2026届高三生物一轮复习课件2.8物质进出细胞的方式及影响因素

第二单元　细胞的基本结构和物质的运输 第8课时 物质进出细胞的方式 及影响因素 1 课标要求 1.物质进出细胞的方式 (1)被动运输 ①概念：物质以 方式进出细胞， 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。 扩散 不需要 必备知识—学习笔记P37 渗透≠扩散，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。 ②类型 转运 高 低 高 低 不需要 蛋白 不消耗 ①带电粒子不能溶于磷脂，因此，即使是最简单的H＋，也无法通过自由扩散方式进出磷脂双分子层。 ②无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如兴奋产生和恢复过程中的Na＋内流和K＋外流的方式均为协助扩散。 提醒—学习笔记P37 2.协助扩散中转运蛋白的类型 载体蛋白类：只容许与 相适应的分子或离子通过，而 且每次转运时都会发生 的改变 通道蛋白类 只容许与自身通道的直径和 相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子 与通道蛋白结合 实例 水分子可以借助水通道蛋白以协助扩散的方式 进出细胞 细胞膜上的一些无机盐离子的通道蛋白 自身结合部位 形状 自身构象 不需要 必备知识—学习笔记P38 转运蛋白　 (1)概念：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。 (2)通道蛋白与载体蛋白的异同 但通道蛋白具有开闭性 区分被动运输 逆 载体蛋白 需要 低 高 载体蛋白 (2)主动运输 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（磷酸化），转运并释放 ③载体蛋白恢复原状（去磷酸化），又可以去转运同种物质的其他离子或分子。 1.主动运输的三种类型 归纳总结—学习笔记P39 肾小管上皮细胞逆浓度重吸收葡萄糖时，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。 注：协同转运类型中的转运蛋白有同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白。 细胞外 细胞内 Na+ H+ 载体蛋白的特点： ①具有特异性（专一性） (一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合或两种不同的离子或分子结合在同一种载体蛋白的不同部位) ②与被转运的离子或分子结合 ③转运过程中空间结构发生变化 ④可重复利用 ⑤具有饱和性 主动运输 代谢废物 对细胞有害 必备知识—学习笔记P37 病因：是一种常染色体隐性遗传病 患者肺部气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白(CFTR蛋白)的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。 囊性纤维化 与社会的联系—教材P70 被动运输与主动运输的比较 1.被动运输使细胞浓度差趋于一致，主动运输使细胞内外浓度差增大 2.与主动运输有关的细胞器： 3.同一物质进入不同细胞的方式不一定相同 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 红细胞吸收葡萄糖 线粒体、核糖体 归纳总结 16 观察上述两图，说一说Na+和葡萄糖进出细胞的方式。 4.同一物质进出同一细胞的方式不一定相同 5.主动运输所需的能量不一定直接来自ATP也可来自势能（间接来自ATP） 归纳总结 17 (3)胞吞、胞吐 必备知识—学习笔记P37 跨膜层数为0 (2)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。 2.胞吞、胞吐的易错点 (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)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。 (3)RNA和蛋白质等大分子物质是通过核孔进出细胞核的，而不是通过胞吞、胞吐的方式。 (4)胞吞和胞吐过程中物质通过的细胞膜层数是0。 (5)胞吞和胞吐都不需要转运蛋白，但需要膜上蛋白质的参与，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 (6)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 归纳总结—学习笔记P40 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 提醒①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输或主动运输，如神经递质的释放方式是胞吐。 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无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如兴奋产生过程中的K＋外流和Na＋内流的方式均为协助扩散。 3.影响物质跨膜运输速率因素的分析 (1)物质浓度 自由扩散 转运蛋白 协助扩散或主动运输 必备知识—学习笔记P38 (2)O2浓度 自由扩散或协助扩散 主动运输 (3)温度 流动性 一、探究耐盐碱植物的水策略——耐盐碱植物根细胞膜上有大量的水通道蛋白 生物膜上存在协助水分子通过的通道蛋白。 1.比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。请解释生物膜对水分子通透性大于人工膜的原因。 关键能力—学习笔记P7 2.请选用下面的材料、仪器和技术，设计巧妙的方法，通过测定水通透速率来证明蛋白A参与了水的跨膜运输。 将爪蟾卵母细胞随机均分为两组，一组不作处理，向另一组细胞内注入(显微注射技术)蛋白A的mRNA，两组细胞在相同且适宜的环境中培养一定时间后，转入到低渗溶液中并分别测定细胞的水通透速率，结果：注入蛋白A mRNA的一组细胞水通透速率高于不作处理的一组。 3.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 (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 归纳总结—学习笔记P40 二、探究耐盐碱植物的盐策略 1.柽柳是强耐盐植物，其根部吸收无机盐离子(如：Ca2＋、K＋)是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请完善实验思路： 取甲、乙两组 的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中；甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组 ；一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率，若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率 ，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若_____________________________________，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输。 