2026届高三生物一轮复习课件 第7讲 物质出入细胞的方式及影响因素

2026 第7讲 物质出入细胞的方式及影响因素 必修一 第二单元 细胞的基本结构与物质运输 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。 目录 PART 01 各种物质出入细胞方式的比较 PART 02 影响物质跨膜运输速率的因素 PART 03 真题精练 PART 04 探究物质跨膜运输方式的实验 各种物质出入细胞方式的比较 01 4 一、被动运输 1、概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 2、特点： 顺浓度梯度；不消耗能量 3、分类 被动运输 自由扩散 协助扩散 各种物质出入细胞方式的比较 考点一 水、气体、脂溶性物质、尿素等 协助扩散 自由扩散 自由扩散和协助扩散的区别：是否需要膜转运蛋白协助 （2024•安徽）真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是（　　） A．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B．水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C．根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D．[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 B 真题精炼 4、转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 转运 对象 只容许与自身 相适应的分子或离子通过 只容许与自身 相适配、 相适宜的分子或离子通过 特点 一种载体蛋白只能与一种或一类的离子或分子结合；每次转运时都会发生自身构象的改变 ，释放后后恢复原状。 分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 参与运输方式 协助运输或主动运输 协助扩散 图例 结合部位 通道的直径和形状 大小和电荷 各种物质出入细胞方式的比较 考点一 钾离子通道蛋白 水通道蛋白 1、通道蛋白是一类横跨生物膜磷脂双分子层，允许特定分子或离子顺浓度通过的亲水性蛋白质，具有高度的特异性。 2、细胞膜上通道蛋白的打开、闭合过程既是其分子构象发生改变的过程。 拓展延伸 （2025·山东）生长于NaCl浓度稳定在100mmol/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30mmol/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 C 真题精炼 2、运输方向：低浓度向高浓度 3、特点：需要载体、 需要能量 4、实例：小肠上皮细胞吸收无机盐离子、氨基酸、葡萄糖等 5、生理意义: 保证了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，排出代谢废物和对细胞有害的物质。 能量：ATP水解\电化学势能\光能等 二、主动运输 1、概念：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所释放的能量的跨膜运输方式。 各种物质出入细胞方式的比较 考点一 11 主动运输的3种类型 ATP直接供能 ATP间接接供能 光能 (某些古细菌质膜上的质子泵) 所利用的能量来自另一种离子的电化学梯度势能 拓展延伸 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。 12 （2022·山东）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-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NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到的现象称为铵毒。下列说法正确的是（ ） B A. NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B. NO3-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NO3-会加重铵毒 D. 载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 主 主 协 主 协 协同运输：是一种物质借助另一离子的电化学梯度势能完成的主动运输方式。核心是“借势能、共载体、联运输”。 被转运的两种物质既可以同向运输也可以反向运输。 同向转运 真题精炼 （2024·大连一模）如图，心肌细胞在静息时，NCX（Na+一Ca²+共转运蛋白）和Ca²+泵会将细胞质基质中Ca²+排出细胞，以维持细胞内外正常的Ca²+浓度梯度。