2027届高三生物一轮复习课件 第7讲 物质进出细胞的方式及影响因素

该高中生物学高考复习课件聚焦“物质进出细胞的方式及影响因素”专题，依据新课标要求梳理了被动运输、主动运输、胞吞胞吐三大类型及浓度差、转运蛋白等影响因素，结合2023-2025年全国多卷考情分析，明确主动运输及速率影响因素为高频考点，归纳了选择题、情境探究题等常考题型。 课件亮点在于“真题解析+实验探究+解题建模”的备考策略，如以2025四川卷细菌物质运输题为例，运用科学思维构建“浓度梯度-转运蛋白-能量”判断模型，通过柽柳吸收无机盐实验设计培养探究实践能力。特设易错点警示（如核孔与胞吞区别）和答题模板，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准复习，提升备考效率。

SHENG WU XUE 物质进出细胞的方式及影响因素 第7讲 课标要求 1.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；哪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。 考情分析 1.物质出入细胞的方式 2025·黑吉辽蒙卷，10；2025·湖南卷，10；2025·云南卷，3；2025·浙江1月选考，4；2025·江苏卷，16；2025·山东卷，2；2025·广东卷，8；2024·湖北卷，9；2024·山东卷，1；2024·全国甲卷，1；2024·江西卷，2；2024·浙江1月选考，3；2023·福建卷，12；2023·湖北卷，15；2023·全国甲卷，1；2023·湖南卷，14；2023·辽宁卷，4 2.物质运输速率的影响因素 2025·广西卷，9；2025·河北卷，19；2025·湖南卷，15；2024·贵州卷，4；2024·海南卷，3 目录 1 目 录 物质出入细胞的方式 2 影响物质跨膜运输速率的因素 3 情境 · 探究 · 长句 考点一 物质出入细胞的方式 物质以__________进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。 扩散方式 不需要 1.被动运输 主要体现膜的功能特点—— (1)概念 (2)类型　分为自由扩散和协助扩散两类。 选择透过性 (1)转运蛋白的类型 [创新拓展] （课本66页）转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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 转运蛋白 通道蛋白→ 协助扩散 主动运输 载体蛋白 (2)通道蛋白 (3)对比分析两种转运蛋白 自身构象发生改变 (3)比较自由扩散和协助扩散 高 低 高 低 能量 尿素 自由扩散 K+外流 提醒　带电粒子不能溶于磷脂，因此，即使是最简单的H＋，也无法通过自由扩散方式进出磷脂双分子层。 2.主动运输　 主要体现膜的功能特点——选择透过性 载体蛋白 逆 需要 载体蛋白 建立膜两侧的浓度差 意义？ 目录 热点 考情速览 主动运输的三种类型 2025·广西卷，9；2025·江苏卷，16；2025·陕晋宁青卷，8；2025·黑吉辽蒙卷，10；2025·甘肃卷，11；2025·四川卷，4；2025·浙江6月选考，11；2025·重庆卷，8；2024·山东卷，1；2024·甘肃卷，2；2024·浙江6月选考，15；2023·浙江6月选考，13；2023·湖北卷，15；2023·山东卷，2；2023·福建卷，12 主动运输的三种类型 ATP直接供能的ATP驱动泵 ATP间接供能——协同转运 光驱动泵 (1)离子泵属于复合蛋白，既具有酶的催化功能(催化ATP水解)，又具有运输离子的功能，通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输，如下图所示钠钾泵： 一、ATP直接供能的ATP驱动泵 主动运输可维持膜两侧的离子浓度差 (2)质子泵 H＋多 H＋少 势能 (3)ABC超家族 ABC超家族也是一类ATP驱动泵，又叫ABC转运蛋白。广泛分布于从细菌到人类各种生物中，是最大的一类转运蛋白，通过ATP分子的结合与水解完成小分子物质的跨膜转运。 原核细胞(A)和真核细胞(B)ABC超家族结构与工作示意图 介导各种离子和分子的跨膜运动：一种间接消耗ATP的主动运输方式，所直接利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。 包括同向协同和反向协同两种方式 二、ATP间接供能——协同转运 主动运输使膜两侧的Na＋具有浓度差 Na＋顺浓度梯度运输产生势能，细胞利用这个势能逆浓度梯度运输葡萄糖 ①同向协同 ②反向协同 主动运输使膜两侧的H＋具有浓度差 H＋顺浓度梯度运输产生势能，细胞利用这个势能逆浓度梯度运输Na＋ 发现于一些光合细菌细胞质膜上的H＋泵(如菌紫红质)，它们被光激活后，形成跨膜的H＋电化学梯度，驱动溶质的主动运输(对溶质的主动运输与光能的输入相偶联)。 三、光驱动泵 势能 12 情境探疑·拓展应用 继阿格雷成功分离出了水通道蛋白、麦金农解析了K＋通道蛋白的立体结构后，许多科学家开展通道蛋白的研究，进一步揭示通道蛋白的作用机制。回答下列问题。 研究发现，水分子能以自由扩散方式进出细胞，更多的是借助膜上的水通道蛋白以________方式跨膜运输。