生长状态基本相同 抑制细胞呼吸 相同 乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率 2.细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 (1)请据图在表中归纳概括与耐盐植物抗逆性相关的物质跨膜运输方式。 物质跨膜运输方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 图中实例 水经磷脂双分子层进入细胞 ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 水经通道蛋白进入细胞、H＋经载体蛋白从细胞外或液泡进入细胞质、Na＋经通道蛋白进入细胞质 H＋经载体蛋白运至细 胞外或液泡内、Na＋经载体蛋白由细胞质运至细胞外或液泡内 (2)据图可知，图示各结构中H＋浓度存在明显差异，这种差异主要由位于_____ 上的H＋－ATP泵来维持。此过程中，H＋－ATP泵作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是什么？这种离子跨膜运输方式对于细胞的意义是什么？ 细胞 膜和液泡膜 ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变。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，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 (3)H＋的这种分布特点可将Na＋转运到胞外或液泡内，Na＋转运到胞外或液泡内是由_________________________________所驱动的。若使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少，其原因是什么？ 细胞膜或液泡膜两侧的H＋浓度差 Na＋的运输能量来自H＋的电化学梯度，使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少，排出H＋量减少，膜内外H＋浓度梯度降低，使得转运蛋白排出Na＋量减少。 (4)耐盐植物的根细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的结构基础是___________ ，转运蛋白空间结构的变化。 (5)有分析认为，大量Na＋进入植物根细胞也可提高耐盐植物根细胞的吸水能力， 其机理是 ，有利于根细胞对水分的吸收。 细胞膜上转 运蛋白的种类和数量 大量的Na＋进入细胞提高了细胞液浓度 (6)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”是_______ 。 (7)某耐盐碱植物的叶片背面有一粒粒白色的盐分结晶，它们是由盐腺细胞中大量的小囊泡经过膜融合过程分泌出来的， 该过程体现了细胞膜的 性。请问：该过程中被转运的物质一定是大分子物质吗？ 不一定，该过程中被转运的物质是小分子物质。 使Na＋ 进入液泡或排出细胞 流动 (1)物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关(　　) (2)肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸(　　) (3)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量(2021·福建，2C)(　　) (4)日常生活中手上涂抹的护肤甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散( ) (2)消化酶需要细胞膜上相应的载体协助，才能被分泌到细胞外( ) (3)人体不同细胞吸收葡萄糖的方式都是协助扩散( ) (4)物质通过通道蛋白的运输速率与细胞的能量供应有关( ) (5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢( ) (6)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是均需要载体蛋白的协助( ) (7)同种物质进出同一细胞的方式一定相同( ) √ × × 判断正误—学习笔记P38 √ × × × × × × 考向一　辨析水通道蛋白 1.(2024·黑吉辽，18改编)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述错误的是 A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助 扩散为辅 B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻 C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放 D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 √ 迁移应用—学习笔记P40 2.(2022·辽宁，9)水通道蛋白(AQP)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AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5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AQP蛋白的氨基酸序列相同 B.AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATP C.检测结果表明，只有AQP5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AQP蛋白的数量有关 √ 考向二　物质跨膜运输方式的判断 3.(2024·甘肃，2)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 √ 4.(2024·贵州，4)茶树根细胞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 √ 考向三　影响物质跨膜运输的因素分析 5.(2023·湖北，15)心肌细胞上广泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子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Na＋－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.细胞内液的钾离子浓度升高 C.动作电位期间钠离子的内流量减少 D.细胞膜上Na＋－Ca2＋交换体的活动加强 √ √ 一、过教材 1.