2027届高三生物人教版一轮复习课件第9讲 物质出入细胞的方式及影响因素

第9讲　物质出入细胞的方式及影响因素 第三单元 陈君华 目录 壹 考点一 叁 高考真题体验 贰 考点二 [课程标准]　1.阐明细胞膜具有选择透过性。2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗能量，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。 考点1 物质出入细胞的方式 1. (1)概念：物质以[1] 进出细胞， [2] 消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。 (2)类型：分为自由扩散和协助扩散两类。 扩散方式 不需要 高 低 能量 高 低 协助扩散 自动运输 可能改变 改变 特异性 (3)转运蛋白 载体蛋白 逆 需要 载体蛋白 2. [教材拾遗]　(必修1 P70与社会的联系)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。 3. 流动 [特别提醒]　(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)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散的方式进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K＋外流和形成动作电位时的Na＋内流。 (3)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。 (4)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。 1.(必修1 P67正文)水分子主要是通过自由扩散进出细胞的。( ) 2.(必修1 P72练习与应用)主动运输都是逆浓度梯度进行的。( ) 3.(必修1 P71正文)大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量。( ) 4.(必修1 P72与社会的联系)变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。( ) 5.(必修1 P71正文)胞吞、胞吐是特殊的现象，它们运输物质不需要消耗细胞呼吸所释放的能量。( ) × √ × √ × 1.(2025·四川卷)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下图。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①进入细胞 B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量① 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 B 关键信息 信息解读 ① 转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞，属于协助扩散；组胺跨膜运输至膜外是逆浓度梯度，属于主动运输，需要消耗能量，能量由组氨酸浓度梯度提供 ② CO2分子跨膜运输的方式是自由扩散，运输方向由浓度差决定 【名师赋能】 【解析】　从图中看出，转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞，A错误。胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度，属于主动运输，需要消耗能量，能量由组氨酸浓度梯度提供，B正确。转运蛋白W能同时转运两种物质，具有特异性，C错误。CO2分子经自由扩散，也可以从胞外运输至胞内，例如从血浆进入肺部细胞，D错误。 2.(2025·山东卷)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/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30 mmol/L时会导致酵母菌死亡①。为避免细胞质基质中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② B.蛋白N转运Na＋过程中自身构象会发生改变③ 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③ C 关键信息 信息解读 ① 培养基中NaCl浓度稳定在100 mmol/L，为避免细胞质基质Na＋浓度过高(30 mmol/L)，细胞膜上的蛋白W将Na＋从细胞质基质(低浓度)排出细胞(高浓度)，故外排Na＋是主动运输，需要细胞提供能量 ② 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，Na＋在液泡中积累，细胞液浓度增加，从而有利于酵母细胞吸水 ③ 相关内容见必修1 P67 【名师赋能】 【解析】　Na＋在液泡中积累，细胞液浓度会增加，从而有利于酵母细胞吸水，A正确。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，作为载体蛋白，蛋白N转运Na＋过程中自身构象会发生改变，B正确。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，外排Na＋也是主动运输，需要细胞提供能量，C错误。Na＋通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合，D正确。 3.(2026·福建名校联盟5月模拟)Ca2＋是细胞内重要的信号物质，细胞质基质中低浓度Ca2＋的维持主要依赖细胞膜上的钙泵。钙泵是具有ATP水解酶活性的载体蛋白。下列叙述错误的是(　　) A.钙是组成细胞的大量元素之一 B.钙泵通过囊泡运输到细胞膜发挥作用 C.Ca2＋通过钙泵运输时不需要与其结合 D.钙泵磷酸化后，其空间结构发生变化 C 【解析】　组成细胞的大量元素包含C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，钙属于大量元素，A正确。钙泵是细胞膜上的载体蛋白，属于膜蛋白，其合成后需要经内质网、高尔基体加工，通过囊泡运输到细胞膜发挥作用，B正确。钙泵属于载体蛋白，转运Ca2＋时需要与Ca2＋特异性结合，通过自身空间结构改变完成转运过程，C错误。钙泵具有ATP水解酶活性，ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，导致其空间结构发生改变，进而完成Ca2＋的跨膜运输，D正确。 考点2 影响物质跨膜运输的因素 1.影响因素 自由扩散 协助扩散或主动运输 2.