重难04 物质进出细胞的主要方式（重难点突破讲义）高一生物上学期人教版

重难04 物质进出细胞的主要方式 3大重难题型预览 题型01物质进出细胞方式的判断 题型02主动运输常见类型 题型03影响因素分析 1.理解物质进出细胞的主要方式。 2.学会判断不同物质的跨膜运输方式。 1、 被动运输——顺浓度梯度的“顺势而为” 1. 自由扩散(简单扩散)：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 1　 机制：物质直接穿过磷脂双分子层，无需载体与能量，扩散速率与浓度差正相关。 2　 特点： 运输方向：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）。 载体需求：不需要载体蛋白。 能量消耗：不消耗能量。 3　 实例：气体分子（如氧气、二氧化碳）、脂溶性物质（如甘油、乙醇）、部分水分子等通过自由扩散进出细胞。 2. 协助扩散(易化扩散)：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 1　 机制：分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 名称 载体蛋白 通道蛋白 图示 转运 对象 与自身结合部位相适应的分子或离子 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 特点 每次转运时都会发生自身构象的改变 转运分子或离子不需要与通道蛋白结合 · 载体蛋白具有特异性结合位点，运输速率受载体数量限制，存在饱和现象。 2　 特点： 运输方向：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）。 载体需求：需要转运蛋白。 能量消耗：不消耗能量。 3　 实例：葡萄糖进入红细胞、大部分水分子通过水通道蛋白进出细胞、少数离子通过特殊离子载体顺电化学梯度跨膜运输等。 二、主动运输——逆浓度梯度的“能量驱动” 1. 特点： 运输方向：逆浓度梯度（低浓度→高浓度）。 载体需求：需要载体蛋白。 能量消耗：消耗能量（ATP）。 2. 实例：小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖、肾小管对Na+的重吸收、植物根细胞吸收矿质离子等。 三、膜泡运输：大分子的“批量转运” 1. 胞吞作用：颗粒性物质的包裹摄入 机制：细胞膜内陷形成囊泡，依赖膜流动性与细胞骨架重组。 实例：白细胞吞噬病菌。 2. 胞吐作用：分泌性蛋白的定向释放 机制：高尔基体形成分泌囊泡，与细胞膜融合释放内容物。 实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。 3.特点：大分子或颗粒物质通过膜融合实现跨膜运输，需消耗能量，无需载体蛋白（但需要膜蛋白参与）。 四、跨膜运输的关键影响因素 1. 被动运输的调控因素 浓度差：自由扩散速率与浓度梯度呈正比，协助扩散受载体数量限制。 载体特性：协助扩散载体具有饱和性，温度与pH影响载体蛋白构象。 2. 主动运输的调控因素 能量供应：氧气浓度通过影响有氧呼吸调节ATP产量，低温抑制酶活性降低运输速率。 载体数量：肾小管细胞钠离子载体数量决定葡萄糖重吸收上限。 3. 膜泡运输的调控因素 膜流动性：胆固醇含量影响膜脂相变温度，低温导致胞吞胞吐速率下降。 细胞骨架：微丝与微管提供囊泡运输的轨道与动力。 题型01物质进出细胞方式的判断 需结合物质性质（如分子大小、极性、电荷）、浓度梯度（顺浓度/逆浓度）、能量消耗（是否需要ATP）及载体蛋白需求进行综合判断。例如： 运输方式 运输方向 是否需要蛋白参与 是否消耗能量 实例 自由扩散 高浓度→低浓度 否 否 小分子非极性物质（如O₂、CO₂）直接穿透 协助扩散 高浓度→低浓度 是（需转运蛋白） 否 离子（如Na⁺、K⁺）运输 主动运输 低浓度→高浓度 是（需载体蛋白） 是 离子（如Na⁺、K⁺）或小分子（如氨基酸）运输 胞吞/胞吐 胞外→胞内/胞内→胞外 是（需膜蛋白） 是 大分子（如蛋白质、多糖）通过膜包裹形成囊泡进出细胞 注意： (1) 胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。 (2)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。 (3)协助扩散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。(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同： 【典例1】细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是（    ） A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关 B．神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性 C．肾小管上皮细胞通过主动运输重吸收水分子，该过程需要消耗能量 D．