结合下图分析，信息分子与特异性受体结合后促进肾小管上皮细胞对水重吸收的具体过程是_____________ 协助扩散 信息分子与特异性受体结合后，促进水通道蛋白的合成，并且加速存储水通道蛋白的囊泡移动并融合到细胞膜 解题觉醒·融会贯通 1.(2025·四川卷，4)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如图。下列叙述正确的是(　　) B A.转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞 B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量 C.转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性 D.CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外 2.(2026·蒙山质检)高等植物光合作用的产物以蔗糖的形式进入小叶脉的筛管—伴胞复合体(SE－CC)。如图是蔗糖进入SE－CC的一种方式。SE－CC细胞膜上有“蔗糖－H＋共运输载体(SU载体)”。胞内的H＋通过H＋泵运输至细胞外，形成较高的H＋浓度，SU载体再将H＋和蔗糖共转运入SE－CC。据此判断，蔗糖由细胞外进入SE－CC的方式是(　　) A A.主动运输 B.协助扩散 C.自由扩散 D.胞吞作用 低浓度 高浓度 势能 主动运输 3.(2025·陕晋宁青卷，8)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是(　　) D A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B.丙酮酸根、H＋共同与MPC结合使后者构象改变 C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 4.(2026·东北三省模拟)在植物伴胞细胞的细胞膜上有甲、乙两类与蔗糖的运输有关的转运蛋白，其作用机理如下图。据图分析，下列叙述错误的是(　　) C A.乙同时具有运输H＋和催化ATP水解的功能 B.乙的加工、运输过程需要内质网等细胞结构参与 C.图中H＋通过甲和乙的运输都属于主动运输，但运输动力不同 D.蔗糖从质外体进入伴胞细胞的过程需要消耗能量 据图中物质浓度、转运蛋白、是否耗能判断物质出入方式 5.(2026·福建厦门外国语期中)海水稻是一种介于野生稻和栽培稻之间，普遍生长在海边滩涂地区，具有耐盐碱特点的水稻。某些物质进出海水稻根细胞的方式如图所示，下列叙述错误的是(　　) B A.Na+和NO3进入根细胞有利于其适应盐碱环境 B.NO3和H+进入根细胞的方式均为协助扩散 C.蛋白B具有物质运输、催化功能 D.当盐碱地发生水涝时，根细胞吸收NOs的量减少 ①O2、CO2、水（小部分） ②脂溶性物质：甘油、乙醇、苯，性激素等 需要（通道蛋白、载体蛋白） 需要载体蛋白 ①小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸； ②离子通过细胞膜（如钠钾泵） ①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 ②水（大部分水通过通道蛋白的运输） ③离子通过离子通道蛋白运输 静息电位：K+外流动作电位：Na+内流 比较：被动运输和主动运输 3.胞吞和胞吐 主要体现膜的结构特点—— 流动 影响膜的流动性 影响呼吸作用 流动性 提醒　(1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如 红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输； 神经细胞膜上运入K＋的方式为主动运输，运出K＋的方式为协助扩散，运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性。 (2)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐。 (3)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。 【破解策略】物质跨膜运输方式的判断（读一读） (1)集合管中Na＋与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收。 (2025·广东卷，8D)( ) (2)主动运输转运物质时需要通道蛋白协助。(2025·云南卷，3D)( ) (3)硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。 (2024·贵州卷，4C)( ) × × × (7)神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的通道蛋白。 (2022·浙江1月选考，8D)( ) (8)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷，2C)( ) × × (4)小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。 (2024·全国甲卷，1D)( ) (5)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞。 (2023·全国甲卷，1D)( ) (6)葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜。 (2023·全国新课标卷，1B)( ) × × × 考向　物质出入细胞方式的判断[科学思维] 1.(2025·浙江1月选考，4) ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列物质运输过程需要消耗ATP的是(　　) A.O2进入红细胞 B.组织细胞排出CO2 C.浆细胞分泌抗体 D.神经细胞内K＋顺浓度梯度外流 C 2.(2025·河南卷，3)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族，将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(　　) A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力 B.低温时，水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外 C.蛋白M增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向 D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式 B 3.(2021·江苏卷，3)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.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关 C.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 D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸 B 自由扩散的动力是浓度梯度差，浓度差越大扩散速度越快；同时细胞膜由磷脂构成，分子越小越容易穿过磷脂双分子层，因此扩散速率也受分子大小影响。 小肠上皮细胞摄入葡萄糖：逆浓度梯度主动运输，依赖Na⁺浓度梯度协同转运，和细胞质中所有溶质总浓度无关； 小肠上皮细胞运出葡萄糖：顺浓度梯度协助扩散，仅受细胞膜两侧葡萄糖浓度差影响； 二者均不需要考虑细胞质中各种溶质分子的总浓度 4.(2026·南宁质检)细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　) A.水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，需要借助转运蛋白但不需要消耗能量 B.钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，不需要借助通道蛋白但需要消耗能量 C.轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量 D.巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，不需要膜上蛋白质参与但需要消耗能量 C 考点二　 影响物质跨膜运输速率的因素 (1)浓度差对物质跨膜运输的影响 转运 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。 (2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响 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。 能量 (3)氧气含量对物质跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 (4)温度对物质跨膜运输的影响 考向　影响物质跨膜运输的因素分析[科学思维] 1.(2025·广东卷，8)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础，下列叙述正确的是(　　) A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响 B.心肌细胞主动运输Ca2＋时参与转运的载体蛋白仅与Ca2＋结合 C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关 D.集合管中Na＋与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收 A 课本88页 细胞代谢可以通过影响细胞内外葡萄糖浓度差来影响血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化 ATP 水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP 分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 2.(2025·湖南卷，3)蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体，参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解， 从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是(　　) A.