内容正文:
安徽专用
第08讲
物质进出细胞的
方式及影响因素
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 物质出入细胞的方式
知识点1 被动运输
知识点2 主动运输
知识点3 胞吞胞吐
考向1 辨析物质出入细胞方式
考向2 区分通道蛋白和载体蛋白
考点二 影响物质跨膜运输速率的因素
知识点1 影响物质跨膜运输速率的因素
考向1 分析影响物质跨膜运输的因素
05
学以致用·能力提升
长句作答类
比较归纳类
01 考情解码·考点定标
考情解码·考点定标
考点要求 考查形式 考查频率
水通道蛋白 选择题
非选择题 2024·黑吉辽·T18 2022·湖北·T3 2022·辽宁·T9
物质进出细胞的方式、发生条件 选择题
非选择题 2024·贵州·T4 2024·江西·T2 2024·甘肃·T2 2024·山东·T1 2024·北京·T3 2023·全国甲·T1 2023·湖南·T14 2023·辽宁·T4 2022·山东·T3 2022·海南· T16 2022·湖北·T3 2022·重庆·T2 2022·辽宁·T9 2021·全国甲·T29 2021·山东·T2 2021·江苏·T3 2021·河北·T4
物质运输速率的影响因素 选择题
非选择题 2023·湖北·T15 2022·全国乙·T29
4
考情解码·考点定标
考情分析 本章内容常以选择题形式考查,以文字信息或图形信息的形式呈现,或以科学实验和探究为情境,要求学生利用题目信息,运用教材知识准确辨析不同物质跨膜运输的方式及相关特点,需要学生具备较强的逻辑推理与论证、识图析图、图文转换等能力。
复习目标
(1)熟练掌握教材中所涉及的跨膜运输方式的实例,并理解其主要特点,如气体、脂溶性小分子、有机溶剂等以自由扩散方式运输;水分子主要通过水通道蛋白进行协助扩散;大多数离子、葡萄糖、氨基酸进出细胞的方式是主动运输;葡萄糖进入红细胞、钾离子外流和钠离子内流是协助扩散。
(2)大分子蛋白质进出细胞的方式是胞吞、胞吐,可结合蛋白质的合成和分泌过程及有关的细胞结构、细胞器等进行复习。
5
02 体系构建·思维领航
体系构建·思维领航
通道蛋白
自由扩撒
主动运输
细胞的物质输入和输出
顺浓度梯度:低浓度→高浓度
小分子
易化扩撒
胞吞胞吐
顺浓度梯度:低浓度→高浓度
逆浓度梯度:高浓度→低浓度
载体蛋白
大分子
能量
注意:
1.神经递质等小分子的运输方式是胞吐
2.细胞内的大分子(如酶、RNA)可通过核孔运输
03 考点突破·考向探究
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
(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。
(2)类型:
扩散
不需要
被动运输
自由扩散(简单扩散)
协助扩散(易化扩散)
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
自由扩散
概念:物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
运输方向:从 浓度往 浓度运输
高
低
不需要转运蛋白
不消耗能量
实例:水分子;气体分子;脂溶性小分子有机物
影响因素:浓度差的大小
O2、CO2、 N2等
气体
脂溶性小分子
自由扩散影响因素:
膜两侧浓度差、温度(生物膜分子的运动)
浓度差
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
O2(能量)
扩散速度
膜两侧的分子浓度差越大,扩散速率越快。成正比
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
协助扩散
概念:物质借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散的方式
运输方向:从 浓度往 浓度运输
高
低
需要转运蛋白
不消耗能量
实例:水分子通过水通道进出细胞;葡萄糖进入红细胞(载体蛋白);神经细胞K+外流Na+内流(离子通道)
影响因素:浓度差的大小;转运蛋白的数量
细胞膜
离子
极性小分子
协助扩散影响因素:
浓度差
扩散速度
O2(能量)
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
P
P点后速率受转运蛋白数量限制
膜两侧浓度差、转运蛋白数量、温度(转运蛋白的活性)
拐点前:看横坐标
拐点后:除横坐标外其他影响因素
P
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
载体蛋白 通道蛋白
转运
对象
特点
运输方式
能量
共同点
转运时发生 的改变
只容许与自身通道的 相适配、
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 通过。
分子或离子通过时 。
均为蛋白质;
均分布在细胞的膜结构中;均控制特定物质的跨膜运输,具有特异性
分子或离子
直径和形状
大小和电荷
自身构象
不需要与通道蛋白结合
协助扩散或主动运输
协助扩散
主动运输时需要
不消耗(电化学梯度是动力)
(一种载体只适合与一种或一类离子或分子结合)
饱和性:细胞膜上的载体蛋白数量有限,在运输过程中当所有载体蛋白都已承担相应的运输任务时,运输的速率不再因其他条件而加快。
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
(3)转运蛋白的类型及其区别
通道蛋白
通道蛋白
知识点1 被动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
思考:自由扩散和协助扩散有哪些异同点?