葡萄糖进入红细胞不仅依赖浓度梯度，还需要载体蛋白 【答案】C 【详解】A、自由扩散的速率受浓度梯度和分子大小等因素影响，浓度差越大、分子越小，扩散越快，A正确； B、膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，通道蛋白只允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，B正确； C、肾小管上皮细胞重吸收水分子主要是通过协助扩散（借助水通道蛋白），不需要消耗能量，而主动运输是逆浓度梯度运输物质，需要消耗能量，C错误； D、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，协助扩散需要载体蛋白，且是顺浓度梯度进行（依赖浓度梯度），D正确。 故选C。 【典例2】如图为物质跨膜运输示意图（甲、乙、丙代表物质，a、b、c、d、e 代表运输方式），下列叙述中错误的是（　　） A．水分子只能通过图中b方式进出细胞 B．在a~e的五种方式中，代表被动运输的是b、c、d C．图中a可表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程 D．图中b可表示氧气进入细胞的过程 【答案】A 【详解】A、水分子除了可以通过b方式（自由扩散：顺浓度梯度，不需要载体和能量）进出细胞，还可以借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞，A错误； B、在a~e的五种方式中，a是主动运输（消耗能量的逆浓度梯度运输），b是自由扩散（顺浓度梯度，不需要载体和能量），c、d是协助扩散（顺浓度梯度运输 ，需要载体协助），e是主动运输（逆浓度梯度运输），代表被动运输的是b、c、d，B正确； C、a是细胞通过主动运输吸收物质，可以表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程，C正确； D、氧气进入细胞的过程是自由扩散，可用b表示，D正确。 故选A。 题型02主动运输常见类型 1.直接消耗能量的主动运输,通常称为泵（ATP驱动泵）。 ①Na+-K+泵：全称钠钾泵，是细胞膜上一种至关重要的主动运输蛋白。它通过分解ATP获得能量，并利用此能量进行Na+、K+的逆浓度梯度主动转运。 功能作用：具体而言，Na+-K+泵每消耗一个ATP分子，能将3个Na+从细胞内转运到细胞外，同时将2个K+从细胞外转运入细胞内。这一过程不仅维持了细胞内高K+、细胞外高Na+的浓度梯度，还对细胞的多种生理功能具有深远影响。 ②H+泵：质子泵，H+泵是能够逆浓度梯度转运H+（氢离子）通过细胞膜的膜整合糖蛋白，又称氢泵。分布于细胞器膜（如溶酶体、内质网等），负责将氢离子转运至细胞器内，维持细胞器内的酸性环境。 功能与作用：H+泵通过消耗能量（如ATP）将质子（H+）从低浓度区域泵至高浓度区域，形成跨膜电化学梯度。这一过程不仅可以维持胞质的中性环境和细胞器的酸性环境，使得不同部位的酶都能在最优的pH值下工作；还同时建立起跨细胞膜的H+浓度梯度，为溶质跨细胞器膜转运提供动力。 2.间接消耗ATP的主动运输（偶联转运蛋白）。 1　 实质：同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运 2　 能量来源：利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中 【典例1】高等植物光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛管-伴胞复合体，再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。如图为蔗糖进入筛管-伴胞复合体的模式图，图中“SU载体”为筛管-伴胞复合体质膜上的“蔗糖-H+”共运输载体。下列叙述错误的是（    ） A．H+由筛管-伴胞复合体运输到细胞外空间的方式属于主动运输 B．H+由细胞外空间运输到筛管-伴胞复合体的方式属于易化扩散 C．能够抑制H+泵作用的物质，可能会影响蔗糖进入到筛管-伴胞复合体中 D．H+泵和SU载体都是通道蛋白 【答案】D 【详解】A、H+由筛管-伴胞复合体运输到细胞外空间，需要H+泵且消耗ATP，是逆浓度梯度运输，属于主动运输，A正确； B、H+由细胞外空间运输到筛管-伴胞复合体，是顺浓度梯度，需要SU载体，属于易化扩散，B正确； C、蔗糖进入筛管-伴胞复合体依赖H+的浓度差提供的动力，抑制H+泵的作用会影响H+的运输，进而影响蔗糖进入，C正确； D、H+泵是载体蛋白，SU载体也是载体蛋白，D错误。故选D。 【典例2】细胞内的钙以结合态和自由离子（Ca2+）两种形式存在，且分布不均匀。细胞质基质内Ca2+浓度过高对细胞有害，甚至导致细胞死亡。结合下图分析，下列叙述正确的是（　　） A．钙是细胞中的大量元素，人体血钙过低时会导致肌肉酸痛、无力等症状 B．钙离子由细胞质基质进入液泡需要直接消耗ATP水解释放的能量 C．钙离子由液泡排出时需要与相应的转运蛋白结合，并伴随着转运蛋白构象的变化 D．