在某些病理条件下，NCX转为Na+一Ca²+“反向”运输模式，导致细胞中Ca²+浓度过高，引起心肌损伤。下列叙述错误的是（ ） C A. Ca²+泵发生磷酸化时伴随着能量的转移和空间结构的变化 B. Na+-K+泵的主动运输有利于维持心肌细胞膜内外Na+的浓度梯度 C. Ca²+和Na+借助共转运蛋白NCX的跨膜运输属于易化扩散 D. NCX抑制剂可降低由Ca²+积累所导致的心肌损伤的程度 主 主 主 协 反向转运 真题精炼 与物质出入细胞有关的几种“泵 1 钠钾泵 Na+-K+泵是负责Na+、K+跨膜运输的离子泵，又称 Na+/K+-ATP酶，广泛分布在动、植物细胞的质膜上。钠钾泵的每次循环消耗一个ATP分子，可逆浓度梯度泵出三个Na+、泵入两个K+，以维持细胞内高K+低Na+（细胞外高Na+低K+）的离子环境。 拓展延伸 与物质出入细胞有关的几种“泵 2 钙泵 钙泵是Ca2+激活的ATP酶，它每催化质膜内侧的一个ATP水解，释放出能量，可将细胞内的2个钙离子泵出细胞或者泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内游离Ca2+的低浓度，这对肌肉舒张和细胞信号传导至关重要。 钙泵的结构模式图 拓展延伸 与物质出入细胞有关的几种“泵 3 质子泵 分布于植物、真菌和细菌的细胞膜上，主要功能是分解ATP逆浓度泵出H+，建立膜两侧的质子梯度，维持细胞内部PH稳态。 也可在存在于动物细胞的溶酶体膜、植物细胞的液泡膜上，泵入H+，酸化囊泡内部环境； 存在于线粒体内膜及叶绿体类囊体膜中的质子泵还可利用H+ 顺梯度流动的能量合成ATP。 拓展延伸 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 图例 运输方向 特点 举例 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 不需要转运蛋白 不消耗能量 需要转运蛋白 不消耗能量 需要载体蛋白 消耗能量 ①红细胞吸收葡萄糖②神经纤维上K+外流Na+内流③H2O(主要) 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 小分子和离子的跨膜运输 ①O2、CO2 ②固醇,甘油,脂肪酸 ③H2O,乙醇,苯等 囊性纤维化 囊性纤维化是由肺部支气管上皮细胞膜上CFTR蛋白异常导致的常染色体隐性遗传病，其中约70%患者发生的是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基对导致CFTR蛋白508位苯丙氨酸缺失，CFTR蛋白转运氯离子功能异常，病症表现为患者支气管黏液增多，易发细菌感染。 肺 黏液阻塞了气道 拓展延伸 三、胞吞、胞吐 1、概念： （1）胞吞：细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部的现象。 （2）胞吐：细胞需要外排的大分子， 先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细 胞膜处，与细胞膜融合将大分子排出细胞的现象。 胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解 各种物质出入细胞方式的比较 考点一 ①不需要载体 ②需要消耗能量 4、影响因素： 细胞膜的流动性、温度和能量供应等 2、特点： 膜具有一定流动性 3、结构基础： 胞吞 胞吐 ≠ 不需要膜蛋白参与 吞噬 胞饮 21 5、实例： 新生儿吸收母乳中的抗体 分泌蛋白的释放 三、胞吞、胞吐 各种物质出入细胞方式的比较 考点一 22 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图例         运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外 是否需要转运蛋白 否 是 是 是否消耗能量 否 是 举例 水、气体、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 否 是 否 是 物质出入细胞方式的比较 23 1、胞吐不是只转运生物大分子，也可以运输小分子物质。 如乙酰胆碱等神经递质 3、生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐的方式运输。 如RNA可通过核孔穿过核膜 4、一些物质的跨膜运输方式不只一种 如葡萄糖以主动运输方式进入小肠上皮细胞、以协助扩散方式进入红细胞；Na+、K+进出神经元。 2、小分子物质的运输方式不一定就是被动运输和主动运输，如胞吐。 5、渗透作用的实质是水分子的自由扩散和协助扩散的叠加，以协助扩散为主。 易错提醒 02 影响物质跨膜运输速率的因素 25 1 物质浓度差 浓度差主要影响被动运输。