①物质都以扩散的方式进出细胞
②都是顺浓度梯度的跨膜运输(从高浓度到低浓度)
③都不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量
自由扩散:
不需要载体
协助扩散:
需要载体
载体蛋白
通道蛋白
不同点
相同点
自由扩散
协助扩散
协助扩散
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
甲状腺
血液:碘浓度低
碘浓度高
甲状腺滤泡上皮细胞
人体甲状腺分泌的甲状腺激素,在生命活动中起着重要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。
甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液中高20-25倍。
思考:甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗?
甲状腺要合成甲状腺激素,需要保持较高的碘浓度,碘的吸收要从低浓度→高浓度,不能通过被动运输来吸收碘。
逆浓度运输
问题探讨
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
主动运输
主动运输
概念:物质 浓度梯度进行跨膜运输,需要 的协助,同时还 消耗细胞内化学反应所需要的能量的运输方式。
运输方向:从 浓度往 浓度运输
高
低
需要载体蛋白
消耗能量
用于改变载体蛋白的空间结构,能量源自于ATP的水解、电势能、光能等。
影响因素:载体蛋白数量、O2浓度(能量)
逆
载体蛋白
需要
实例:小肠上皮细胞等逆浓度梯度吸收无机盐离子、氨基酸、葡萄糖等
意义:(1)根据细胞生命活动的需要主动吸收养分
(2)主动排出代谢废物和对细胞有毒的物质
(除气体等)
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
过程
必修一P88
载体蛋白的特点:
(一种载体蛋白只适合与一种或一类离子、分子结合)
①具有特异性(专一性)
③转运过程中空间结构发生变化
②与被转运的离子或分子结合
④可重复利用
⑤具有饱和性
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
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。
注意:同一物质进入不同组织细胞的方式可能不同。
同一物质进出同一细胞的方式也可能不同
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
①主动选择吸收所需要的营养物质
②排出代谢废物和对细胞有害的物质
保证活细胞正常生命活动的需要
意义
主动运输实例
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
细胞能量供应
P
P点之后
限制因素:
载体蛋白
数量有限
P点之前
限制因素:
物质的
浓度
P
P点之后
限制因素:
载体蛋白
数量有限
P点之前
限制因素:
能量
①载体蛋白的种类和数量
②能量
影响因素
物质的浓度
④温度
③细胞外物质的浓度
酶的活性
呼吸速率
、载体蛋白的数量
O2供应(或能量供应)
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
在图中画出主动运输的物质运输速率与氧气浓度的关系曲线
戊
Q
P
QP段:随着O2含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率越大。
Q点由无氧呼吸提供能量
P点之后运输速率不变的原因主要是膜上载体蛋白数量有限
并非从0开始
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
影响
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
Pi
ATP
ADP
光
H+
H+
H+
ATP驱动
协同转运
光驱动
延伸拓展:主动运输能量来源的三个类型
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
①Na+-K+泵
②H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶
延伸拓展:ATP驱动泵
这种主动运输是一种能量偶联的化学反应过程,即离子或小分子逆电化学梯度的运输与ATP水解相偶联。
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
肠腔
A
B
主动运输
协助扩散
协助扩散
思考:小肠绒毛细胞借助于A处的载体蛋白吸收Na+的方式是什么?其能量来自哪?
思考:小肠绒毛细胞借助于A处的载体蛋白吸收葡萄糖的方式是什么?其能量来自哪?
