专题三 物质进出细胞的方式（2）物质出入细胞的方式（课件）2027届高考生物学一轮复习

该高中生物学高考复习课件聚焦“物质出入细胞的方式”专题，依据高考评价体系梳理被动运输、主动运输、胞吞胞吐核心考点，通过对比表格明确自由扩散与协助扩散差异，归纳“6个不一定”易错点，覆盖选择、实验设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+技巧归纳+实验探究”，如以协同运输案例分析主动运输能量来源，通过图像题“斜率与饱和性”突破运输方式判断，培养科学思维。实验设计题指导“变量控制法”验证运输耗能，助力学生掌握答题技巧，教师可据此系统复习，提升备考效率。

（2）物质出入细胞的方式 专题三 物质进出细胞的方式 1 知识解构&思维导图 1 2 物质进出细胞的方式 被动运输 半透膜 半透膜两侧溶液有浓度差 胞吞和胞吐 半透膜 浓度差 现象 半透膜 浓度差 主动运输 细胞膜 原生质层 细胞液与外界溶液浓度差 现象 细胞质与外界溶液浓度差 1 知识解构&思维导图 3 同步教材&复习重点 2 4 一、被动运输 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 载体 不需要 需要 运输动力 浓度差 浓度差 影响因素 温度、浓度差 温度、浓度差、载体蛋白的种类和数量 举例 气体：O2、CO2 脂溶性小分子有机物：甘油、乙醇等 离子和一些小分子有机物 01 同步教材 5 主动运输 胞吞 胞吐 运输方向 低浓度→高浓度 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 载体 需要 不需要 不需要 运输动力 能量（ATP） 能量（ATP） 能量（ATP） 影响因素 温度、载体蛋白的种类和数量、能量 温度、能量 温度、能量 举例 Na+、K+和Ca2+等离子 白细胞吞噬细菌等 分泌蛋白、神经递质的分泌、释放等 二、主动运输和胞吞、胞吐 01 同步教材 6 一、物质出入细胞方式的判断 1.物质出入细胞方式的分析判断 （1）根据分子的大小、是否需要能量和转运蛋白进行判断 02 复习重点 7 （2）根据运输方向判断 顺浓度梯度的跨膜运输方式一般是自由扩散或协助扩散 逆浓度梯度的跨膜运输方式一般是主动运输 载体蛋白 通道蛋白 细胞外 细胞内 02 复习重点 8 物质运输的6个“不一定” 消耗能量的运输方式不一定是主动运输，胞吐、胞吞也消耗能量，但逆浓度梯度的跨膜运输一定不是被动运输 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，这种情况穿膜层数为0 无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如神经细胞的 K+外流和 Na+内流为协助扩散 02 复习重点 9 需要载体蛋白的不一定是主动运输，有些物质的协助扩散也需要载体蛋白 通过胞吞、胞吐方式运输的不一定都是大分子，如神经递质通过胞吐释放 同一种物质的跨膜运输方式不一定相同，如小肠绒毛的微绒毛中有两种运输葡萄糖的转运蛋白，总体来说提高了对葡萄糖的吸收能力。既有协助扩散的转运蛋白，也有主动运输的载体蛋白，可以在吸收葡萄糖的过程中尽可能减少能量 02 复习重点 10 2.协同运输 协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式 物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵 在动物细胞中，参与协同运输的离子常常是 Na+，如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或各种氨基酸，就是伴随 Na+从细胞外流入细胞内而完成的 02 复习重点 11 小肠上皮细胞从肠腔中摄取葡萄糖时，虽然肠腔中的葡萄糖浓度很低，但小肠上皮细胞仍能从肠腔中吸收葡萄糖。这是因为在小肠上皮细胞的肠腔面侧分布着 Na+﹣葡萄糖转运体，其上有两个结合位点，可分别与肠腔中的 Na+和葡萄糖相结合（如图所示）。 钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用钠钾泵产生的Na+浓度梯度来推动葡萄糖进入小肠上皮细胞，这种方式叫协同运输，葡萄糖的运输方式属于主动运输（主动运输并非都直接消耗ATP) 钠驱动的葡萄糖载体蛋白 主动运输（利用膜两侧电化学梯度即Na+浓度梯度） 协助扩散 主动运输 主动运输 02 复习重点 12 二、影响物质跨膜运输速率的因素 1.