2027届高三生物学一轮复习课件第7讲 物质出入细胞的方式及影响因素

复习回顾 5min速写 1.渗透作用是水分子通过________的扩散；发生渗透作用的两个条件：具有半透膜；半透膜两侧存在________。（必修 1 P62） 2.动物细胞的________相当于半透膜；动物细胞________（能 / 不能）发生质壁分离。（P63） 3.成熟植物细胞的原生质层包括________、以及两层膜之间的细胞质；细胞壁的特点是（全透性 / 选择透过性）。（P63） 4.当外界溶液浓度大于细胞液浓度，成熟植物细胞发生________；此时液泡体积变____，颜色变____。（P64） 5.观察质壁分离与复原实验，实验材料常用________________；整个实验只需要用________（低倍镜 / 高倍镜）观察。（P64‑66） 6.水分子进出细胞的方式：自由扩散，以及借助________进行的协助扩散。（P63） 阅读教材P66-72，回答以下问题： 1、自由扩散、协助扩散要不要消耗能量，需不需要转运蛋白？（P66‑67） 2、葡萄糖进入红细胞、葡萄糖被小肠上皮细胞吸收，分别是什么运输方式？(广西高频) 3、主动运输有哪三个条件？课本举出哪些实例？（P68‑69） 4、胞吞、胞吐是否消耗能量？需不需要载体蛋白？依赖细胞膜什么特性？（P70） 5、通道蛋白会不会和被运输的物质结合？ 课前回顾 第7讲 物质出入细胞的方式 1.被动运输：自由扩散、协助扩散的方向、条件、实例；通道蛋白与载体蛋白基础区分：通道蛋白不与被运输物质结合（广西高频）。 2.主动运输：逆浓度梯度、需要载体蛋白、消耗能量；实例：小肠上皮吸收葡萄糖、根吸收无机盐离子；葡萄糖两种运输方式对比：进红细胞协助扩散；小肠上皮吸收葡萄糖主动运输（广西高频易错）。 3.胞吞、胞吐：依赖膜的流动性、消耗能量；不需要载体蛋白，不属于跨膜运输；神经递质可胞吐释放。 4.影响跨膜运输速率因素：浓度差、转运蛋白数量、能量；曲线关键点。 像__________这样，物质以________方式进出细胞， ____________细胞内化学反应所释放的______的物质跨膜运输方式。 1.被动运输 体现膜的功能特性——选择透过性 考点一 物质出入细胞的方式 教材P65 (1)被动运输概念： 扩散 不需要消耗 能量 水分子 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式 (2)被动运输类型及其概念： ※ 教材P67 1.被动运输 体现膜的功能特性——选择透过性 考点一 物质出入细胞的方式 教材P65 运输方向 转运蛋白 能量 考点一 物质出入细胞的方式 教材P66 (3)自由扩散和协助扩散的比较 项 目 自由扩散 协助扩散 运输方向 转运蛋白 能量 举例 图示 影响因素 不需要 不消耗 水：H2O 气体：O2、CO2 脂溶：甘油、乙醇、苯 两素：性激素、尿素 需要（载体蛋白、通道蛋白） 载体蛋白：葡萄糖、氨基酸进入红细胞 葡萄糖、氨基酸小肠上皮细胞出来 水通道蛋白：水 离子通道蛋白：Na+ 、 K+ 、Cl-等 受转运蛋白数量限制 高浓度 低浓度 浓度差 浓度差 转运蛋白 考点一 物质出入细胞的方式 教材P66 (4)载体蛋白和通道蛋白 载体蛋白 通道蛋白 图示 转运 对象 只容许与 相适应的分子或离子通过。 只容许与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子通过。 特点 每次转运时都会发生 的改变 与通道蛋白结合 共同点 ①均为蛋白质；②均分布在细胞的膜结构中； ③均控制特定物质的跨膜运输，具有特异性 自身结合部位 自身构象 不需要 大小和电荷 直径和形状 生物科学史 教材P68 人类对通道蛋白的探索历程 资料1：直到1988年，美国科学家阿格雷，才成功地将构成水通道 的蛋白质分离出来，证实了水通道蛋白的存在。 资料2：在人类细胞中已发现了13种水通道蛋白，如肾小球的滤过 作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道蛋白的结构和功能 有直接关系。 资料3：20世纪80年代，科学家从蚕豆保卫细胞中检测出钾离子的 通道。 直到 1998年，美国科学家麦金农才解析了钾离子 通道蛋白的立体结构。 资料4：许多科学家前赴后继，进 一步解析了钙离子、钠离子等离子 的通道蛋白结构。 意义：进一步揭示通道蛋白的作用机制，探索调控通道蛋白的药物， 以治疗疾病，维护人类健康。 钾离子通道模式图 水通道蛋白结构模式 1.(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(　　) 2.(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.