细胞液的pH比细胞质基质的低，这与液泡能够主动运输富集H+密切相关 【答案】D 【详解】A、钙是细胞中的大量元素，人体血钙偏低，会出现抽搐等症状，人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等症状，A错误； B、由题图可知，钙离子进入液泡的方式有两种，一种是直接消耗ATP水解释放的能量进行的主动运输，另一种是与H+协同转运，利用氢离子的电化学势能，而非ATP水解的能量，B错误； C、钙离子由液泡排出是顺浓度梯度的被动运输，若是经钙离子通道运输则不需要与通道蛋白结合，C错误； D、由题图可知，H+进入液泡的方式为主动运输，即液泡可以富集H+，这会导致液泡内的细胞液的pH低于细胞质基质，D正确。故选D。 题型03影响因素分析 1. 自由扩散：主要受浓度差和温度影响，浓度差越大、温度越高（在适宜范围内），扩散速率越快。 2. 协助扩散：受浓度差、载体蛋白数量和温度影响，载体蛋白数量有限时存在饱和现象。 · 影响因素的判断：拐点(P点)前看横坐标；拐点后考虑除横坐标外其他影响因素。 3. 主动运输：受载体蛋白数量、能量供应（如氧气浓度、温度）和代谢抑制剂影响，能量不足或载体饱和时运输速率下降。 【典例1】图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等 B．图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量 C．图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量 D．图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性 【答案】B 【解析】A、分析题图可知,图甲a曲线表示自由扩散运输的物质可以是O2、甘油、酒精等，A正确。 B、图甲b曲线代表的转运方式与被转运物质的浓度有关且有最大转运速率，可能是协助扩散或主动运输，其中协助扩散不需要消耗能量；图乙的胞吞和胞吐均需要消耗能量, B错误。 C、图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白数量,C正确。 D、图乙胞吞和胞吐的顺利进行依赖细胞膜的流动性,D正确。 【典例2】植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探究大麦根对K＋的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和图乙所示。下列相关描述不正确的是(　 ) A.据图甲判断根毛细胞吸收K＋的方式为协助扩散 B.据图乙判断根毛细胞吸收K＋的方式为主动运输 C.根毛细胞在一定浓度的KNO3溶液中会发生质壁分离并自动复原 D.农田施肥的同时还要适当浇水，有利于化肥中无机盐的溶解吸收 【答案】B 【分析】物质跨膜运输的方式:①自由扩散：物质从高浓度→低浓度，不需载体，不需能量,如水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等；②协助扩散:物质从高浓度→低浓度需要载体，不需能量，如红细胞吸收葡萄糖；③主动运输：物质从浓度→高浓度，需载体，需能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖,K+,Na+等。据图甲可知,在一定范围内 K+的吸收速率与KCl浓度呈正相关,当KCl浓度超过一定值时,K+的吸收速率不再增大,说明K+的吸收方式是协助扩散或主动运输。据图乙可知,在一定范围内,K+的吸收速率与土壤中氧气含量呈正相关,说明K+的吸收方式是需能的主动运输。 【详解】A、据图甲判断根毛细胞吸收K+的方式为协助扩散或主动运输,A错误； B、据图乙可知,在一定范围内,K+的吸收速率与土壤中氧气含量呈正相关，说明K+的吸收方式是需能的主动运输,B正确 C、根毛细胞具有大液泡，在一定浓度的KCI溶液中会发生渗透失水而出现质壁分离现象由于K+和Cl+能进入细胞,一段时间后,会发生质壁分离的自动复原,C正确； D、矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收,在农业生产中合理施肥的同时还应该适当浇水,有利于化肥中无机盐的溶解吸收,D正确。故选A。 1.人体细胞通过消耗 ATP 维持膜两侧Na+浓度梯度，细胞膜上的Na+-氨基酸共转运体能利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．Na+-氨基酸共转运体运输物质不具有特异性 B．氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输 C．使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率 D．适当增加膜两侧Na+的浓度差能加快氨基酸的运输 【答案】D 【详解】A、Na+-氨基酸共转运体运输物质具有特异性，A错误； B、氨基酸依赖转运体进入细胞是逆浓度梯度的过程，属于主动运输，B错误； C、人体细胞通过消耗呼吸作用产生的ATP维持膜两侧Na+浓度梯度，利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，因此使用细胞呼吸抑制剂会影响氨基酸的运输速率，C错误； D、适当增加膜两侧Na+的浓度差会提高Na+的运输速率，同时也能加快氨基酸的运输，D正确。 故选D。 2.下图是物质进出细胞方式的概念图。