内部因素：转运蛋白的种类、数量 （1）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，属于跨膜蛋白，可在被动运输与主动运输中起作用。有特异性结合位点，可同特异性物质结合，具有饱和性 自由扩散 主动运输或协助扩散 02 复习重点 13 （2）通道蛋白只容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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。通道蛋白具有选择性，转运速率高，可在协助扩散中起作用，不具有饱和性 通道蛋白和载体蛋白不一定只运输一种离子或分子 02 复习重点 14 2.外部因素：物质的浓度、氧气、温度等 （1）浓度差对物质跨膜运输的影响： 物质通过自由扩散方式运输时，浓度差越大，运输速率越大 物质通过协助扩散和主动运输方式运输时，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加的原因是受载体数量等的限制 自由扩散 主动运输或协助扩散 02 复习重点 15 （2）氧气含量对跨膜运输的影响： 通过影响细胞呼吸来影响主动运输的速率 ①P点时，无氧呼吸为主动运输提供能量 ②PQ段：随着氧气浓度升高，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率也增大 02 复习重点 16 ③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体种类和数量以及其他因素的限制，运输速率不再增加。 ④当横坐标为细胞呼吸强度且呼吸强度为0时，不能进行主动运输 02 复习重点 17 （3）温度对跨膜运输的影响： 一方面温度通过影响分子运动而影响自由扩散 另一方面温度直接影响蛋白质的活性，从而影响协助扩散和主动运输 也可通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输 02 复习重点 18 总结 ①影响自由扩散的因素： 细胞膜内外物质的浓度差 ②影响协助扩散的因素： a.细胞膜内外物质的浓度差 b.细胞膜上载体的种类和数量 ③影响主动运输的主要因素 : a.载体 b.能量：凡是能影响细胞内能量产生的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等 02 复习重点 19 解题技巧：图像题与实验题 图像题突破口 横坐标为时间 / 浓度，纵坐标为运输速率： 自由扩散：斜率不变（无载体饱和） 协助扩散 / 主动运输：先上升后平缓（受载体数量限制） 有能量抑制剂影响： 主动运输速率下降，被动运输不受影响 03 技巧归纳 20 实验设计思路 验证 “主动运输需耗能”： 一组加呼吸抑制剂（抑制能量），一组不加，观察物质运输速率差异 区分自由扩散与协助扩散： 加入载体蛋白抑制剂，协助扩散速率下降，自由扩散不受影响 03 技巧归纳 21 考法探究&轻松得分 3 22 1.下列有关物质跨膜运输的相关叙述正确的是( ) A.水分子借助通道蛋白转运时，不需要消耗能量 B.载体蛋白具有特异性，通道蛋白不具有特异性 C.大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞 D.果脯在腌制时慢慢变甜，是细胞主动运输吸收糖分的结果 3 考法探究&轻松得分 答案：A 解析：A、水分子通过通道蛋白进行协助扩散，顺浓度梯度运输，不消耗能量，A正确； B、载体蛋白和通道蛋白均具有特异性，只能运输特定物质，B错误； C、大分子有机物通过胞吞进入细胞，依赖膜的流动性，不需要转运蛋白，C错误； D、果脯腌制时细胞失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分自由扩散进入细胞，非主动运输，D错误。 故选A。 2.图甲表示的是水分子通过细胞膜的两种方式，图乙表示物质浓度对两种跨膜运输速率的影响。下列叙述错误的是( ) A.图甲中方式1和方式2分别与图乙中的①和②相对应 B.CO2和O2通过细胞膜的方式都与图甲中的方式1相同 C.