摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的物质输入和输出”专题,依据课程标准阐明质膜选择透过性、物质进出方式及大分子运输等核心考点,通过表格对比、图解分析梳理自由扩散、协助扩散、主动运输等运输方式,结合近5年高考真题统计,明确主动运输、转运蛋白功能分析等高频考点(占比超60%),归纳判断类、实验探究类等常考题型。
课件亮点在于“考点深度剖析+高考真题实战+核心素养培育”,如以2026深圳二模SLC37A2蛋白介导葡萄糖-6-磷酸运输为例,运用科学思维分析协助扩散判断依据,结合主动运输能量供应方式(ATP驱动泵、协同转运)培养结构与功能观(生命观念)。特设“易错点警示”(如胞吞胞吐是否需载体)和“实验设计模板”,助力学生掌握答题技巧,教师可据此高效开展针对性复习。
内容正文:
第8讲
细胞的物质输入和输出
第2课时
物质出入细胞的方式及影响因素
1.阐明质膜具有选择透过性。
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。
3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
课程标准
考点一 物质出入细胞的方式
1 各种物质进出细胞方式的比较
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
是否需要载体
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
胞外→胞内
胞内→胞外
否
是
是
否
否
1 各种物质进出细胞方式的比较
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
是否消耗能量
举例
否
是
是
否
是
O2、甘油、苯等
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸
巨噬细胞吞噬抗原
人的红细胞吸收葡萄糖
胰岛素等的分泌
考点一 物质出入细胞的方式
意义:保证细胞和个体生命活动的需要
膜上的两种转运蛋白比较
转运对象 特点 运输方式
载体蛋白 与自身结合部位相适应的 ; 每次转运时都会发生
的改变
通道蛋白 与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子 转运分子 与通道蛋白结合
分子或离子
自身构象
直径和形状
大小和电荷
不需要
考点一 物质出入细胞的方式
协助扩散、主动运输
协助扩散
一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子活分子结合
2 跨膜运输方式图解
蛋白质
磷脂双分子层
糖被
自由扩散
协助扩散
主动扩散
考点一 物质出入细胞的方式
3 常见物质进出细胞方式
物质 相应过程 运输方式
水 进出细胞
葡萄糖 进入红细胞
进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管重吸收
Na+ 进入神经细胞
运出神经细胞
K+ 进入神经细胞
运出神经细胞
协助扩散、自由扩散
协助扩散
主动运输
协助扩散(离子通道)
主动运输(钠—钾泵)
主动运输(钠—钾泵)
协助扩散(离子通道)
考点一 物质出入细胞的方式
4 大分子进出细胞的方式-胞吞与胞吐
考点一 物质出入细胞的方式
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。
5 物质跨膜运输的方式与生物膜结构的关系
考点一 物质出入细胞的方式
(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上转运蛋白的 ,或转运蛋白 的变化,这也是细胞膜具有 的结构基础。
(2)胞吞和胞吐也需要膜上 的参与,更离不开生物膜的 。
种类和数量
空间结构
选择透过性
蛋白质
流动性
2.(必修1 P71相关信息)胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被 降解。
3.(必修1 P72拓展应用)淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过
排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。
细读教材
溶酶体
伸缩泡
1.(必修1 P70与社会的联系)囊性纤维化发生的一种主要原因是,患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的 的功能发生异常,导致患者支气管中黏液增多,造成细菌感染。
载体蛋白
考点一 物质出入细胞的方式
命题角度一 水通道蛋白及其他转运蛋白的结构与功能
1.(2025·河南卷)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
考点一 物质出入细胞的方式
命题角度二 物质出入细胞的方式及其判断
(2026 深圳二模)中国科学家成功解析了SLC37A2蛋白的结构,证实该蛋白可介导葡萄糖-6-磷酸转运至内质网腔,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。该蛋白介导的运输方式属于( )
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞胞吐
B
考点一 物质出入细胞的方式
(2026 广东二模)为研究肿瘤对药物甲氨蝶呤的耐药性,科研团队分别测定了肿瘤细胞膜表面2种与肿瘤耐药性相关的转运蛋白(RFC1和P一gp)的含量,结果如下表。下列分析正确的是( )
A.甲氨蝶呤进入肿瘤细胞的方式最有可能是主动运输
B.甲氨蝶呤从肿瘤细胞中排出的方式很可能是协助扩散
C.RFC1和P-gp可能都是转运甲氨蝶呤的载体蛋白
D.抑制两种转运蛋白的活性可以有效改善肿瘤的耐药性
将药物运入细胞
将药物排出细胞
C
无法判断
主动运输,维持细胞内低浓度药物
抑制P-gp的药性
考点一 物质出入细胞的方式
1 影响物质跨膜运输因素的分析
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
种类
呼吸强度
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
①浓度差:主要影响自由扩散和协助扩散。
②自由扩散: 。
③协助扩散:浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受 的限制。