下列选项对图示分析正确的是（    ） A．①②均需要消耗细胞中的能量 B．⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质 C．母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式吸收 D．③④所示运输方式依赖细胞质膜的结构特点 【答案】D 【详解】A、分析题图可知，①是主动运输，②是被动运输，③、④分别为胞吞、胞吐（或胞吐、胞吞），②（被动运输）不需要消耗细胞中的能量，A错误； B、⑤、⑥为自由扩散、协助扩散（或协助扩散、自由扩散），两种方式的共同特点是顺浓度梯度运输物质，B错误； C、母乳中的免疫球蛋白为大分子，可通过③（或④）胞吞方式吸收，C错误； D、③④所示运输方式需要借助囊泡运输，依赖细胞质膜的结构特点（即膜的流动性），D正确。 故选D。 3.下图甲、乙分别表示由细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质跨膜运输方式，下列相关叙述错误的是（    ） A．载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的 B．由通道蛋白介导的物质运输都是顺浓度梯度的跨膜运输 C．组成载体蛋白和通道蛋白的化学元素至少都有 C、H、O、N D．载体蛋白每次转运分子或离子时都会发生自身构象的改变 【答案】A 【详解】A、载体蛋白在转运分子和离子时，需要与分子或离子结合，然后通过自身构象的变化来完成转运；而通道蛋白是形成通道，运输物质不与通道蛋白结合，二者作用机制不一样，A错误； B、通道蛋白介导的物质运输属于协助扩散，是顺浓度梯度进行的跨膜运输，B正确； C、载体蛋白和通道蛋白的本质都是蛋白质，蛋白质的基本组成元素至少有C、H、O、N，C正确； D、载体蛋白每次转运分子或离子时，都会发生自身构象的改变，从而完成物质的转运，D正确。 故选A。 4．肾小管上皮细胞内的 浓度约为 ，远低于细胞外的 浓度。如图表示 进出肾小管上皮细胞的过程，下列说法中正确的是（    ） A．肾小管管腔中的 进入肾小管上皮细胞的方式为主动运输 B． 从肾小管上皮细胞排出的过程需要和载体蛋白结合和分离 C．抑制载体蛋白的活性会降低肾小管上皮细胞膜两侧 浓度差 D．膜上存在多种蛋白参与运输 ，说明转运蛋白不具有专一性 【答案】C 【详解】A、题意显示，肾小管上皮细胞内的Na+ 浓度远低于细胞外的浓度 ，据此推测，肾小管管腔中的Na+进入肾小管上皮细胞的方式为被动运输，A错误； B、由图可知，钾离子从肾小管上皮细胞排出的过程是顺浓度梯度进行的，需要离子通道，不需要和载体蛋白结合和分离，B错误； C、肾小管上皮细胞吸收Na+ 是顺浓度梯度，需要离子通道，其排出Na+是逆浓度梯度的主动运输，需要消耗ATP，需要载体蛋白，因此，抑制载体蛋白的活性会降低细胞膜两侧Na+ 的浓度差，C正确； D、膜上多种蛋白参与运输钾离子，但它们运输钾离子的过程是不同的，说明这些转运蛋白具有专一性，D错误。 故选C。 5．细胞膜作为细胞的边界，是细胞与环境进行物质交换的门户。图中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，下列相关说法错误的是（　　） A．图中甲是细胞膜的基本支架——磷脂双分子层，磷脂分子的脂肪酸链“尾”位于脂双层内侧 B．若乙表示水分子，则②是其进入细胞的主要运输方式 C．低温处理对图中物质进出细胞方式均有影响，抑制细胞呼吸会对④⑤方式有影响 D．图中戊是运输水溶性药物A的运载体，该运输方式依赖于细胞膜的流动性和细胞间的信息交流 【答案】D 【详解】A、甲是磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架，磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以其脂肪酸链“尾”位于脂双层内侧，A正确； B、若乙表示水分子，②表示通过通道蛋白进入细胞，这是协助扩散，是水分子进入细胞的主要方式，B正确； C、低温影响分子运动，所以对图中的运输方式都有影响，④是主动运输，⑤是胞吐作用，都需要消耗能量，所以抑制细胞呼吸会对④⑤方式有影响，C正确； D、A位于磷脂双分子层内部，是水溶性物质，该运输方式是胞吐作用，依赖于膜的流动性，D错误。 故选D。 6．研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于 ，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。 (2)当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于 上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。H+﹣ATP泵在转运H+时，其构象 （填“发生”或“不发生”）改变。 (3)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证（简要写出实验设计思路） 。 