水分子以图甲中的方式2通过细胞膜时，水分子不与 水通道蛋白结合 D.图乙中①和②都不受氧气浓度和转运蛋白数量的限制 3 考法探究&轻松得分 答案：D 解析：图甲中方式1顺浓度梯度、无需载体和能量，为自由扩散；方式2顺浓度梯度、需水通道蛋白（载体）、无需能量，为协助扩散。图乙中①运输速率与物质浓度成正比，无饱和性，对应自由扩散；②运输速率随浓度升高先增后稳，有饱和性，对应协助扩散，A正确；CO2和O2跨膜运输均为顺浓度梯度、无需载体和能量，属于自由扩散，与图甲方式1一致，B正确；水分子通过水通道蛋白进行协助扩散时，不与通道蛋白结合，仅通过通道完成跨膜运输，C正确；图乙中①自由扩散不受氧气浓度（能量）限制，但受膜内外浓度差影响；②协助扩散不受氧气浓度限制，但受转运蛋白数量限制，D错误。故选D。 3.动物细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物的能量由蕴藏在Na+电化学梯度中的势能提供。Na+-K+泵工作形成的Na+，电化学梯度驱动葡萄糖协同转运载体将肠腔中的葡萄糖转运进入小肠上皮细胞，然后葡萄糖再经GLUT2（葡萄糖转运载体蛋白）转运进入细胞外液。下列叙述错误的是( ) A.葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输 B.GLUT2转运葡萄糖时，其构象会发生变化 C.Na+泵能转运Na+、K+，说明其转运物质时不具有特异性 D.葡萄糖、氨基酸进入细胞必须借助转运蛋白 3 考法探究&轻松得分 答案：C 解析：Na+电化学梯度中的势能为葡萄糖进入小肠上皮细胞提供能量,故葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,A正确;GLUT2为葡萄糖转运载体蛋白,其转运葡萄糖时需要与葡萄糖结合改变自身构象,B正确;Na+-K+泵能特异性转运Na+、K+而不能转运其他物质,具有特异性,C错误;葡萄糖、氨基酸进入细胞时都需要转运蛋白的协助,D正确。 4.海水盐差能是一种清洁能源，可利用半透膜产生水位差，进而驱动涡轮机发电。下图为海水盐差能发电的简易装置图，图中半透膜只允许水分子通过。运行初期，淡水舱与海水舱液面持平。下列叙述正确的是( ) A.淡水舱与海水舱的浓度差是该装置发电量大小的决定因素 B.水分子跨膜运输时不消耗ATP，但需载体蛋白协助 C.达到渗透平衡时，淡水舱与海水舱的溶液浓度相同 D.达到渗透平衡时，水分子不能从淡水舱移向海水舱 3 考法探究&轻松得分 答案：A 解析：A、淡水舱与海水舱的浓度差决定水分子渗透速率，是影响发电量大小的关键因素，A正确； B、水分子跨膜运输方式为自由扩散，不消耗ATP，也不需要载体蛋白协助，B错误； C、达到渗透平衡时，海水舱液面高于淡水舱，液面压力差抵消浓度差，此时海水舱溶液浓度仍高于淡水舱，C错误； D、达到渗透平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，并非不能从淡水舱移向海水舱，D错误。 故选A。 5.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+转运到液泡中储存，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.酵母菌通过离子通道吸收Na+属于协助扩散 B.在培养基中添加呼吸抑制剂不会影响蛋白N转运Na+的速率 C.蛋白W转运Na+过程中自身构象会发生改变 D.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水 3 考法探究&轻松得分 答案：B 解析：酵母菌通过离子通道吸收Na+，顺浓度梯度运输，且借助通道蛋白，属于协助扩散，A正确；蛋白N将Na+转运到液泡，逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗能量，添加呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，减少能量供应，进而影响转运速率，B错误；蛋白W转运Na+（主动运输）时，载体蛋白会结合Na+，自身构象发生改变，运输后恢复原状，C正确；Na+在液泡中积累，使液泡渗透压升高，细胞液浓度增大，有利于细胞从外界吸水，D正确。故选B。 6.盐胁迫环境下，土壤中高浓度的Na+会对植物细胞产生毒害。