钠钾泵消耗ATP可以在细胞内外建立Na+浓度梯度,相当于储存了电势能。
协助扩散
Na+浓度梯度(电势能)
主动运输
Na+浓度梯度(电势能)
主动运输
延伸拓展:协同转运—间接消耗ATP的主动运输
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
延伸拓展:协同转运—间接消耗ATP的主动运输
细胞外
Na+浓度高
Na+顺浓度内流
为其他物质逆浓度运输提供能量
同向转运
逆向转运
细胞外
细胞内
细胞外
细胞内
Na+
Na+
葡糖糖
H+
使一种离子或分子逆浓度梯度x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。
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
延伸拓展:光驱动型
胞外
胞内
ATP合酶
细菌视紫红质
(光驱动泵)
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
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(大部分)
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
(神经细胞Na+内流;K+外流; 肌肉收缩时肌细胞外的Ca2+内流)
葡萄糖等有机小分子
一般为协助扩散,如进入红细胞
主动运输: (小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等)
是否需要水通道蛋白
浓度梯度
转运蛋白类型、 浓度梯度
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
总结三类常考物质进出细胞的方式
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
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
思考:若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少,但对K+、C6H12O6的吸收不受影响,思考其最可能的原因是什么?
某毒素破坏Ca2+载体蛋白的空间结构
(教材P72拓展应用)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。
实验设计思路
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。
知识点2 主动运输
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
探究物质跨膜运输的实验设计
知识点3 胞吞胞吐
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
胞吞的过程
①大分子与膜上的 结合;
受体蛋白
②细胞膜 ,包围着大分子;
内陷形成小囊
③小囊从细胞膜 下来, 形成 ,
进入细胞内部。
分离
囊泡
实例: 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。
磷脂分子重排
形成囊泡
知识点3 胞吞胞吐
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
①细胞需要外排的大分子,
先在细胞内形成 ;
②囊泡移到细胞膜处,
与细胞膜 ;
③大分子排出到细胞外。
囊泡
融合
实例: 分泌蛋白的分泌,如抗体、胰岛素、消化酶等
胞吐的过程
知识点3 胞吞胞吐
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
①不需要载体蛋白
②需要细胞膜上特定蛋白质的识别
③需要细胞呼吸所释放的能量。
④都产生小囊泡, 都体现细胞膜的流动性
⑤运输分子一般为大分子
影响因素:O2浓度(能量)、温度(膜的流动性)
胞吞胞吐的特点
注意:
①胞吞虽然不需要转运蛋白,但是需要膜蛋白的参与。
②小分子跨膜运输体现了膜的功能特点——选择透过性
⑤胞吞和胞吐体现了膜的结构特点——流动性
④胞吞或胞吐穿膜层数为_____层。
0
知识点3 胞吞胞吐
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
提醒
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,如兴奋产生和恢复过程中的Na+内流和K+外流的方式均为协助扩散。
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。 选一P29
婴儿吸收母乳的抗体——胞吞
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—单层磷脂分子层
LDL
胆固醇
LDL受体
溶酶体
知识点3 胞吞胞吐
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
拓展:胆固醇的运输
思考:胆固醇理论上可以穿过磷脂双分子层,为什么需要低密度脂蛋白运输?