【答案】(1)细胞液浓度 (2) 协助扩散 细胞膜和液泡膜 发生 (3)分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，放在配制好的一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在同一浓度下发生质壁分离的程度，耐盐碱水稻的质壁分离程度较小。 【分析】细胞吸水和失水的原理是渗透作用。渗透发生的条件是：一具有半透膜，二半透膜两侧具有浓度差。 【详解】（1）土壤溶液浓度大于细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长。 （2）由于是顺浓度梯度大量进入根部细胞，且需要载体蛋白，所以Na+以协助扩散方式进入根部细胞。从图中分析可知，细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵转运H+来维持各结构中的浓度分布差异。H+﹣ATP泵在转运H+时运输方式是主动运输，H+﹣ATP泵构象发生变化。 （3）要验证耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤中）的高，可利用质壁分离实验。分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，放在配制好的一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在同一浓度下发生质壁分离的程度，耐盐碱水稻的质壁分离程度较小。 7．图1为物质跨膜运输的几种方式。图2为小肠上皮细胞吸收和运输葡萄糖以及Na+的过程。回答下列问题： (1)图1中①表示的运输方式是 ，其物质运输速率主要取决于 。若对细胞使用呼吸抑制剂，会显著影响方式 （填序号）的运输速率。 (2)图2 中小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖的方式是 ，判断依据是 。小肠上皮细胞将葡萄糖运输到组织液的过程中载体蛋白的 发生改变。 (3)图2中Na+进出小肠上皮细胞的方式分别是 、 。若细胞内Na+浓度持续升高，会影响细胞的正常功能，原因可能是 （答一点）。 【答案】(1) 自由扩散 膜两侧物质的浓度差 ④ (2) 主动运输 逆浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，需借助Na+电化学梯度驱动 空间结构（构象） (3) 协助扩散/易化扩散 主动运输 影响细胞内渗透压，导致细胞吸水过多而破裂；影响细胞内外Na+的浓度差，使得葡萄糖进入肠细胞受阻（或影响细胞内酶的活性等）（任答一点，其他合理答案也可） 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散是从高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】（1）图1中①跨膜运输不需要载体和能量，表示自由扩散，自由扩散物质运输速率主要取决于膜两侧物质的浓度差；若对细胞使用呼吸抑制剂，会通过抑制细胞呼吸而影响能量产生，影响图中需要消耗ATP的④过程。 （2）图2 中小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖是逆浓度梯度运输的，需要载体蛋白协助，需借助Na+电化学梯度驱动，表示主动运输；小肠上皮细胞将葡萄糖运输到组织液的过程中载体蛋白的空间结构（构象）发生改变，从而实现物质的转运。 （3）图2中Na+进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度进行的，需要蛋白质协助，表示协助扩散，出小肠上皮细胞是消耗ATP逆浓度梯度进行的，表示主动运输；若细胞内Na+浓度持续升高，会影响细胞内渗透压，导致细胞吸水过多而破裂；影响细胞内外Na+的浓度差，使得葡萄糖进入小肠上皮细胞受阻（或影响细胞内酶的活性等）。 8．细胞是一个开放的系统，它与外界不断进行着物质输入和输出。图甲是正在质壁分离的植物细胞结构图，图乙是正在发生质壁分离复原的紫色洋葱外表皮细胞结构图，图丙是物质出入细胞的示意图，其中A、B、C代表细胞膜上的分子或结构，a～e代表物质跨膜运输方式。据图回答以下问题：    (1)图甲中【④】液泡的功能是 。质壁分离发生的内因是 。 (2)图乙外界溶液浓度n与细胞液浓度m的关系是 。 (3)图丙中A代表 ，水的跨膜运输方式是图丙中 （填标号）；小肠液中氨基酸的浓度远远低于小肠上皮细胞中的浓度，下列曲线与小肠上皮细胞吸收氨基酸的运输方式相符合的是 。 【答案】(1) 调节植物细胞内的环境，使植物细胞保持坚挺 原生质层比细胞壁的伸缩性大 (2)n＜m (3) 转运蛋白 b和c B和D 【分析】题图分析：图丙中A 表示蛋白质，B 表示磷脂双分子层，C 表示糖蛋白，只分布在细胞膜外侧。a、e 代表主动运输，其中 a 表示运进细胞，e 表示运出细胞；b 的运输方向是高浓 度一侧运输到低浓度一侧，不需要转运蛋白和能量，表示自由扩散运进细胞；c、d 运输方向是 高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白，不需要能量，表示协助扩散，其中 c 通过通道蛋白，d 通过载体蛋白。 【详解】（1）④液泡主要存在于植物细胞中，可以调节植物细胞内环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺；当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就逐渐发生了质壁分离，因此质壁分离发生的内因是原生质层比细胞壁的伸缩性大。 （2）图乙是正在发生质壁分离复原的紫色洋葱外表皮细胞结构图，此时细胞正在吸水，因而此时外界溶液浓度小于细胞液浓度，即n＜m。 （3）图丙所示为细胞膜流动镶嵌结构模式图，图中A代表细胞膜上的转运蛋白，能运输相关物质。图中b顺浓度运输，不需要载体蛋白，不需要消耗能量，为自由扩散。c表示协助扩散，需要水通道蛋白，不需要消耗能量。水的跨膜运输方式是图丙中b自由扩散和c协助扩散。小肠液中氨基酸的浓度远远低于小肠上皮细胞中的浓度，即小肠中的氨基酸是通过主动运输方式进入到小肠上皮细胞中的，主动运输的发生是逆浓度梯度进行、需要载体蛋白的转运，同时需要消耗细胞代谢释放的能量，因此影响主动运输的因素有氧气浓度，且随着氧气浓度的增加，氨基酸转运速率逐渐上升，但由于受到载体蛋白数量的限制，其转运速率将逐渐稳定，因此，曲线与小肠上皮细胞吸收氨基酸的运输方式相符合的是B和D。 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难04 物质进出细胞的主要方式 3大重难题型预览 题型01物质进出细胞方式的判断 题型02主动运输常见类型 题型03影响因素分析 1.理解物质进出细胞的主要方式。 2.学会判断不同物质的跨膜运输方式。 1、 被动运输——顺浓度梯度的“顺势而为” 1. 自由扩散(简单扩散)：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 1　 机制：物质直接穿过磷脂双分子层，无需载体与能量，扩散速率与浓度差正相关。 2　 特点： 运输方向：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）。 载体需求：不需要载体蛋白。 能量消耗：不消耗能量。 3　 实例：气体分子（如氧气、二氧化碳）、脂溶性物质（如甘油、乙醇）、部分水分子等通过自由扩散进出细胞。 2. 协助扩散(易化扩散)：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 1　 机制：分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 名称 载体蛋白 通道蛋白 图示 转运 对象 与自身结合部位相适应的分子或离子 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 特点 每次转运时都会发生自身构象的改变 转运分子或离子不需要与通道蛋白结合 · 载体蛋白具有特异性结合位点，运输速率受载体数量限制，存在饱和现象。 2　 特点： 运输方向：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）。 载体需求：需要转运蛋白。 能量消耗：不消耗能量。 3　 实例：葡萄糖进入红细胞、大部分水分子通过水通道蛋白进出细胞、少数离子通过特殊离子载体顺电化学梯度跨膜运输等。 二、主动运输——逆浓度梯度的“能量驱动” 1. 特点： 运输方向：逆浓度梯度（低浓度→高浓度）。 载体需求：需要载体蛋白。 能量消耗：消耗能量（ATP）。 2. 实例：小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖、肾小管对Na+的重吸收、植物根细胞吸收矿质离子等。 三、膜泡运输：大分子的“批量转运” 1. 胞吞作用：颗粒性物质的包裹摄入 机制：细胞膜内陷形成囊泡，依赖膜流动性与细胞骨架重组。 实例：白细胞吞噬病菌。 2. 胞吐作用：分泌性蛋白的定向释放 机制：高尔基体形成分泌囊泡，与细胞膜融合释放内容物。 实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。 3.特点：大分子或颗粒物质通过膜融合实现跨膜运输，需消耗能量，无需载体蛋白（但需要膜蛋白参与）。 四、跨膜运输的关键影响因素 1. 被动运输的调控因素 浓度差：自由扩散速率与浓度梯度呈正比，协助扩散受载体数量限制。 载体特性：协助扩散载体具有饱和性，温度与pH影响载体蛋白构象。 2. 主动运输的调控因素 能量供应：氧气浓度通过影响有氧呼吸调节ATP产量，低温抑制酶活性降低运输速率。 载体数量：肾小管细胞钠离子载体数量决定葡萄糖重吸收上限。 3. 膜泡运输的调控因素 膜流动性：胆固醇含量影响膜脂相变温度，低温导致胞吞胞吐速率下降。 细胞骨架：微丝与微管提供囊泡运输的轨道与动力。 题型01物质进出细胞方式的判断 需结合物质性质（如分子大小、极性、电荷）、浓度梯度（顺浓度/逆浓度）、能量消耗（是否需要ATP）及载体蛋白需求进行综合判断。例如： 运输方式 运输方向 是否需要蛋白参与 是否消耗能量 实例 自由扩散 高浓度→低浓度 否 否 小分子非极性物质（如O₂、CO₂）直接穿透 协助扩散 高浓度→低浓度 是（需转运蛋白） 否 离子（如Na⁺、K⁺）运输 主动运输 低浓度→高浓度 是（需载体蛋白） 是 离子（如Na⁺、K⁺）或小分子（如氨基酸）运输 胞吞/胞吐 胞外→胞内/胞内→胞外 是（需膜蛋白） 是 大分子（如蛋白质、多糖）通过膜包裹形成囊泡进出细胞 注意： (1) 胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。 (2)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。 (3)协助扩散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。(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同： 【典例1】细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是（    ） A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关 B．神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性 C．肾小管上皮细胞通过主动运输重吸收水分子，该过程需要消耗能量 D．葡萄糖进入红细胞不仅依赖浓度梯度，还需要载体蛋白 【典例2】如图为物质跨膜运输示意图（甲、乙、丙代表物质，a、b、c、d、e 代表运输方式），下列叙述中错误的是（　　） A．水分子只能通过图中b方式进出细胞 B．在a~e的五种方式中，代表被动运输的是b、c、d C．图中a可表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程 D．图中b可表示氧气进入细胞的过程 题型02主动运输常见类型 1.直接消耗能量的主动运输,通常称为泵（ATP驱动泵）。 ①Na+-K+泵：全称钠钾泵，是细胞膜上一种至关重要的主动运输蛋白。它通过分解ATP获得能量，并利用此能量进行Na+、K+的逆浓度梯度主动转运。 功能作用：具体而言，Na+-K+泵每消耗一个ATP分子，能将3个Na+从细胞内转运到细胞外，同时将2个K+从细胞外转运入细胞内。这一过程不仅维持了细胞内高K+、细胞外高Na+的浓度梯度，还对细胞的多种生理功能具有深远影响。 ②H+泵：质子泵，H+泵是能够逆浓度梯度转运H+（氢离子）通过细胞膜的膜整合糖蛋白，又称氢泵。分布于细胞器膜（如溶酶体、内质网等），负责将氢离子转运至细胞器内，维持细胞器内的酸性环境。 功能与作用：H+泵通过消耗能量（如ATP）将质子（H+）从低浓度区域泵至高浓度区域，形成跨膜电化学梯度。这一过程不仅可以维持胞质的中性环境和细胞器的酸性环境，使得不同部位的酶都能在最优的pH值下工作；还同时建立起跨细胞膜的H+浓度梯度，为溶质跨细胞器膜转运提供动力。 2.间接消耗ATP的主动运输（偶联转运蛋白）。 1　 实质：同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运 2　 能量来源：利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中 【典例1】高等植物光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛管-伴胞复合体，再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。如图为蔗糖进入筛管-伴胞复合体的模式图，图中“SU载体”为筛管-伴胞复合体质膜上的“蔗糖-H+”共运输载体。下列叙述错误的是（    ） A．H+由筛管-伴胞复合体运输到细胞外空间的方式属于主动运输 B．H+由细胞外空间运输到筛管-伴胞复合体的方式属于易化扩散 C．能够抑制H+泵作用的物质，可能会影响蔗糖进入到筛管-伴胞复合体中 D．H+泵和SU载体都是通道蛋白 【典例2】细胞内的钙以结合态和自由离子（Ca2+）两种形式存在，且分布不均匀。细胞质基质内Ca2+浓度过高对细胞有害，甚至导致细胞死亡。结合下图分析，下列叙述正确的是（　　） A．钙是细胞中的大量元素，人体血钙过低时会导致肌肉酸痛、无力等症状 B．钙离子由细胞质基质进入液泡需要直接消耗ATP水解释放的能量 C．钙离子由液泡排出时需要与相应的转运蛋白结合，并伴随着转运蛋白构象的变化 D．细胞液的pH比细胞质基质的低，这与液泡能够主动运输富集H+密切相关 题型03影响因素分析 1. 自由扩散：主要受浓度差和温度影响，浓度差越大、温度越高（在适宜范围内），扩散速率越快。 2. 协助扩散：受浓度差、载体蛋白数量和温度影响，载体蛋白数量有限时存在饱和现象。 · 影响因素的判断：拐点(P点)前看横坐标；拐点后考虑除横坐标外其他影响因素。 3. 主动运输：受载体蛋白数量、能量供应（如氧气浓度、温度）和代谢抑制剂影响，能量不足或载体饱和时运输速率下降。 【典例1】图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等 B．图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量 C．图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量 D．