2026届高三生物一轮复习课件：物质跨膜运输的方式

第7讲　物质跨膜运输的方式 【课标要求】　 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。 01 考点一　物质跨膜运输的方式 1、被动运输 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。 被动运输分为 和 两类。 协助扩散 自由扩散 （1）自由扩散 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。 特点： 实例： ①不消耗能量 ②顺浓度梯度运输（高→低） ③不需要转运蛋白的协助 气体(O2、CO2、N2)、（少部分）水、脂溶性小分子(乙醇、甘油、苯、尿素)等 O2 O2 CO2 CO2 1. O2是怎样进入血液以及组织细胞？ 2. O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？ 3. O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？被线粒体彻底利用穿过几层？ 自由扩散 4层 9层 1 层生物膜 = 层磷脂双分子层 = 层磷脂分子层 1 2 11层 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。 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。 转运蛋白 （2） 协助扩散 物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散。 特点： 实例： ①不消耗能量 ②顺浓度梯度运输（高→低） ③需要转运蛋白的协助 1、被动运输 ①葡萄糖进入红细胞 ②钠离子进入神经细胞产生动作电位 ③大部分水分子通过水通道蛋白运输 1 2 2、主动运输 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释放的能量，这种方式叫做主动运输。 特点： 例如： 意义： 选择吸收 的物质，排出 和对细胞 的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 ①需要能量 ②逆浓度梯度运输（低→高） ③需要载体蛋白的协助 葡萄糖、氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞 无机盐、绝大多数离子的跨膜运输 代谢废物 所需要 有害 1．被动运输 高 低 能量 高 低 能量 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 2．主动运输 低 高 能量 [易错提醒]　某物质进出细胞的方式并非固定的一种：葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，要视具体情况而定。静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散，但K＋、Na＋在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 载体蛋白与通道蛋白的比较： 1 2 3 4 5 6 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 拓展延伸：主动运输消耗的能量来源 第一类： 直接消耗ATP的主动运输，通常称为泵（ATP驱动泵）。 ①Na+-K+泵 ②H+泵 ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。 第二类：浓度差驱动协同转运蛋白（间接消耗ATP） 同向转运 反向转运 细胞外 细胞内 Na+ 葡糖糖 细胞外 细胞内 Na+ H+ Na+浓度差驱动 Na+浓度差驱动 协助扩散 主动运输 协助扩散 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 拓展延伸：主动运输消耗的能量来源 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 如图：小肠上皮细胞 浓度吸收葡萄糖时， 直接消耗ATP，而是利用 浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠的 泵，该过程需要消耗ATP。 逆 没有 Na+ Na+-K+ 1.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是( ) A. 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输 B. Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输 C. 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随 D. Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输 A 考向突破 S z L w h 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。 14 2．人体小肠上皮细胞对3种单糖吸收的方式如下图所示，其中半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖。下列叙述正确的是(　　) A．半乳糖的出现不影响细胞对葡萄糖的吸收 B．转运葡萄糖和半乳糖时不需要直接消耗ATP C．抑制小肠上皮细胞的钠—钾泵不影响葡萄糖转运速率 D．随着果糖浓度的升高，果糖的转运速率会持续增大 B 考向突破 S z L w h 3.下图为物质进出细胞示意图，下列相关说法错误的是( ) A. 载体③具有运输和催化的作用 B. 载体①参与的运输方式属于协助扩散 C. 载体②的作用使细胞内的Na＋浓度高于细胞外 D. 溶质分子甲进入细胞与细胞内外Na＋的浓度有关 C 16 3．胞吞与胞吐   [易错提醒]　被动运输和主动运输都体现了细胞膜的选择透过性； 胞吞、胞吐体现了细胞膜的流动性。 能量 流动 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 协助扩散 自由扩散 物质进出细胞方式 主动运输(逆浓度梯度) 大分子物质 胞吞 胞吐 被动运输 (顺浓度梯度) 膜具有选择透过性主要是因为膜上存在着相应的转运蛋白 小分子物质 （及无机盐离子） （膜泡运输） 顺浓度梯度 转运蛋白 消耗能量 ①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输和主动运输，如神经递质的是 。 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 出入细胞核。 ③消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输， 也消耗能量 ④胞吞过程需要某些特定的 作用，但是不需要转运蛋白的作用。 ⑤小分子跨膜运输体现了膜的功能特点—— 。 ⑥胞吞和胞吐体现了膜的结构特点—— 。 ⑦大分子胞吞、胞吐过程中穿过的生物膜层数为 层。 【易错辨析】关于物质运输的几点提示 胞吐 核孔 胞吞和胞吐 膜蛋白 选择透过性 流动性 0 [教材命题点思考] 1．在长期的生物进化过程中，生物体内的细胞能够逆浓度梯度吸收或排出物质，其意义是_______________________________________________________________________。 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_________________________________________________(答出2点即可)。 3．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)。 保证活细胞能够按照生命活动的需要主动选择吸收所需营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质 形成囊泡；需要消耗能量；不需要载体 蛋白质 一种离子通道只允许一种离子通过 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 [情境命题点思考] 4．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________________________________________________________________________________。 5．据报道，一种名为“瘦素穿肠蛋白”的治疗肥胖药物，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物的方式最可能是____________，判断的依据是__________________________________________________________________。 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作用减弱，从而使产生的能量减少 “瘦素穿肠蛋白”是一种蛋白质，属于生物大分子 胞吞 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 1．转运蛋白的类型 (1)如图所示，①表示_________；②表示__________，其特点为具有专一性、饱和性。 (2)水分子进出细胞的方式是自由扩散和协助扩散，以协助扩散为主。 (3)Na＋、K＋逆浓度梯度进出细胞的方式是______________。 通道蛋白 载体蛋白 主动运输 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 2．“三看法”快速判定物质出入细胞的方式 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 教材隐含知识 1．(必修1 P70与社会的联系)囊性纤维化发生的一种主要原 因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的____________的 功能发生异常。 2．(必修1 P71相关信息)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被_________降解。 3．(必修1 P72与社会的联系)变形虫既能通过______摄取单细胞生物等食物，又能通过______排出食物残渣和废物。人体肠道内寄生的变形虫——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。 载体蛋白 溶酶体 胞吞 胞吐 胞吐 胞吞 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 C 1．(2024·江西选择考)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息，下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断错误的是(　　)       A．甲为主动运输　　　 B．乙为协助扩散 C．丙为胞吞作用 D．丁为自由扩散 方式 细胞外相对浓度 细胞内相对浓度 需要提供能量 需要转运蛋白 甲 低 高 是 是 乙 高 低 否 是 丙 高 低 是 是 丁 高 低 否 否 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 D 2．吞噬溶酶体是指吞噬体与溶酶体融合形成的一种结构，下图是吞噬细胞吞噬病原体的示意图。下列叙述正确的是(　　)   A．病原体进入吞噬细胞的过程是主动运输，需要消耗能量 B．吞噬体的形成依赖细胞膜的流动性，和膜上的蛋白质无关 C．吞噬溶酶体中的消化酶主要是蛋白质，在溶酶体中合成 D．吞噬溶酶体可重新形成溶酶体表明消化酶可重复利用 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 02 考点二　不同因素对物质跨膜运输的影响 1．影响因素 种类 呼吸强度 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 被动运输的速率还与该物质的：分子大小、脂溶性程度、温度等有关。 例如：通过自由扩散的物质分子越小，脂溶性越强，运输速率越快。 温度会影响膜的流动性。 （1）自由扩散：浓度差 运输速率 浓度差 （2）协助扩散： 浓度差、转运蛋白的种类和数量 浓度差 运输速率 （3）主动运输：载体蛋白的种类和数量，影响细胞呼吸强度的因素(如O2浓度、温度) ，浓度差等 无氧呼吸提供能量 载体蛋白数量/能量/呼吸强度/浓度差（最次要） 扩散速率 O2含量 扩散速率 1 2 3 4 5 31 6 8 7 9 2．曲线分析 正 协助扩散或主动运输 转运蛋白 主动运输 载体蛋白 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 探究：物质跨膜运输的实验设计 探究是主动运输还是被动运输 2 3 正常呼吸条件 植株+培养液 各项生命活动正常 对照组 实验组 1 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。 34 A. 与氧气进出细胞相符的图有①③⑤ B. 与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥ C. 与K＋进入神经细胞相符的图有②④⑤ D. 与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥ 1. 如图是几种物质进出细胞的方式，运输速率与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是(　　) 自由扩散 协助扩散或主动运输 自由扩散或协助扩散 主动运输 自由扩散 主动运输 A 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞或胞吐 考向1　影响物质跨膜运输的因素 1. 图甲、乙分别是洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NO3-的速率曲线图。下列相关叙述错误的是(　　) D A. a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量 B. b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限 C. c点时影响离子吸收速率的主要因素是物质浓度 D. d点时离子吸收速率不再增大是因为物质浓度太高，细胞发生质壁分离 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 2．将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据见下表： D 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 考向2　物质跨膜运输方式的实验探究 3．某学校生物兴趣小组欲验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程： (1)实验原理：主动运输需要载体和消耗能量，协助扩散需要载体和具有浓度差。 (2)实验步骤： ①取三个培养瓶，分别编号为A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。 ②_____________________________________________________________。 ③______________________________________________________________。 (3)预期结果：___________________________________________________________________。 (4)实验结论：___________________________________________________________________。 A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶中葡萄糖含量　 牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输 向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量　 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 C 高考真题体验 1．(2024·贵州选择考)茶树根细胞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 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 C 2．(2022·重庆选择考)下图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程。下列关于该过程中铜离子的叙述，错误的是(　　) A．进入细胞需要能量 B．转运具有方向性 C．进、出细胞的方式相同 D．运输需要不同的载体 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 B 3．(2024·山东等级考)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 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 4．(2023·湖南选择考)盐碱 胁迫下植物应激反应产生的 H2O2对细胞有毒害作用。禾 本科农作物AT1蛋白通过调 节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸 化水平，影响H2O2的跨膜转 运，如下图所示。下列叙述错 误的是(　　) A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的 B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害 C．敲除AT1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 B 下一页 上一页 返回目录 高考总复习 生物学 离子 外部溶液的离子 浓度/(mmol·L－1) 根细胞内部离子 浓度/(mmol·L－1) Mg2＋ 0.25 3 NO 2 28 H2PO 1 21 下列叙述正确的是(　　) A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2＋的量无关 B．若不断提高温度，根细胞吸收H2PO的量会不断增加 C．若溶液缺氧，根细胞无氧呼吸产生乳酸会抑制NO的吸收 D．有氧呼吸第三阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能 $$