小分子 大分子
自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐
运输
方向
载体
能量
举例
影响
因素
不需要
需要
需要
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
(甘油、乙醇、苯)
人红细胞吸收葡萄糖、大部分H2O、
K+出 Na+进细胞
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、无机盐、氨基酸等
顺浓度梯度
高浓度→低浓度
逆浓度梯度
低浓度→高浓度
无
无
消耗
白细胞
吞噬病菌
分泌蛋白
的分泌
浓度差
浓度差;转运蛋白的种类和数量
载体蛋白种类和数量;能量
温度、能量
知识点3 胞吞胞吐
知识夯基
考向研析
考点一
物质进出细胞的方式
36
1. 载体蛋白在细胞膜上具有一定的流动性
2. 在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的N2和NO3-
3. P在植物根部细胞内富集是体现了细胞膜的结构特点
4. 白细胞通过跨膜运输的方式吞噬衰老的红细胞
5. 氨基酸的运输都离不开载体蛋白
6. 海带细胞通过主动运输积累I-等溶质,因而不会在海水中发生质壁分离
7. 尿液中的尿素含量远高于原尿中,是因为肾小管具有很强的分泌功能
8. 人体红细胞所处的环境由有氧变成无氧,其吸收的氨基酸会受到影响
9. 协助扩散中溶质扩散的速度随溶质浓度增加而增加
知识夯基
考向研析
考向1 辨析物质出入细胞方式
考点一
物质进出细胞的方式
判断:
√
×
×
×
×
×
×
×
×
1.盐碱地中生活的某种植物,其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,降低Na+对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述错误的是( )
A.Na+进入液泡的过程受土壤板结程度的影响
B.该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞的吸水能力
C.该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性
D.Na+进入液泡与小肠上皮细胞主动吸收葡萄糖的方式相同
B
知识夯基
考向研析
液泡膜上的一种载体蛋白,能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,增强细胞渗透吸水能力,有利于适应盐碱环境
考向1 辨析物质出入细胞方式
考点一
物质进出细胞的方式
2.(2024·江苏南通·二模)细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换。图1中①~⑤表示物质进出细胞方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构,图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列相关说法错误的是( )
A.若图1中戊为药物的运载体,则药物A属于水溶性分子
B.图2中H+出细胞的方式为主动运输,蔗糖进细胞的方式为协助扩散
C.低温处理法对左图中物质进出细胞方式都有影响,细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响
D.除一些不带电荷的小分子可以左图中①方式进出细胞外,离子的跨膜运输须借助于膜蛋白
B
知识夯基
考向研析
蔗糖进细胞的方式为主动运输,能量来自H+的浓度差
考向1 辨析物质出入细胞方式
考点一
物质进出细胞的方式
3.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)高盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一,会对农作物生长造成影响,从而降低其产量。Na+是盐胁迫中最主要的离子,细胞质基质 Na+的积累会破坏植物体内离子平衡。下图为不同环境下细胞通过信号转导调节离子转运情况的部分过程。下列叙述错误的是( )
A
知识夯基
考向研析
一定范围内,SOS1 转运H+的速率,随细胞外H+浓度的增加而不断增加,当转运蛋白会达到饱和状态,转运速率不再随H⁺浓度增加而上升,最后保持不变
考向1 辨析物质出入细胞方式
考点一
物质进出细胞的方式
A.SOS1 转运H+的速率,随细胞外H+浓度的增加而不断增加
B.高盐胁迫时AKT1以及 SOS1运输相关物质能力均增强
C.高盐胁迫触发Ca2+内流,从而降低细胞质基质内 Na+浓度
D.高盐胁迫下细胞液渗透压增加,使植物能更好的适应高盐环境
4.下图为某新型抗肿瘤药物分子在细胞内的作用机制示意图,展示了药物分子从细胞外运输至细胞内后的不同去向,最终产生抗肿瘤效应。下列相关说法正确的是( )
A
知识夯基
考向研析
其膜不可运输酶至细胞质基质
考向1 辨析物质出入细胞方式
考点一
物质进出细胞的方式
A.该新型抗肿瘤药物分子进入细胞的过程需要依赖细胞膜的流动性
B.溶酶体降解药物分子需要水解酶,说明其膜可运输酶至细胞质基质
C.药物分子通过核孔进入细胞核,说明核孔允许大分子物质自由进出
D.药物分子进入细胞核后,通过影响核仁的功能来发挥其抗肿瘤效应
核孔具有选择透过性
积累后发挥相应的作用
5.痢疾内变形虫通过胞吐作用分泌蛋白酶破坏人体肠壁组织,并通过胞吞作用吞噬肠壁细胞,引发阿米巴痢疾。下列相关叙述,错误的是( )
A.蛋白酶的分泌不需要载体蛋白但需要消耗能量
B.胞吞和胞吐过程不需要细胞膜上的蛋白质参与
C.痢疾内变形虫的胞吞作用依赖细胞膜的流动性
D.加强公共卫生的建设可以降低该病的传播风险
B
知识夯基
考向研析
