作,液泡内pH下降
D.V0C亚基可作为抗白色念珠菌感染的靶点
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
考向1 物质运输方式的判断
4.(2025·北京房山·一模)盐胁迫下,大豆根部细胞降低细胞质中Na+浓度的机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白A转运Na+时会发生构象改变
B.Na+通过载体蛋白A和B的运输方式为协助扩散
C.Na+通过囊泡运输到液泡的过程,依赖于膜的流动性
D.上述Na+的转运机制是细胞对高盐胁迫的一种适应
B
由图可知,Na+通过载体B为顺浓度梯度的运输,方式为协助扩散,Na+通过载体A转运时需要H+势能提供能量,运输方式是主动运输,B错误
考向研析
知识夯基
考点二
物质进出细胞的方式
考向1 物质运输方式的判断
5.(2025·北京顺义·一模)盐胁迫下,植物细胞膜上的H+-ATP酶和SOS1(Na+-H+逆向转运蛋白)协同作用,将Na+运出细胞,以维持胞内的低Na+水平(如图)。相关叙述错误的是( )
A.H+由H+-ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B.H+由SOS1运入细胞的方式为协助扩散
C.膜两侧的H+浓度梯度驱动Na+运出细胞
D.H+-ATP酶抑制剂可使胞内Na+水平降低
D
H+-ATP酶抑制剂会抑制H+-ATP酶的活性,使得H+运出细胞的过程受阻,膜两侧H+浓度梯度难以维持,进而影响SOS1(Na+-H+逆向转运蛋白)将Na+运出细胞,这样会导致胞内Na+水平升高,而不是降低,D错误
考向研析
知识夯基
04 真题感知·命题洞见
真题溯源·考向感知
1.(2025·四川·高考真题)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2,相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C.转运蛋白W能同时转运两种物质,故不具特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
B
A、从图中看出,转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞,A错误;
B、胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度,属于主动运输,需要消耗能量,能量由组氨酸浓度梯度提供,B正确;
C、转运蛋白W能同时转运两种物质,也具有特异性,C错误;
D、CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞,D错误。
64
真题溯源·考向感知
2.(2025·云南·高考真题)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是( )
A.协助扩散转运物质需消耗ATP
B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变
D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
C
A、协助扩散是顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP,A错误;
B、被动运输包括自由扩散和协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,B错误;
C、载体蛋白在转运物质时,会与被转运物质结合,自身构象发生改变,从而实现物质的跨膜运输,C正确;
D、主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,通道蛋白一般用于协助扩散,D错误。
65
真题溯源·考向感知
3.(2025·山东·高考真题)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
C
某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞,导入的合成的必需基因具体作用未知的前提下,由于支原体属于原核生物,一定含有核糖体一种细胞器,A正确。
66
真题溯源·考向感知
A、Na+在液泡中的积累,细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;
B、液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,作为载体蛋白,蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;
C、为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞,外排Na+也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;
D、Na+通过离子通道进入细胞时,Na+不需要与通道蛋白结合,D正确。
67
真题溯源·考向感知
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
C
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。
68
真题溯源·考向感知
5.(2025·北京·高考真题)某同学因颈前部疼痛,伴有发热、心慌、多汗而就医。医生发现其甲状腺有触痛,血液中甲状腺激素T4水平升高,诊断为亚急性甲状腺炎。该同学查阅有关资料,了解到甲状腺由许多滤泡构成,每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成(图1),T4在滤泡腔中合成并储存;发病之初,甲状腺滤泡上皮细胞受损;多数患者发病后,甲状腺摄碘率和血液中相关激素水平的变化如图2。
69
真题溯源·考向感知
(1)在人体各系统中,甲状腺属于 系统。
(2)在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下,细胞依然能摄取碘,这种吸收方式是 。
(3)发病后的2个月内,血液中T4水平高于正常的原因是:甲状腺滤泡上皮细胞受损导致 。
(4)发病7个月时,该同学复查结果显示:T4水平恢复正常,但摄碘率高于正常。家长担心摄碘率会居高不下。请根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑 。
(5)发病8个月后,T4会在正常范围内上下波动,表明甲状腺功能恢复正常。由此推测,甲状腺中的 结构已恢复完整。
内分泌
主动运输
滤泡腔内储存的T4释放进入血液
当血液中T4水平恢复正常后,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,使甲状腺的摄碘率逐渐下降,不会居高不下
滤泡
70
真题溯源·考向感知
【详解】(1)人体的内分泌系统由内分泌腺和内分泌细胞组成,甲状腺作为人体重要的内分泌腺,能够分泌甲状腺激素等,参与调节人体的新陈代谢、生长发育等生理过程,所以在人体各系统中,甲状腺属于内分泌系统。
(2)物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量,这种方式叫做主动运输。在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下,细胞依然能摄取碘,说明是逆浓度梯度运输,这种吸收方式是主动运输。
(3)已知T4在滤泡腔中合成并储存,发病之初,甲状腺滤泡上皮细胞受损。当甲状腺滤泡上皮细胞受损时,滤泡腔中储存的T4会释放到血液中,从而导致发病后的2个月内,血液中T4水平高于正常。
(4)T4分泌的调节过程是一个负反馈调节,当血液中T4水平恢复正常后,会通过负反馈调节抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)和垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH能促进甲状腺摄取碘等功能,当TSH分泌受到抑制,其含量下降,会使甲状腺的摄碘率逐渐下降,不会居高不下,所以家长不必担心摄碘率会居高不下。
(5)因为T4在滤泡腔中合成并储存,发病8个月后,T4会在正常范围内上下波动,表明甲状腺能正常合成和储存T4,由此推测,甲状腺中的滤泡已恢复完整。
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05 学以致用·能力提升
学以致用·能力提升
长句作答类
【答案】不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞质的浓度也会下降,如果外界溶液浓度不是很低,细胞质的浓度下降后与外界溶液的浓度可能达到平衡,此时,红细胞将不再吸水。
1.当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?试说明原因。
2.举例说明物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系
①协助扩散和主动运输依赖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,这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
②胞吞和胞吐也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。
73
北京专用
讲师:xxx
2026年高考一轮复习
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