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 即讲即练 创新P45 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 考点一 物质出入细胞的方式 教材P69 ①甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘：细胞内碘浓度远高于血液(高20‑25倍)，逆浓度梯度吸收 碘，属于主动运输。 ②小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸：小肠液葡萄糖、氨基酸浓度低于小肠上皮细胞 内，仍然吸收，逆浓度梯度，主动运输。 ③人红细胞吸收K⁺：红细胞内部K⁺浓度比血浆高30倍，逆浓度吸收钾离子，主动运输。 ④轮藻细胞吸收K⁺：轮藻细胞K⁺浓度高于周围水环境63倍，主动运输吸收钾离子。 ⑤Na+、K+、Ca2+等离子跨膜运输：钠‑钾泵等，逆浓度梯度转运离子，属于主动运输。 阅读教材P69，归纳主动运输的例子： 拓展：植物根细胞吸收矿质离子（如硝酸根、磷酸盐） 肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖 注意：葡萄糖进入红细胞是协助扩散，不是主动运输！ 问题1：主动运输要具备 什么特点？ 考点一 物质出入细胞的方式 教材P69 (1)概念： 物质_____________进行跨膜运输，需要__________的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的_______，这种方式叫做主动运输。 特点 逆浓度梯度运输 1 需要载体蛋白 2 需要能量 3 (2) (3)有关细胞器： 逆浓度梯度 载体蛋白 能量 2.主动运输 核糖体 线粒体 主要体现膜的功能特点——选择透过性 考点一 物质出入细胞的方式 教材P69 2.主动运输 (4)过程： 载体蛋白 ATP ATP结合位点 p 磷酸化 p 去磷酸化 ADP ①物质与膜上载体蛋白特定部位结合 一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合 特异性/专一性 ②在细胞内化学反应释放能量的推动下，载体 蛋白的空间结构发生改变 ATP→ADP+Pi+能量 ③将所结合的物质从膜的一侧转运到另一侧 释放出来 ④载体蛋白恢复原状 ——可重复利用 考点一 物质出入细胞的方式 (5)影响因素 2.主动运输 氧气含量对跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 现代新药研发思路：修复或者替代异常转运蛋白功能，作为治疗靶点。 与社会的联系 教材P70 囊性纤维化 正常：氯离子通过转运蛋白运到细胞外侧，维持细胞外侧黏液合适含水量，黏液稀薄， 可以正常流动，清除病菌。 患病：氯离子运不出去→细胞外侧水分向细胞内渗透→支气管黏液失水变黏稠；黏稠 黏液排不出去，堆积在呼吸道，细菌大量繁殖，反复肺部细菌感染。 直接原因：细胞膜上转运氯离子(Cl⁻)的载体蛋白(CFTR 蛋白)功能异常，氯离子不能正常 转运出支气管上皮细胞。 根本原因：基因突变，编码该转运蛋白的基因发生突变，合成出异常蛋白质。 胞吞 过程：细胞摄取大分子时，首先大分子与细胞膜上的蛋白质结合，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。 实例：人肠道内寄生的痢疾内变形虫，可以通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，白细胞吞噬病菌、非包膜病毒入侵宿主细胞 3.胞吞与胞吐 考点一 物质出入细胞的方式 教材P70 体现膜的结构特性——流动性 胞吐 过程：大分子或颗粒物先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞外 实例：内分泌腺分泌蛋白类激素如胰岛素、消化腺细胞分泌消化酶、浆细胞分泌抗体、突触前膜释放神经递质 共同点 ①需要能量 ②不需要专业蛋白，但需要膜蛋白参与 ③依赖膜的流动性 ④影响因素：温度、能量(O2浓度) 胞吞形成的囊泡，在细胞内可被溶酶体降解 (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。( ) (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)( ) (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。( ) (7)神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的通道蛋白。