1 影响物质跨膜运输因素的分析
浓度差越大,运输速率越大
载体蛋白数量
自由扩散
协助扩散
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
(2)氧气含量对跨膜运输的影响
4 影响物质跨膜运输因素的分析
O2通过影响 进而影响 的速率。
①P点时: 为物质的运输提供能量。
②PQ段:随着氧气含量的增加, 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 的影响,运输速率不再增加。
细胞呼吸
主动运输
无氧呼吸
有氧呼吸
载体蛋白数量以及其他限制因素
被动运输
主动运输
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
(3)温度对物质运输速率的影响
1 影响物质跨膜运输因素的分析
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
(1)探究是主动运输还是被动运输的方法
(2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法
2 探究物质跨膜运输方式的实验设计
是否需要能量
是否需要转运蛋白
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
1.(2025·广东卷)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
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
B
2.(2025·福建模拟)如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析,下列实验处理中,可使蔗糖进入细胞速率加快的是( )
A.降低细胞外蔗糖浓度
B.降低细胞质H+浓度
C.降低ATP合成酶活性
D.降低膜上协同转运蛋白数量
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度进行的跨膜转运方式,普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中。主动运输的能量来源分为三类:ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
1.ATP驱动泵
图1 钠钾泵
ATP驱动泵属于复合蛋白,既具有酶的催化功能,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。
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
1.ATP驱动泵(离子泵和质子泵)
质子泵
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
2.协同转运蛋白
包括两种类型:同向转运蛋白和反向转运蛋白。协同运输是指一种物质的逆浓度跨膜运输依赖于另一种溶质的顺浓度梯度运输,该过程消耗的能量来自离子的电化学梯度。
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
图中协同转运蛋白介导物质P跨膜运输时所需要的能量来自
。如何解释物质P跨膜运输所需的能量间接来自ATP?
。
同时顺浓度梯度运输的物质Q的电化学梯度
物质Q需要消耗ATP先进行逆浓度梯度运输形成电化学梯度
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
3.光驱动泵型
某些细菌的膜上存在一种光驱动质子泵,其含有的生色团能吸收光子,引发蛋白构象变化,从而将细胞内质子泵至细胞外,形成H+电化学梯度。该梯度可驱动其他物质的跨膜运输或ATP合成,以此将光能转化为化学能。
(2026·广东深圳模拟)在光合作用过程中,C3会先被还原成中间产物磷酸丙糖,再进一步转化为淀粉和蔗糖等产物。研究发现,一些植物的液泡膜上存在H+—蔗糖同向转运载体蛋白,当H+顺浓度梯度转运进液泡时,蔗糖会被共同转运进入液泡暂时储存起来。相关过程如图所示。
C
下列叙述错误的是( )
A.液泡膜上的载体2是H+—蔗糖同向
转运载体蛋白
B.磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产
生的ATP和NADPH
C.磷酸丙糖转变为淀粉或蔗糖后可直接转运出叶肉细胞
D.蔗糖通过载体2进入液泡的方式是主动运输
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
(2026·广州二模拟)科研人员发现,拟南芥可借助细胞膜上的蛋白NRT1.2运输硝酸盐并吸收Na+。在高盐胁迫条件下,SOS2通过磷酸化NRT1.2,降低其Na+转运能力。下列叙述错误的是( )
A.NRT1.2可能是一种依赖硝酸盐协同运输的Na⁺转运蛋白
B.磷酸化修饰可能引起 NRT1.2构象改变,抑制其Na+转运活性
C.长期高盐胁迫下,NRT1.2基因表达增强,可以提高植株耐盐性
D.调控SOS2和NRT1.2的相互作用以提高植物耐盐性是一种新研究思路
C
植物自我保护机制
NRT1.2基因表达增强,NRT1.2蛋白增多,植物吸收更多的Na+,加重盐胁迫,降低植物的耐盐性
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
(2025·重庆卷,8)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
B
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
【解析】 Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗ATP;Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合;结合题干可知患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,所以使得Ca2+内流增多;因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点。
情境突破课2 主动运输能量的供应方式
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