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 (2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响 (3)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。 [特别提醒]　哺乳动物成熟的红细胞进行无氧呼吸，其主动运输速率与O2浓度无关，相关曲线同上面左图。 自由扩散或协助扩散 主动运输 (4)温度对跨膜运输的影响 1.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。( ) 2.温度会影响酶的活性，影响ATP的合成，从而影响主动运输的速率，但不影响被动运输。( ) 3.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率。( ) 4.(必修1 P67正文)膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响自由扩散和协助扩散的运输速率。( ) × × × √ 农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO3形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO3的速率与O2浓度的关系如图所示。 - - (1)由图可判断NO3进入根细胞的运输方式是 ，判断的依据 。 . . 是主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于A点时，根细胞对NO3的吸收速率与O2浓度呈正相关 - 主动运输 - (2)O2浓度大于A时作物乙吸收NO3速率不再增加，推测其原因是 。 (3)作物甲和作物乙各自在NO3最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是 。 . . 主动运输需要载体蛋白，作物乙根细胞的细胞膜上载体蛋白数量有限 . . 甲的NO3最大吸收速率大于乙，甲需要的能量多，消耗O2多 - - - (4)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。 ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 取甲、乙两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中；甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸；一段时间后测定溶液中Ca2＋、K＋剩余量并计算两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率。若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐离子为被动运输；若乙组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率明显小于甲组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐离子是主动运输 1.(2025·浙江6月选考)人体细胞通过消耗ATP维持膜两侧Na＋浓度梯 度①，细胞膜上的Na＋－氨基酸共转运体能利用Na＋浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞②，如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.Na＋－氨基酸共转运体运输物质不具有特异性 B.氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输 C.使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率 D.适当增加膜两侧Na＋的浓度差③能加快氨基酸的运输 D 【名师赋能】 关键信息 信息解读 ① 人体细胞通过消耗呼吸作用产生的ATP维持膜两侧Na＋浓度梯度，利用Na＋浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，因此使用细胞呼吸抑制剂会影响氨基酸的运输速率 ② 氨基酸依赖转运体进入细胞是逆浓度梯度的过程，属于主动运输 ③ 适当增加膜两侧Na＋的浓度差会提高Na＋的运输速率，同时也能加快氨基酸的运输 【解析】　Na＋－氨基酸共转运体运输物质具有特异性，A错误。氨基酸依赖转运体进入细胞是逆浓度梯度的过程，属于主动运输，B错误。人体细胞通过消耗呼吸作用产生的ATP维持膜两侧Na＋浓度梯度，利用Na＋浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，因此使用细胞呼吸抑制剂会影响氨基酸的运输速率，C错误。适当增加膜两侧Na＋的浓度差会提高Na＋的运输速率，同时也能加快氨基酸的运输，D正确。 2.(2026·云南昭通模拟)如图为人小肠上皮细胞与肠腔和组织液进行部分物质交换的示意图，下列有关叙述正确的是(　　) A.加入呼吸酶抑制剂会降低转运蛋白①和③运输葡萄糖的速率 B B.转运蛋白②的功能可能包括物质运输作用和催化作用 C.加入蛋白质变性剂不会降低转运蛋白③运输葡萄糖的速率 D.人的成熟红细胞吸收葡萄糖与转运蛋白②转运K＋的方式相同 【解析】　借助转运蛋白①运输葡萄糖的方式为主动运输，所需能量是由细胞内外Na＋顺浓度梯度运输时产生的势能提供，不是由ATP直接供能，呼吸酶抑制剂会影响转运蛋白②对Na＋的运 输，进而间接影响转运蛋白①运输葡萄糖，借助转运蛋白③运输葡萄糖的方式为协助扩散，不需要能量，因此加入呼吸酶抑制剂后不会降低转运蛋白③运输葡萄糖的速率，A错误。转运蛋白②能逆浓度梯度运输Na＋，说明其能作为主动运输Na＋的载体，一般而言，参与主动运输的载体蛋白还具有ATP水解酶的功能，能催化ATP的水解， 因此转运蛋白②的功能可能包括物质运输和催化作用，B正确。借助转运蛋白③运输葡萄糖的方式为协助扩散，加入蛋白质变性剂会引起转运蛋白③变性，因此能降低转运蛋白③运输葡萄糖的速率，C错误。转运蛋白②转运K＋的方式为主动运输，而人的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，D错误。 3.(2026·安徽阶段练习)如图甲、乙、丙为不同物质出入细胞时，物质运输速率与物质浓度、O2浓度的关系曲线。下列叙述错误的是(　　) A.O2分子进出细胞的方式可对应甲 B.洋葱根尖细胞吸收K＋的方式可对应乙 C.人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式可对应乙，但不对应丙 D.小肠上皮细胞吸收脂肪酸的方式可对应甲和丙 C 【解析】　O2分子进出细胞的方式是自由扩散，该方式是顺浓度梯度进行的，不需要载体和能量，可对应甲，A正确。