( ) (8)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷，2C)( ) × × × × × × × × 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 即讲即练 创新P46 柽柳是一种强耐盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明(实验材料：形态及生理状况相似的柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水)，写出实验步骤，并预测实验结果。 主动运输和被动运输的区别之一是：是否需要能量而能量来自细胞呼吸，故可通过抑制根细胞呼吸，并观察无机盐离子吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输。 实验步骤： 将形态及生理状况相似的柽柳幼苗随机均分为甲、乙两组； 将甲、乙两组幼苗分别置于等量适宜浓度的含Ca2+、K+的完全培养液中，甲组加入等量蒸馏水，乙组加入等量的细胞呼吸抑制剂；在相同且适宜的环境条件下培养，一段时间后，检测并比较甲、乙两组幼苗根系对Ca2+、K+的吸收速率。 预期结果： 若甲乙两组对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。 完成下面有关物质进出细胞方式的概念图。 2.下图表示的是一个动物细胞内外不同离 子的相对浓度。据图回答问题。  (1)通过主动运输进入细胞的离子是____， 你作出判断的依据是______ 。 (2)通过主动运输排出细胞的离子是_____ , 你作出判断的依据是______ 。 这两种离子的浓度细胞内小于细胞外，细胞若要排出这两种离子必须逆着浓度梯度进行 Na+和Cl-  K+和Mg2+ 这两种离子的浓度细胞内大于细胞外，细胞若要吸收这两种离子必须逆着浓度梯度进行 ATP驱动 协同转运 光驱动 （ATP直接供能） （ATP间接供能） 光能—细菌质膜上的H+泵 高考共鸣点4 主动运输的三种类型 主动运输能量来源的形式 创新P48 高考共鸣点4 主动运输的三种类型 创新P48 钠钾泵 1、ATP直接供能的ATP驱动泵 H+泵 ATP驱动泵既是载体蛋白同时也是 。 催化ATP水解的酶 高考共鸣点4 主动运输的三种类型 2、ATP间接供能——协同转运 电化学梯度能 创新P48 同向转运 逆向转运 高考共鸣点4 主动运输的三种类型 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。 3、光能驱动的主动运输 创新P48 2.(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(　　) 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 B 即讲即练 创新P49 3.(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(　　) 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 C 即讲即练 创新P50 即讲即练 限时P433 6.(2025·广西卷，9)某植物根细胞吸收K＋存在两种跨膜运输方式，见图。下列有关分析正确的是(　　) A A.低钾环境时，K＋运输速率受H＋运输速率限制 B.运输H＋时，载体蛋白空间结构不会改变 C.呼吸抑制剂会抑制K＋的这两种运输方式 D.K＋是一种信号分子，能诱发根细胞产生兴奋 思维导图 思维导图 思维导图 知识回扣 离子 良好的溶剂 细胞内良好的储能物质 生命活动 废物 知识回扣 DNA 核膜 主动运输 纤维素和果胶 流动性 信息交流 选择透过性 细胞质基质 1、静息电位时 K⁺顺浓度梯度外流、动作电位时 Na⁺顺浓度梯度内流，两个过程都不消耗 ATP，均属于协助扩散。（　　） 2、调查某鱼塘中某种鱼的种群密度常用__________法；捕捞后使该鱼种群数量维持在 K/2 左右，此时种群的__________最大，有利于持续高产。鱼塘溶氧量下降时，鱼体细胞吸收 O₂ 的方式是__________。 3、腐乳制作中，毛霉产生的蛋白酶被分泌到细胞外分解基质中的蛋白质，该酶分泌出细胞的方式是主动运输。（　　） 4、艾弗里肺炎链球菌转化实验中，S 型菌的 DNA 进入 R 型菌使其发生转化。若在培养 R 型菌（原核生物）的培养基中加入³⁵S 标记的氨基酸，放射性最先出现在其细胞内的__________（场所）上新合成的蛋白质中；氨基酸逆浓度进入 R 型菌细胞的方式是__________。 5、人体红细胞在 0.9% 的生理盐水中能维持正常形态；将其放入 0.3 g/mL 蔗糖溶液后，红细胞会渗透失水皱缩，并能发生质壁分离。（　　） 知识回测 $