下列关于被动运输的叙述，错误的是 A.自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要细胞提供能量和转运蛋白， 因此属于被动运输 B.气体以及甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子进出细胞的方式是自由扩散 C.小分子或离子都可以通过自由扩散进入细胞 D.人的红细胞吸收葡萄糖的过程，需要载体蛋白和ATP供能 E.在一定范围内，水分子以协助扩散方式跨膜运输的速率大于自由扩散 F.被动运输可以降低膜两侧的浓度差 G.转运蛋白的数量一般不会影响协助扩散的运输速率 H.物质通过脂质双分子层的扩散速率与脂溶性有关 √ √ √ √ 查落实固基础—学习笔记P41 2.下列关于主动运输及物质进出细胞速率的影响因素的叙述，错误的是 A.一般情况下，主动运输的物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧 B.主动运输需要消耗能量，能量都是由线粒体提供的 C.主动运输可保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需 要的物质 D.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度趋于相同 E.如果X跨膜运输的方式是自由扩散，则在一定范围内，其运输速率与 物质浓度成正比 F.如果X(氧气除外)跨膜运输的方式是被动运输，则其运输速率与氧气浓 度无关 √ √ G.在一定范围内，甘氨酸进入小肠上皮细胞的速率与载体蛋白数量呈正 相关 H.同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同 I.自由扩散、协助扩散和主动运输均能体现细胞膜的选择透过性 J.在大分子或颗粒物的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象， 这个过程不需要膜蛋白的参与 K.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，这是细胞膜具有选择透过性的 结构基础 √ 3.下列关于转运蛋白的说法，正确的是 A.转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两种类型 B.通道蛋白跨膜运输物质不消耗能量，载体蛋白跨膜运输物质都消耗能量 C.载体蛋白在每次转运时会发生自身构象的改变 D.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，需要和通道蛋白结合 E.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 √ √ √ 二、过高考 1.(2022·海南，16节选)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题： (1)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH ；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是____________ 。 降低 载体蛋白发生 磷酸化，自身构象改变(导致其空间结构改变) (2)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是_______________________________________________ ____________________________________________________________________。 温度降低，酶的活性降低，抑制根细胞的呼吸作用， 使根细胞产生的能量减少，而磷酸盐的吸收方式为主动运输，需要消耗能量 2.(2021·全国甲，29)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K＋。回答下列问题： (1)细胞外的K＋能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由 复合物构成的，其运输的特点是___________________________ (答出1点即可)。 (2)细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是____________ ____________________________________________________________________。 蛋白质 一种离子通道只允许一种离子 通过 K＋通过载体 蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量，呼吸抑制剂使细胞呼吸产生的能量减少 (1)由图可判断 进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是 ___________________________________________________________________________________________________。 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收 的速率不再增加，推测其原因是 _______________________________________________________。 主动运输需要细胞呼吸提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对 的吸收速率与O2浓度呈正相关 主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和 (3)作物甲和作物乙各自在 最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是_____________________________________ 。 量多，消耗O2多 思维导图 6.(2022·山东，3)NO和NH是植物利用的主要无机氮源，NH的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO的吸收由H＋浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH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.NH通过AMTs进入细胞消耗的能量 直接来自ATP B.NO通过SLAH3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NO会加重铵毒 D.载体蛋白NRT1.1转运NO和H＋的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 NO NO NO 3.(2022·全国乙，29节选)农业生产中，农作物生长所需的氮元素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题： 甲的NO最大吸收速率大于乙，甲需要能 NO $$