胞吞和胞吐过程中,细胞膜变形形成囊泡,依赖膜蛋白的识别和结构支持(如膜蛋白的流动性),因此需要膜蛋白参与
考向1 辨析物质出入细胞方式
考点一
物质进出细胞的方式
6.维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。植物细胞膜及液泡膜上均存在如图所示的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白,盐胁迫下可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外和液泡中,以维持细胞质基质中的低Na+水平。下列叙述错误的是( )
D
知识夯基
考向研析
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,会影响Na+从细胞质基质中转运到细胞外和液泡中,故H+-ATP酶抑制剂使细胞质基质Na+浓度升高而细胞液的Na+浓度降低
考向2 区分通道蛋白和载体蛋白
考点一
物质进出细胞的方式
A.细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的改变
B.Na+-H+逆向转运蛋白运输Na+依赖膜两侧的H+浓度梯度
C.盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
D.H+-ATP酶抑制剂使细胞质基质和细胞液的Na+浓度升高
7.下图是小肠上皮细胞吸收单糖的示意图,其中钠-钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5代表载体。下列叙述错误的是( )
D
知识夯基
考向研析
GLUT2 可运输不同单糖,但载体蛋白仍具有特异性(只能识别特定单糖结构 )
考向2 区分通道蛋白和载体蛋白
考点一
物质进出细胞的方式
A.SGLT1运输葡萄糖依赖于膜内外Na+的浓度差
B.GLUT5运输果糖的方式为协助扩散
C.钠-钾泵、SGLT1在每次转运时自身构象会发生改变
D.GLUT2可运输不同单糖,没有特异性
知识点1 影响物质跨膜运输速率的因素
知识夯基
考向研析
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
物质跨膜运输
影响因素
内部因素
外部因素
转运蛋白的种类和数量
物质的浓度
影响细胞呼吸强度的因素(如O2浓度)
温度
生物膜的流动性
酶、转运蛋白活性
影响
知识点1 影响物质跨膜运输速率的因素
知识夯基
考向研析
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
物质浓度
协助扩散或主动运输
运输速率
O
P
(P点之后运输速率不变的主要原因是膜上转运蛋白(载体蛋白)数量有限)
时间
细胞内浓度
O
P
(P点后低浓度→高浓度)
细胞外浓度
主动运输
总结:分析下列影响因素变化曲线分别代表那种运输方式
知识点1 影响物质跨膜运输速率的因素
知识夯基
考向研析
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
自由扩散
物质浓度
运输速率
O
O2浓度
主动运输
运输速率
O
P
Q
(膜上载体蛋白数量有限)
Q点无氧呼吸提供能量
O2浓度
自由扩散或协助扩散
运输速率
O
或哺乳动物成熟的红细胞的主动运输
判断:自由扩散不需要载体,也不需要能量,所以温度不影响自由扩散的速率( )
×
温度会影响分子的运动,一定范围内温度越高,自由扩散速率越快。
①
②
③
④
a
b
分析下列曲线所代表的物质运输方式及物质运输速率的影响因素
②运输方式: ; 影响a点运输速率的因素是: ;
p点之后运输速率不再改变的原因是 。
③运输方式: ;
运输方式: ; 影响物质运输速率的因素有: 。
自由扩散
物质浓度
协助扩散或主动运输
物质浓度
膜上转运蛋白的数量有限
自由扩散或协助扩散 或哺乳动物成熟红细胞的主动运输
知识点1 影响物质跨膜运输速率的因素
知识夯基
考向研析
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
④运输方式: 。a点所需能量来自于无氧呼吸,影响b点运输速率的因素是: ;c点之后运输速率不再改变的原因是 。
氧气浓度
膜上载体蛋白的数量有限
主动运输
1.下图表示不同条件下物质跨膜运输速率的变化,相关叙述正确的是( )
A.①物质运输过程一定消耗ATP
B.②物质运输过程一定不需要载体
C.③过程能量不一定来自有氧呼吸
D.④过程物质一定逆浓度梯度运输
C
知识夯基
考向研析
主动运输所需能量可以来自有氧呼吸,也可以来自无氧呼吸
考向1 分析影响物质跨膜运输的因素
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
不能确定①物质运输过程一定消耗 ATP
不能说②物质运输过程一定不需要载体
注:“+”代表培养液中亚硒酸盐含量,“+”越多代表培养液中亚硒酸盐含量越高
A.①②为实验组,③④为对照组
B.由①②④可知拉恩氏菌吸收亚硒酸盐的方式为主动运输和被动运输
C.Aqpz与亚硒酸盐结合,其数量与物质运输速率有关
D.Aqpz可运输亚硒酸盐和亚硫酸盐,说明Aqpz不具有专一性
B
知识夯基
考向研析
考向1 分析影响物质跨膜运输的因素
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
③加入亚硫酸盐属于实验变量,并非对照组
通道蛋白的作用是形成通道让物质通过,而不是与亚硒酸盐结合
组别 处理方式 培养液中亚硒酸盐的含量
① 加入通道蛋白(Aqpz)抑制剂 +++++++
② 加入呼吸抑制剂 ++++++
③ 加入亚硫酸盐 +++++++
④ 不加入Aqpz抑制剂和呼吸抑制剂 +++