耐盐植物能将细胞质基质中的Na+运输并储存在液泡中，以维持细胞的正常代谢，其机制如图所示。下列叙述错误的是( ) A.若抑制质子泵活性，则Na+进入液泡的速率会下降 B.H+运出液泡的方式与Na+进入液泡的方式相同 C.适当降低液泡外的H+浓度有利于促进Na+进入液泡 D.NHX每次转运离子时都会发生自身构象的改变 3 考法探究&轻松得分 答案：B 解析：H+借助NHX顺浓度梯度运出液泡，该方式属于协助扩散；Na+逆浓度梯度进入液泡，利用了H+梯度提供的能量，该方式属于主动运输，二者运输方式不同，B项错误。 7.细胞进行正常生命活动需要吸收营养物质。下列叙述正确的是( ) A.肾小管和集合管主要通过自由扩散吸收水分 B.人成熟红细胞吸收葡萄糖的过程主要由线粒体供能 C.I－进入甲状腺细胞时需要与载体蛋白结合 D.线粒体吸收O2需要膜上通道蛋白的协助 3 考法探究&轻松得分 答案：C 解析：A、肾小管和集合管吸收水分主要通过协助扩散（依赖水通道蛋白），非自由扩散，A错误； B、人成熟红细胞无线粒体，吸收葡萄糖为协助扩散，不耗能，B错误； C、I－进入甲状腺细胞为主动运输，需载体蛋白结合并消耗能量，C正确； D、O2跨膜运输为自由扩散，无需通道蛋白协助，D错误。 故选C。 8.细胞需要不断从外界吸收营养物质和排出代谢废物，以维持细胞的正常代谢和细胞内部环境的相对稳定。下列有关细胞与外界环境进行物质交换的叙述中，正确的是( ) A.水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞 B.生物大分子通过胞吞或胞吐进出细胞时不需要膜蛋白参与 C.植物细胞质壁分离过程中，细胞失水会使细胞吸水能力减弱 D.Na+-K+泵既能运输钠离子，又能运输钾离子，所以不具有特异性 3 考法探究&轻松得分 答案：A 解析：A、水分子跨膜运输包括自由扩散和协助扩散，更多借助水通道蛋白进行协助扩散进出细胞，A正确； B、生物大分子胞吞、胞吐依赖膜的流动性，需要膜蛋白参与识别，B错误； C、植物细胞质壁分离时，细胞失水，细胞液浓度升高，吸水能力增强，C错误； D、Na+-K+泵只能运输Na+和K+，不能运输其他离子，具有特异性，D错误。 故选A。 9.内质网是细胞内重要的Ca2+库，其Ca2+稳态的维持依赖多种跨膜运输机制(如图所示)。下列相关叙述正确的是( ) A.Ca2+通过Ca2+泵进入内质网的过程中，所需要的ATP均由线粒体提供 B.Ca2+通过IP3通道蛋白、雷诺丁通道蛋白的运输方式都属于协助扩散 C.图中的三种Ca2+转运蛋白在转运Ca2+时都会发生构象的改变 D.两种通道蛋白都运输Ca2+，说明二者的氨基酸序列与空间结构相同 3 考法探究&轻松得分 答案：B 解析：Ca2+通过Ca2+泵进入内质网为主动运输，所需ATP可来自线粒体和细胞质基质（细胞呼吸第一阶段），并非均由线粒体提供，A错误；Ca2+通过IP3通道蛋白、雷诺丁通道蛋白运输，均顺浓度梯度、需通道蛋白、不耗能，属于协助扩散，B正确；通道蛋白转运物质时不会发生构象改变，载体蛋白转运物质时才会发生构象改变，图中Ca2+泵为载体蛋白，会发生构象改变，通道蛋白不会，C错误；两种通道蛋白均运输Ca2+，但功能相同不代表氨基酸序列与空间结构相同（功能相似的蛋白可结构不同），D错误。故选B。 10.肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞吸收进入血液由两种特异性转运蛋白——SGLT1和GLUT2共同完成，如图1所示。SGLT1从肠腔中逆浓度梯度转运葡萄糖，小肠上皮细胞内的葡萄糖再经GLUT2转运进入组织液，然后进入血液。回答下列问题： 3 考法探究&轻松得分 (1)SGLT1主要存在于小肠上皮细胞，其他组织细胞中不存在，原因是_________________________________ ___________________________________________________。 (2)有同学认为SGLT1转运的葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式与Na+进入小肠上皮细胞的方式不同，该同学得出该结论的理由是_____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________(答一点)。