图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性 【典例2】植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探究大麦根对K＋的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和图乙所示。下列相关描述不正确的是(　 ) A.据图甲判断根毛细胞吸收K＋的方式为协助扩散 B.据图乙判断根毛细胞吸收K＋的方式为主动运输 C.根毛细胞在一定浓度的KNO3溶液中会发生质壁分离并自动复原 D.农田施肥的同时还要适当浇水，有利于化肥中无机盐的溶解吸收 1.人体细胞通过消耗 ATP 维持膜两侧Na+浓度梯度，细胞膜上的Na+-氨基酸共转运体能利用Na+浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．Na+-氨基酸共转运体运输物质不具有特异性 B．氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输 C．使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率 D．适当增加膜两侧Na+的浓度差能加快氨基酸的运输 2.．下图是物质进出细胞方式的概念图。下列选项对图示分析正确的是（    ） A．①②均需要消耗细胞中的能量 B．⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质 C．母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式吸收 D．③④所示运输方式依赖细胞质膜的结构特点 3．下图甲、乙分别表示由细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质跨膜运输方式，下列相关叙述错误的是（    ） A．载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的 B．由通道蛋白介导的物质运输都是顺浓度梯度的跨膜运输 C．组成载体蛋白和通道蛋白的化学元素至少都有 C、H、O、N D．载体蛋白每次转运分子或离子时都会发生自身构象的改变 4．肾小管上皮细胞内的 浓度约为 ，远低于细胞外的 浓度。如图表示 进出肾小管上皮细胞的过程，下列说法中正确的是（    ） A．肾小管管腔中的 进入肾小管上皮细胞的方式为主动运输 B． 从肾小管上皮细胞排出的过程需要和载体蛋白结合和分离 C．抑制载体蛋白的活性会降低肾小管上皮细胞膜两侧 浓度差 D．膜上存在多种蛋白参与运输 ，说明转运蛋白不具有专一性 5．细胞膜作为细胞的边界，是细胞与环境进行物质交换的门户。图中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，下列相关说法错误的是（　　） A．图中甲是细胞膜的基本支架——磷脂双分子层，磷脂分子的脂肪酸链“尾”位于脂双层内侧 B．若乙表示水分子，则②是其进入细胞的主要运输方式 C．低温处理对图中物质进出细胞方式均有影响，抑制细胞呼吸会对④⑤方式有影响 D．图中戊是运输水溶性药物A的运载体，该运输方式依赖于细胞膜的流动性和细胞间的信息交流 6．研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于 ，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。 (2)当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于 上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。H+﹣ATP泵在转运H+时，其构象 （填“发生”或“不发生”）改变。 (3)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证（简要写出实验设计思路） 。 7．图1为物质跨膜运输的几种方式。图2为小肠上皮细胞吸收和运输葡萄糖以及Na+的过程。回答下列问题： (1)图1中①表示的运输方式是 ，其物质运输速率主要取决于 。若对细胞使用呼吸抑制剂，会显著影响方式 （填序号）的运输速率。 (2)图2 中小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖的方式是 ，判断依据是 。小肠上皮细胞将葡萄糖运输到组织液的过程中载体蛋白的 发生改变。 (3)图2中Na+进出小肠上皮细胞的方式分别是 、 。若细胞内Na+浓度持续升高，会影响细胞的正常功能，原因可能是 （答一点）。 8．细胞是一个开放的系统，它与外界不断进行着物质输入和输出。图甲是正在质壁分离的植物细胞结构图，图乙是正在发生质壁分离复原的紫色洋葱外表皮细胞结构图，图丙是物质出入细胞的示意图，其中A、B、C代表细胞膜上的分子或结构，a～e代表物质跨膜运输方式。据图回答以下问题：    (1)图甲中【④】液泡的功能是 。质壁分离发生的内因是 。 (2)图乙外界溶液浓度n与细胞液浓度m的关系是 。 (3)图丙中A代表 ，水的跨膜运输方式是图丙中 （填标号）；小肠液中氨基酸的浓度远远低于小肠上皮细胞中的浓度，下列曲线与小肠上皮细胞吸收氨基酸的运输方式相符合的是 。 学科网（北京）股份有限公司 $