洋葱根尖细胞吸收K＋的方式是主动运输，主动运输需要载体和能量，可用乙表示，B正确。人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，该方式需要载体协助，但不需要消耗能量，可对应乙，也可以对应丙(氧气浓度可代表能量供应)，C错误。小肠上皮细胞吸收脂肪酸的方式是自由扩散，不需要载体和能量，可对应甲和丙，D正确。 高考真题体验 溯源教材 明确考法 1.(2025·云南卷)细胞作为生命活动的基本单位，需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是(　　) A.协助扩散转运物质需消耗ATP B.被动运输是逆浓度梯度进行的 C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变 D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助 C 【解析】　协助扩散是顺浓度梯度运输，不需要消耗ATP，A错误。被动运输包括自由扩散和协助扩散，都是顺浓度梯度进行的，B错误。载体蛋白在转运物质时，会与被转运物质结合，自身构象发生改变，从而实现物质的跨膜运输，C正确。主动运输转运物质时需要载体蛋白协助，而不是通道蛋白，通道蛋白一般用于协助扩散，D错误。 (1)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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。(见必修1 P65正文) (2)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。(见必修1 P66～67正文) 2.(2025·重庆卷)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 【解析】　Na＋通道运输Na＋属于协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，A正确。Na＋通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误。因为患者软骨细胞膜上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，C正确。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，D正确。 3.(2025·湖南卷)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na＋或Cl－物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后，与对照组(Ⅰ)相比，Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低，而Ⅳ组无显著差异；各组植株的地上部分和根中Cl－、K＋含量如图所示。下列叙述错误的是(　　) 注：Ⅰ.对照(正常栽培)；Ⅱ.NaCl溶液；Ⅲ.Na＋浓度与Ⅱ中相同、无Cl－的溶液；Ⅳ.Cl－浓度与Ⅱ中相同、无Na＋的溶液。 A.过量的Cl－可能储存于液泡中，以避免高浓度Cl－对细胞的毒害 B.溶液中Cl－浓度越高，该植物向地上部分转运的K＋量越多 C.Na＋抑制该植物组织中K＋的积累，有利于维持Na＋、K＋的平衡 D.K＋从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量 B 【解析】　植物细胞可以通过将过量的Cl－储存于液泡中，来降低细胞质中Cl－的浓度，从而避免高浓度Cl－对细胞的毒害，A正确。分析可知，Ⅰ组(对照)、Ⅱ组(NaCl溶液)与Ⅳ组(Cl－浓度与Ⅱ中相同、无Na＋的溶液)相比，Ⅱ组向地上部分转运的K＋量少，说明不是溶液中Cl－浓度越高，植物向地上部分转运的K＋量越多，B错误。 对比Ⅰ组(对照)、Ⅱ组(NaCl溶液)和Ⅲ组(Na＋浓度与Ⅱ中相同、无Cl－的溶液)，发现Ⅱ组和Ⅲ组中Na＋存在时，植物组织中K＋积累受到抑制，这有利于维持Na＋、K＋的平衡，C正确。K＋从根转运到地上部分的组织细胞是主动运输过程，主动运输需要消耗能量，D正确。 4.(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 【解析】　O2从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散，速率由O2浓度差决定。因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响，A正确。心肌细胞主动运输Ca2＋时，载体蛋白需结合Ca2＋并催化ATP水解，还需结合磷酸基团从而磷酸化，并非仅与Ca2＋结合，B错误。葡萄糖进入红细胞为协助扩散，速率受浓度差和载体数量影响。红细胞代谢虽不直接供能，但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度，从而保持浓度差，因此速率与代谢有关，C错误。集合管中Na＋重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵)，需载体蛋白且消耗能量，而非通过通道蛋白被动运输，D错误。 5.(2024·北京卷)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是(　　) A.磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面 B.球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与 C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性 D.胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子 C 【解析】　磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以头部位于复合物表面，A错误。球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，与溶酶体融合后，释放胆固醇，B错误。胞吞形成的囊泡(单层膜)能与溶酶体融合，依赖于膜具有一定的流动性，C正确。胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质，D错误。 (1)磷脂双分子层的内部是磷脂分子的疏水端。(见必修1 P45正文) (2)大分子与膜上的蛋白质结合，引起细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。(见必修l P71正文) (3)多糖、蛋白质、核酸是生物大分子。(见必修1 P36正文) 谢谢 陈君华 $