影响葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的因素有_______________________________________________(答两点)。 (3)最新研究表明，若肠腔葡萄糖浓度较高，葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)以协助扩散的方式进入小肠上皮细胞，如图2。同时，葡萄糖也通过载体蛋白(SGLT1)以主动运输方式进入细胞。但SGLT1容易达到饱和，所以主动运输葡萄糖的速率比协助扩散运输葡萄糖的速率慢很多。请你设计实验验证上述推论。 3 考法探究&轻松得分 SGLT1基因主要在小肠上皮细胞中表达，其他组织细胞中不表达(基因的选择性表达的结果) 葡萄糖进入小肠上皮细胞为逆浓度梯度，Na+进入小肠上皮细胞为顺浓度梯度（葡萄糖进入小肠上皮细胞需要能量，Na+进入小肠上皮细胞不需要能量） 葡萄糖的浓度；载体蛋白(GLUT2)的数量；温度等 实验步骤： 第一步：取敲除SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞作为甲组、敲除GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞作为乙组、正常的小肠上皮细胞作为丙组，三组细胞数量相同且其他生理状况均相同。 第二步：将甲、乙、丙三组细胞分别置于___________________________________中培养一段时间，其他条件相同且适宜。 第三步：检测培养液中_______的浓度。 实验结果：若_______________________________________________________________，则验证了肠腔葡萄糖浓度较高时，主动运输葡萄糖的速率较协助扩散运输葡萄糖的速率慢。 3 考法探究&轻松得分 相同且较高浓度的葡萄糖的细胞培养液 葡萄糖 丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组，甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组 3 考法探究&轻松得分 解析：(1)SGLT1主要存在于小肠上皮细胞，其他组织细胞中不存在，原因是基因的选择性表达；同一生物个体的所有体细胞都含有全套遗传物质，但不同组织细胞中基因的表达情况不同，SGLT1基因仅在小肠上皮细胞中表达，合成SGLT1蛋白，其他组织细胞中该基因不表达，因此无该转运蛋白。 (2)SGLT1转运葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输，Na+进入小肠上皮细胞为协助扩散，二者运输方式不同的理由：葡萄糖进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度运输，需消耗能量，而Na+进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度运输，无需消耗能量；葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液为协助扩散，影响协助扩散速率的因素包括：葡萄糖的浓度（浓度差越大，运输速率越快）、载体蛋白（GLUT2）的数量（载体越多，运输速率越快）、温度（影响膜流动性和载体活性）。 (3)实验目的是验证肠腔葡萄糖浓度较高时，主动运输葡萄糖的速率较协助扩散慢；实验自变量为转运蛋白的有无，甲组敲除SGLT1（仅协助扩散）、乙组敲除GLUT2（仅主动运输）、丙组正常（两种方式）；第二步：需将三组细胞置于一定相同且较高浓度的葡萄糖的细胞培养液中培养，保证葡萄糖浓度较高的实验条件，且无关变量保持一致；第三步：检测培养液中葡萄糖的浓度，培养液中葡萄糖剩余浓度越低，说明细胞吸收葡萄糖速率越快；实验结果：若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组，甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组，则验证推论；甲组仅协助扩散，吸收速率快，培养液葡萄糖浓度低；乙组仅主动运输，吸收速率慢，培养液葡萄糖浓度高；丙组两种方式均有，吸收速率最快，葡萄糖浓度最低。 谢谢观看 $