2.中国农业大学发现拉恩氏菌能吸收亚硒酸盐,为探究亚硒酸盐吸收的影响因素,研究人员将拉恩氏菌培养在适宜浓度的亚硒酸盐培养液中,同时给予一定的条件处理,一段时间后,测定培养液中亚硒酸盐的含量,具体实验过程如下表,下列说法正确的是( )
A.图中A曲线表示自由扩散,B曲线表示协助扩散
B.在B曲线所示运输方式的过程中,被转运物可能会与转运蛋白结合
C.协助扩散中特异的膜蛋白“协助”物质转运,使其通透系数大于自由扩散的
D.改变转运该物质的载体数目,该物质的Vmax不会受影响
D
知识夯基
考向研析
考向1 分析影响物质跨膜运输的因素
考点二
影响物质跨膜运输速率的因素
图中Vmax受到转运蛋白数量的限制,因此,改变转运该物质的载体数目,该物质的Vmax会受影响
3.通透系数是一种衡量物质穿膜能力的指标。一定浓度的某物质以自由扩散的方式穿越生物膜时,其通透系数为 ;以协助扩散的方式穿越生物膜时,其通透系数为 。图中A、B曲线表示该物质的两种跨膜转运方式。下列叙述错误的是( )
04 真题感知·命题洞见
真题溯源·考向感知
1.(2025·湖南)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种,都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式,实验如图。下列叙述正确的是( )
A.氨基酸通过自由扩散进入细胞
B.蛋白A是一种细胞骨架蛋白
C.轴突运输中,胞体中形成的突触
小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同
D.在单位时间内,运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A
D
A.氨基酸一般通过主动运输进入细胞;B.蛋白A运输快,属于快速轴突运输;C.运输方向相同
53
真题溯源·考向感知
2.(2025·湖南)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后,与对照组(Ⅰ)相比,Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植株的地上部分和根中Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是( )
B
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
注:Ⅰ对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液;Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液
分析可知,Ⅱ组(NaCl溶液)与IV组(CI-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液)相比,Ⅱ组向地上部分转运的K+量少,说明不是溶液中CI-浓度越高,植物向地上部分转运的K+量越多,B错误
54
3.(2025·山东)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
B
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。
4.(2025·广东)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A.呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B.心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
A
真题溯源·考向感知
A、O₂从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O₂浓度差决定。因此呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响,A正确;
B、心肌细胞主动运输Ca²⁺时,载体蛋白需结合Ca²⁺并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而磷酸化,并非仅与Ca²⁺结合,B错误;
C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散,速率受浓度差和载体数量影响。红细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此速率与代谢有关,C错误;
D、集合管中Na⁺重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na⁺被动运输,D错误。
5.(2024·贵州)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
真题溯源·考向感知
C
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。
57
7.(2024·安徽)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关
B.溶酶体中的水解酶进入细胞质基质,将摄入的食物分解为小分子
C.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
真题溯源·考向感知
A
A、科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长,细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用,锚定并支撑着许多细胞器,所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架,与变形虫的形态变化有关,A正确;
