第2单元 第10讲 物质出入细胞的方式及影响因素（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学讲义聚焦“物质出入细胞的方式及影响因素”高考核心考点，依据课标要求构建知识体系，通过对比表格（自由扩散与协助扩散、通道蛋白与载体蛋白等）明晰概念差异，结合正误辨析深化结构与功能观，设置考点梳理、方法指导（如“三看法”判定运输方式）、真题训练等环节，帮助学生系统突破难点。 资料创新采用“实验探究+真题精讲”模式，如设计柽柳吸收盐分的实验方案培养探究实践能力，通过高考真题解析强化科学思维，设置基础巩固与能力提升分层练习，配合即时反馈保障复习效果，助力学生高效构建知识网络，为教师精准把控复习节奏提供实用指导。

第10讲　物质出入细胞的方式及影响因素 【课标要求】1.阐明细胞膜具有选择透过性。2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗能量，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 考点一　物质出入细胞的方式 1.被动运输：体现膜的功能特性——选择透过性 (1)被动运输的概念和类型 (2)自由扩散和协助扩散的比较 项目 自由扩散 协助扩散 概念 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散 运输方向 高浓度→低浓度 是否需要 转运蛋白 不需要 需要 是否消 耗能量 不消耗 影响因素 浓度差大小 浓度差大小；转运蛋白的数量 举例 ①气体分子；②脂溶性小分子有机物，如甘油、乙醇、苯 ①水分子通过水通道蛋白进出细胞；②葡萄糖进入红细胞 (3)通道蛋白与载体蛋白的比较 项目 通道蛋白 载体蛋白 参与的运输方式 协助扩散 协助扩散或主动运输 与被运输分子的关系 不与被运输分子结合 与被运输分子结合 自身构象是否发生改变 一般不改变 改变 共同点 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 [提醒]　载体≠受体 ①载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的转运蛋白。 ②受体是接收信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。 2.主动运输：体现膜的功能特点——选择透过性 3.胞吞和胞吐：体现膜的结构特点——流动性 项目 胞吞 胞吐 图例 运输方向 胞外―→胞内 胞内―→胞外 举例 巨噬细胞吞噬抗原、变形虫摄食 胰岛素、消化酶、抗体等物质的分泌 共同点 ①需要消耗能量；②不需要载体蛋白，但需要膜蛋白参与；③影响因素：能量(温度、O2浓度) (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。 (4)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。 [深挖教材](必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。　 4.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，更离不开磷脂双分子层的流动性。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜。(×) 提示：葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散，进入其他细胞一般通过主动运输。 (2)分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合。(×) 提示：分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 (3)水分子更多的是借助自由扩散进出细胞。 (×) 提示：水分子难以大量通过自由扩散进出细胞，原因是细胞膜以磷脂双分子层作为基本支架，水分子难以大量通过磷脂双分子层中的疏水区域，因此水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 (4)植物细胞通过主动运输吸收不同无机盐离子的速率都相同。 (×) 提示：植物细胞对不同无机盐离子的吸收速率有差异。 (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。(×) 提示：主动运输使膜内外物质保持浓度差，保证细胞代谢所需。 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)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细胞膜和液泡膜上的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？ 提示：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。 (2)H＋的这种分布特点将Na＋转运到胞外或液泡内，Na＋转运到胞外或液泡内是由细胞膜或液泡膜两侧的H＋浓度差所驱动的。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？ 提示：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。 (3)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什么？ 提示：细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化。 (4)有人分析认为，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，其机理是什么？ 提示：大量的Na＋进入细胞提高了细胞液浓度，使细胞液的渗透压升高，有利于根细胞对水分的吸收。 (5)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”是使Na＋进入液泡或排出细胞。 (6)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什么特性？该过程中被转运的物质一定是大分子物质吗？ 提示：该过程体现了细胞膜的流动性。不一定，该过程中被转运的物质是小分子物质。 1.(2025·八省新高考适应性考试·四川卷)葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)是一种存在于脂肪细胞中的蛋白质。在胰岛素的刺激下，GLUT4会从脂肪细胞内的囊泡膜上转移至细胞膜上，葡萄糖借助细胞膜上的GLUT4进入脂肪细胞。下列叙述错误的是(　　) A.脂肪细胞中GLUT4以氨基酸为原料，在核糖体中合成 B.GLUT4转移至细胞膜所需要的能量主要来自线粒体 C.GLUT4每次转运葡萄糖时，其自身构象都会发生改变 D.