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越快；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受转运蛋白数量的限制。 自由扩散 协助扩散 考点二 影响物质跨膜运输速率的因素 2 氧气浓度 ①P点时， 为离子的吸收提供能量。 ②PQ段: 随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ，主动运输的速率也越大。 ③Q点以后: 当氧气含量达到一定程度后，受 数量以及其他的限制因素影响运输速率不再增加。 自由扩散或协助扩散 主动运输 无氧呼吸 多 载体蛋白 如温度或PH值 考点二 影响物质跨膜运输速率的因素 3 温度 流动性 温度既可以影响被动运输，也可以影响主动运输。 考点二 影响物质跨膜运输速率的因素 03 探究物质跨膜运输方式的实验 29 2、探究是自由扩散还是协助扩散的方法 1、探究是主动运输还是被动运输的方法 考点三 探究物质跨膜运输方式的实验 （2025·湘潭模拟）土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+，是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后，磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化 底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，致使 SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1，并 使钙结合蛋白SCaBP8发生磷酸化，进 而其功能发生改变。具体调节机制如图 所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. SOS1、AKT1、HKT1不属于细胞膜的基本支架 B. 盐胁迫条件下，Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输 C. 磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集，利于减小细胞中的K+浓度 D. 细胞膜的选择透过性与图中转运蛋白的种类和数量有关 C 真题精炼 盐胁迫 盐胁迫是指土壤中或灌溉水中的可溶性盐分（如NaCl、Na2SO4等）浓度过高，对植物正常生长发育造成的不利影响，它是非生物胁迫的一种主要形式。 1 什么是盐胁迫 2 盐胁迫对植物的危害有哪些 盐胁迫主要通过两种方式对植物造成伤害：渗透胁迫 和 离子毒害。 拓展延伸 盐胁迫主要通过两种方式对植物造成伤害：渗透胁迫 和 离子毒害。 ①渗透胁迫：土壤盐浓度过高，导致土壤水势降低，植物根系难以从土壤中吸收水分，甚至会导致植物体内水分外渗。 ②离子毒害：主要是Na+和Cl-过量进入植物体内，造成以下影响 ❆破坏膜结构： Na⁺会置换细胞膜上的Ca²⁺，破坏膜结构的稳定性，导致膜透性增加，细胞内物质外流。 ❆影响酶活性： 高浓度离子会破坏酶的空间结构，使其失活，打乱正常的代谢过程（如光合作用、呼吸作用）。 ❆营养失衡： Na+与K+化学性质相似，会竞争K+的吸收和运输通道。K+是多种酶的激活剂，对植物生长至关重要。Na+的竞争性吸收导致植物缺钾，影响正常生理功能。 拓展延伸 盐胁迫 3 植物对盐胁迫的适应机制 植物并非完全被动，它们演化出了一系列抵抗机制，可分为避盐和耐盐。 1. 避盐机制 • 拒盐： 根部细胞膜上的离子通道和载体具有选择性，严格控制Na+进入根部。例如，根冠细胞会主动脱落，以阻挡盐分向内运输。 • 排盐： 植物通过一定的方式将体内过多的盐分分泌到体外（如柽柳、补血草）。 • 稀释盐： 通过快速生长、增加含水量等来“稀释”体内的盐浓度。 2. 耐盐机制 • 区域化作用（核心）：植物通过细胞膜和液泡膜上的转运蛋白，将细胞内过多的Na⁺聚集到液泡中。 避免了细胞质中Na⁺浓度过高对酶和细胞器的毒害，同时还可以利用液泡中的盐分降低水势，促进细胞吸水，抵抗渗透胁迫。 • 合成与积累相容性溶质： 植物会合成一些小分子有机物质，如脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等，提高细胞质的渗透压，帮助细胞从外界吸水，对抗渗透胁迫。 • 激素调节：脱落酸是响应逆境胁迫的关键激素。盐胁迫下，ABA含量大幅上升，促进气孔关闭，减少水分流失；诱导耐盐基因的表达（如合成相容性溶质和抗氧化酶的基因）。 拓展延伸 植物抵抗盐胁迫时，主要通过细胞膜和液泡膜上的转运蛋白，将细胞内过多的Na⁺聚集到液泡中或排出细胞，关键蛋白有： ▪ 液泡膜上的Na⁺/H⁺反向转运蛋白（NHX） 利用液泡膜上质子泵产生的质子梯度（H⁺浓度差），将H+运出液泡的同时将Na+运入液泡。 ▪ 质膜上的SOS1蛋白 将细胞质中的Na+泵出细胞外。 拓展延伸 $