B、摄入的食物进入溶酶体中,被溶酶体中的水解酶分解为小分子,B错误;
C、变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别,C错误;
D、变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装与去组装所致,D错误。
58
6.(2024·山东)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
真题溯源·考向感知
B
A、环核苷酸结合细胞膜上的Ca2+通道蛋白,Ca2+不需要与通道蛋白结合,A错误;
B、环核苷酸结合并打开细胞膜上的 Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,Ca2+内流属于协助扩散,故维持细胞Ca2+浓度的内低外高是主动运输,需消耗能量,B正确;
C、Ca2+作为信号分子,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高,不是直接H2O2的分解,C错误;
D、BAK1缺失的被感染细胞,则不能被油菜素内酯活化,不能关闭Ca2+通道蛋白,将导致H2O2含量升高,D错误。
59
05 学以致用·能力提升
学以致用·能力提升
扩展提升类
资料1: 盐碱地中含过量的钠盐,如NaCl、NaHCO3、Na2CO3等,会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原菌也会感染水稻植株,影响正常生长,而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。下图为海水稻抗逆性相关的生理过程示意图。
根据资料1和图1信息, 在下表中归纳概括海水稻抗逆性相关的物质跨膜运输方式、特点,列举图1中物质运输实例,独立完成表格内容后小组交流讨论。
61
协助扩散
自由扩散
学以致用·能力提升
扩展提升
主动运输
1.主动运输的意义:
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
2.免疫细胞行使免疫功能时,会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式,这两种方式的共同点有哪些?
3.举例说明同一种物质跨膜运输的方式相同吗?
能运输生物大分子等;运输过程中形成囊泡;需要消耗能量。
不一定相同,人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。神经元吸收钾离子的方式是主动运输,而静息时钾离子外流的方式是协助扩散。
学以致用·能力提升
长句解答类
学以致用·能力提升
长句解答类
资料2:盐碱地土壤中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤pH呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输,出现碱胁迫。同时过量的Na+进入水稻根部细胞,也会影响细胞质基质中某些酶的活性,对植物产生离子毒害。
任务二: 根据资料1和资料2,独立思考,小组合成完成下列问题。
①海水稻如何应对渗透胁迫吸收水分?
为解决渗透胁迫,海水稻需要将无机盐离子跨膜运输进入细胞,增大细胞液渗透压,以应对渗透胁迫。
64
学以致用·能力提升
长句解答类
资料2:盐碱地土壤中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤pH呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输,出现碱胁迫。同时过量的Na+进入水稻根部细胞,也会影响细胞质基质中某些酶的活性,对植物产生离子毒害。
任务二: 根据资料1和资料2,独立思考,小组合成完成下列问题。
②盐碱地土壤pH呈碱性,但海水稻根细胞间pH小于7,原因是什么?
盐碱地土壤溶液pH呈碱性,根尖细胞通过主动运输将细胞质基质中的H+跨膜运输到细胞膜外,以中和盐碱地中过多的碱。
65
学以致用·能力提升
长句解答类
资料2:盐碱地土壤中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤pH呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输,出现碱胁迫。同时过量的Na+进入水稻根部细胞,也会影响细胞质基质中某些酶的活性,对植物产生离子毒害。
任务二: 根据资料1和资料2,独立思考,小组合成完成下列问题。
③细胞通过哪些途径缓解过量Na+的离子毒害? 该过程是否消耗了能量?
海水稻根尖细胞会将多余无机盐运出细胞或储存于液泡中,以降低细胞质基质中Na+的浓度,以此缓解过量无机盐离子产生的离子毒害。
66
学以致用·能力提升
长句解答类
资料2:盐碱地土壤中过多的无机盐,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤pH呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输,出现碱胁迫。同时过量的Na+进入水稻根部细胞,也会影响细胞质基质中某些酶的活性,对植物产生离子毒害。
任务二: 根据资料1和资料2,独立思考,小组合成完成下列问题。
④土壤溶液pH偏高,对海水稻缓解离子毒害有无影响? 理由是什么?
有影响;土壤呈碱性,根尖细胞需要将H+跨膜运输到细胞膜外以中和过多的碱,而膜两侧的H+浓度差又影响着SOS1和NHX这两种膜蛋白对Na+的主动转运。
67
讲师:xxx
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68
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