当血糖浓度升高时，脂肪细胞膜上的GLUT4数量减少 解析：选D。GLUT4是一种存在于脂肪细胞中的蛋白质，蛋白质合成的原料是氨基酸，合成的场所是核糖体，A正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，是能量代谢中心，因此GLUT4转移至细胞膜所需要的能量主要来自线粒体，B正确；GLUT4是葡萄糖进入脂肪细胞的载体蛋白，每次转运葡萄糖时GLUT4的构象会发生改变，C正确；当血糖浓度升高时，会有更多的葡萄糖通过细胞膜上的GLUT4进入脂肪细胞，因此脂肪细胞膜上的GLUT4数量增加，D错误。 2.(多选)线粒体的外膜通透性较高，内膜上含有各种蛋白质控制着物质的进出，如ATP合成酶、电子转运体、Pi转运体等。其中电子转运体可将H＋从线粒体基质泵出至膜间隙中，该过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.H＋通过电子转运体从线粒体基质泵出到膜间隙的方式属于主动运输 B.能产生酶的细胞一定能产生ATP，能产生ATP的细胞一定能产生酶 C.ATP水解使蛋白质磷酸化过程中，蛋白质的空间结构不发生变化 D.ATP合成所需的能量来自膜间隙和线粒体基质H＋的浓度差 解析：选BC。由图可知，膜间隙中的H＋浓度较高，线粒体基质中的H＋浓度较低，H＋通过电子转运体从线粒体基质泵出到膜间隙为逆浓度梯度的运输，其运输方式属于主动运输，A正确；所有活细胞都能产生ATP，因此能产生酶的细胞一定能产生ATP，能产生ATP的细胞不一定能产生酶，如哺乳动物成熟的红细胞，B错误；ATP水解释放的磷酸基团可以使相应蛋白质磷酸化，导致蛋白质的空间结构发生改变，从而使蛋白质活性也被改变，C错误；膜间隙中的H＋浓度较高，线粒体基质中的H＋浓度较低，H＋通过ATP合成酶合成ATP所需的能量来自膜间隙和线粒体基质H＋的浓度差，D正确。 题后点击　　“三看法”快速判定物质出入细胞的方式 考点二　物质跨膜运输的影响因素 1.物质跨膜运输速率的影响因素 (1)浓度差 ①自由扩散：浓度差越大，运输速率越大。 ②协助扩散(主动运输)：浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受转运蛋白(载体蛋白)数量的限制。 (2)转运蛋白数量 转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输，自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 (3)氧气含量 ①P点时：无氧呼吸为物质的运输提供能量。 ②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。 ③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。 [提醒]　哺乳动物成熟红细胞主动运输速率不受O2含量影响。 (4)温度 2.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 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)大小相同的分子通过通道蛋白进出细胞时的速率相同。(×) 提示：大小相同的分子通过通道蛋白时受浓度差的影响，速率可能不同。 (2)Na＋借助通道蛋白进入神经细胞的动力是细胞内渗透压。(×) 提示：Na＋借助通道蛋白进入神经细胞的动力是细胞内外Na＋浓度差。 (3)随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。(×) 提示：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，主动运输速率不再增加。 图一是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，①②③④代表不同的运输方式。图二表示物质通过膜的运输速率随环境中O2浓度的变化。请仔细观察图示并回答相关问题。 (1)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是协助扩散。 (2)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2＋、K＋、C6H12O6的方式相同，若抑制心肌细胞的呼吸作用，则Ca2＋、K＋、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响，其原因是缺少ATP(缺少能量)。若向蟾蜍的离体心脏施加某种毒素时，Ca2＋吸收明显减少，但K＋、C6H12O6的吸收不受影响，则最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的转运Ca2＋的载体蛋白的活动。 (3)图二与图一中的④代表的物质运输方式一致。图中曲线出现BC段的主要原因是载体蛋白数量有限。 (4)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输？请设计如下实验加以探究。 ①实验步骤： a.取甲、乙两组生长发育基本相同的柽柳幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中； b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组完全抑制呼吸； c.一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率。 ②预测实验结果及结论： a.若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率或乙组完全不吸收，说明柽柳从土壤中吸收盐分的方式是主动运输； b.若两组植物对Ca2＋、K＋的吸收速率无明显差异，说明柽柳从土壤中吸收盐分的方式为被动运输。 1.为探究植物根尖细胞对M的吸收方式，某同学将根尖细胞培养在M配制的适宜浓度溶液中。与对照组相比，在实验组中加入了物质W，其余条件相同且适宜，测得根尖细胞对M的吸收速率与氧气浓度的关系如下图。下列有关叙述错误的是(　　) A.物质M是水溶性物质，不会是脂溶性物质 B.实验组的根尖细胞中不能合成ATP C.物质W可能是有氧呼吸抑制剂 D.氧气浓度为d时，增加M浓度v不会增大 解析：选B。氧气浓度小于c时，M的吸收速率与氧气浓度呈正相关，说明根尖细胞吸收M的方式是主动运输，脂溶性物质以自由扩散的方式进入细胞，因此M是水溶性物质，不是脂溶性物质，A正确；根尖细胞以主动运输的方式吸收M，加入W后实验组仍能吸收M但吸收速率与氧气浓度无关，说明有氧呼吸被抑制，仅由无氧呼吸提供ATP，即实验组的根尖细胞中能合成ATP，物质W可能是有氧呼吸抑制剂，B错误，C正确；氧气浓度为d时，载体蛋白数量为限制细胞吸收速率的主要因素，故增加M浓度v不会增大，D正确。 2.