去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量 B.去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动 C.抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量 D.去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解 C (1)砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量，该运输方式属于________。砷的累积可导致细胞内自由基含量升高。自由基造成细胞损伤甚至死亡的原因为_________________________(答出两点即可)。 主动运输 当自由基攻击磷脂分子时，产物同样是自由基，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大；攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降等 3.(2025·河北卷，19)砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性，为探究其机制，研究者进行了相关实验。 课本124页 (2)针对砷吸收相关基因C缺失和过量表达的拟南芥，研究者检测了其根细胞中砷的含量，结果如图。由此推测，蛋白C可________(填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明，砷激活的蛋白C可使F磷酸化，磷酸化的F诱导细胞膜内陷，形成含有蛋白F的囊泡。由此判断，激活的蛋白C可使细胞膜上转运蛋白F的数量________，造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有________的特点。 减弱 减少 流动性 砷增加→蛋白C→F磷酸化→细胞膜内陷，包裹 蛋白F→蛋白F减少 C正常 C没有 C过量 使根细胞砷减少 (3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞。推测在砷胁迫下植物对磷的吸收量________(填“增加”或“减少”)，结合(2)和(3)的信息，分析其原因： _______________________________ (答出两点即可)。 减少 ①砷胁迫下，细胞膜上转运蛋白F数量减少； ②砷竞争性结合转运蛋白F，导致可与磷结合的转运蛋白F数量减少，植物对磷的吸收量减少 ①砷增加→蛋白C→F磷酸化→细胞膜内陷，包裹蛋白F→蛋白F减少→砷吸收量减少 ② 情境·探究·长句 下表为某哺乳动物细胞内外两种离子浓度的比较，如图为该动物细胞膜上的一种载体蛋白——钠钾泵跨膜转运K＋和Na＋的示意图。 离子 细胞内浓度/(mmol·L－1) 细胞外浓度/(mmol·L－1) Na＋ 5～15 145 K＋ 140 5 5～15 145 细胞内 细胞外 (1)根据表中数据判断，该哺乳动物细胞外的Na＋转运进入细胞内的方式为_________________________，甘油进入细胞的方式与该方式________(填“相同”或“不同”)。 协助扩散(或被动运输) 不同 主动运输： 低浓度→高浓度 (2)图中的钠钾泵可以催化分解ATP，结合图表判断，细胞内侧是________(填“A侧”或“B侧”)，判断的理由是_____________ B侧 据图可知，钠钾泵运输Na＋和K＋时需要消耗ATP水解提供的能量，表明其运输K＋和Na＋的方式为主动运输，为逆浓度梯度运输，据表可知，细胞内侧的K＋浓度高于细胞外侧，Na＋浓度低于细胞外侧，故判断B侧为细胞内侧 (3)人体红细胞生活在血浆中，血浆的渗透压大小(溶液的渗透压主要与单位体积内的溶质微粒数有关，通常情况下，物质的量浓度越大，渗透压越大)主要由Na＋和Cl－维持。药物乌本苷能抑制钠钾泵的活性，用乌本苷处理人红细胞膜后，红细胞会不断从血浆中吸水膨胀甚至破裂，结合钠钾泵的工作原理和细胞内外渗透压的变化分析，出现这种现象的原因可能是________________________ 血浆渗透压降低 （Na＋减少） 条件 中间环节 结论（现象） 红细胞会不断从血浆中吸水膨胀甚至破裂 红细胞渗透压大于血浆渗透压 乌本苷抑制钠钾泵的活性，使运往细胞外减少 乌本苷处理人红细胞膜 乌本苷抑制人红细胞膜上的钠钾泵的活性，钠钾泵不能将Na＋逆浓度梯度运往细胞外，导致血浆中的Na＋浓度降低，从而使血浆渗透压低于红细胞内的渗透压，引起红细胞吸水膨胀甚至破裂 将若干生长状况相似的怪柳幼苗，均分为甲、乙两组 甲组： 乙组： 幼苗+Na⁺溶液+正常呼吸条件 幼苗+Na⁺溶液+抑制呼吸作用 相同且适宜环境培养一段时间，测定吸收速率 若两组吸收速率相同，被动运输； 若甲组＞乙组，则主动运输。 材料： 柽柳幼苗，浓度适宜的Na⁺溶液；呼吸抑制剂；离子吸收速率测试仪 课本72页：柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。 主动or被动 是否需要能量→ 是否呼吸 吸收离子速率 自变量： 因变量： 分组编号 施加自变量 处理无关变量 培养观察 结果结论 若……则…… 1.探究是主动运输还是被动运输的方法 重难点透析 物质跨膜运输方式的实验设计 2.探究是自由扩散还是协助扩散的方法 主动运输 被动运输 协助扩散 自由扩散 Lavf58.51.100 $