(多选)(2023·湖南高考)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是(　　) A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化 B.GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累 C.GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜H＋泵活性有关 D.盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性 解析：选BD。溶质的跨膜转运不一定会引起细胞膜两侧的渗透压变化，如正常细胞为维持渗透压一直在进行的跨膜转运，再如单细胞生物在跨膜转运时，细胞外侧渗透压几乎很难改变，A错误；对比分析上两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H＋泵后，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排略微增加，说明GB可能通过调控质膜H＋泵活性来增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累，B正确；对比分析下两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使液泡膜NHX载体活性明显增强，而液泡膜H＋泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜NHX载体活性有关，而与液泡膜H＋泵活性无关，C错误；由题意可知，植物通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H＋泵把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态，增强植物的耐盐性，D正确。 　　　　　　　　　　　　　　　　　【高考真题·感悟试做】　　　　　　　　　　　　　　　　　 考向一　物质出入细胞方式的判断 1.(2024·江西高考)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(　　) 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 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 解析：选C。甲为逆浓度梯度进行，需要消耗能量，需要转运蛋白，为主动运输，A正确；乙为顺浓度梯度进行，需要转运蛋白，不需要消耗能量，为协助扩散，B正确；胞吞作用不需要转运蛋白参与，C错误；丁为顺浓度梯度进行，不需要转运蛋白，也不需要能量，是自由扩散，D正确。 2.(2023·全国甲卷)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　) A.乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B.血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 解析：选B。乙醇是具有一定脂溶性的有机物，能以自由扩散的方式进入细胞，A错误；血浆中的K＋进入红细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白并消耗ATP，B正确；抗体是分泌蛋白，在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程属于胞吐，胞吐也需要耗能，C错误；葡萄糖可通过主动运输进入小肠上皮细胞，也可通过协助扩散进入红细胞，其运输方式主要取决于细胞内外葡萄糖的浓度差，D错误。 考向二　物质跨膜运输的影响因素 3.(2024·浙江6月选考)植物细胞细胞质基质中的Cl－、NO通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2＋逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到细胞质基质。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度 B.Cl－、NO通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C.Na＋、Ca2＋进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D.白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 解析：选C。由图可知，细胞液的pH为3～6，细胞质基质的pH为7.5，说明细胞液的H＋浓度高于细胞质基质，若要长期维持膜内外的H＋浓度梯度，需通过主动运输将细胞质基质中的H＋运输到细胞液中，A正确；Cl－、NO通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；液泡膜上的载体蛋白能将H＋转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na＋、Ca2＋转运到液泡内，说明Na＋、Ca2＋进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H＋电化学梯度，因此该过程Na＋、Ca2＋进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H＋电化学梯度提供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少其在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。 4.(2023·山东高考)溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(　　) A.H＋进入溶酶体的方式属于主动运输 B.H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D.溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 解析：选D。Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明H＋浓度在溶酶体内较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若H＋载体蛋白失活，会引起溶酶体内pH改变，导致溶酶体酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，所以该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $