2027届高三生物人教版一轮复习课件第二单元 第8课时 物质进出细胞的方式及影响因素

细胞的基本结构和物质的运输 第二单元 第8课时　物质进出细胞的方式及影响因素 学习目标 课标要求 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。 考情分析 1.水通道蛋白：2025·河南·T3 2024·黑吉辽·T18 2022·湖北·T3 2022·辽宁·T9 2.物质进出细胞的方式、发生条件：2025·云南·T3　2025·四川·T4　2025·广东·T8　2025·湖南·T15　2025·浙江1月·T4　2024·贵州·T4　2024·江西·T2　2024·甘肃·T2　2024·山东·T1　2024·北京·T3　2023·全国甲·T1　2023·湖南·T14　2023·辽宁·T4　2022·山东·T3　2022·海南· T16　2022·湖北·T3　2022·重庆·T2　2021·全国甲·T29　2021·山东·T2　2021·江苏·T3　2021·河北·T4 3.物质运输速率的影响因素：2025·山东·T2 2023·湖北·T15 2022·全国乙·T29 目 录 一 物质进出细胞的方式 二 协助扩散中转运蛋白的类型 三 影响物质跨膜运输速率因素的分析 一 物质进出细胞的方式 被动运输 一 物质进出细胞的方式 1、被动运输 被动运输 （1）概念：物质以_______方式进出细胞，_________消耗细胞内化学反应所释放的______，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 扩散 不需要 能量 （2）类型： 概念 运输方向 转运蛋白 能量 影响因素 举例 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。 物质借助膜上转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散。 顺浓度梯度 顺浓度梯度 不消耗 不消耗 不需要 需要 浓度差大小 浓度差大小、转运蛋白数量 a.水分子通过水通道蛋白进出细胞 b.离子和一些小分子有机物如葡萄 糖进入红细胞 a.水分子、气体分子，如O2、CO2 b.脂溶性小分子有机物，如甘油、 乙醇，苯等 ①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无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如兴奋产生和恢复过程中的Na＋内流和K＋外流的方式均为协助扩散。 提醒 7 一 物质进出细胞的方式 主动运输 主动运输 2、主动运输 物质逆浓度进行跨膜运输 概念模型 1 2 3 需要载体蛋白的协助 需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 一 物质进出细胞的方式 方向 条件 (从低浓度一侧到高浓度一侧) ①轮藻细胞吸收K+（63倍） ④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。 ②甲状腺细胞吸收碘离子 ③动物细胞吸收K+和排出Na+(Na-K泵) 哺乳动物细胞内外Na+和K+浓度 细胞内ci 血浆中co Na+ 10～20mmol/L 约150mmol/L K+ 约100mmol/L 约5mmol/L 为什么细胞不惜消耗能量也要运输这些物质呢？ 实例 2、主动运输 通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。 意义 2、主动运输 一 物质进出细胞的方式 胞吞 胞吐 胞吞 胞吐 3、胞吞、胞吐 一 物质进出细胞的方式 ①胞吞、胞吐也需要蛋白质参与。②通过胞吞、胞吐运输的物质不一定都是大分子，如神经递质。 注 目 录 一 物质进出细胞的方式 二 协助扩散中转运蛋白的类型 三 影响物质跨膜运输速率因素的分析 二 协助扩散中转运蛋白的类型 转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 构象是否改变 是否与 被转运分子结合 是否有特异性 参与的运输方式 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 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 改变 不一定 结合 不结合 具有特异性 具有特异性 协助扩散、主动运输 协助扩散 K+ 离子通道结构模式图 水通道蛋白结构模式图 目 录 一 物质进出细胞的方式 二 协助扩散中转运蛋白的类型 三 影响物质跨膜运输速率因素的分析 三 影响物质跨膜运输速率因素的分析 1、物质浓度 物质浓度 运输速率 物质浓度 运输速率 P 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 自由扩散 协助扩散 、主动运输 P点后运输速率的限制因素是： 转运蛋白数量 三 影响物质跨膜运输速率因素的分析 2、氧气浓度 O2浓度 运输速率 P 自由扩散 、协助扩散 O2浓度 运输速率 Q 哺乳动物成熟红细胞的主动运输 主动运输 P点后运输速率的限制因素是： 载体蛋白数量 Q点由___________提供能量 无氧呼吸 三 影响物质跨膜运输速率因素的分析 3、温度 流动性 自我诊断 (1)物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关(2021·浙江6月选考，4) (　　) (2)肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸(2021·江苏，3)(　　) (3)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量(2021·福建，2)(　　) × × √ 胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，需要消耗能量 协助扩散需要膜蛋白的参与 探究耐盐碱植物的水策略 形成·解题能力1 1．比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。请解释生物膜对水分子通透性大于人工膜的原因。 生物膜上存在协助水分子通过的通道蛋白。 2．请选用下面的材料、仪器和技术，设计巧妙的方法，通过测定水通透速率来证明蛋白A参与了水的跨膜运输。 将爪蟾卵母细胞随机均分为两组，一组不做处理，向另一组细胞内注入(显微注射技术)蛋白A的mRNA，两组细胞在相同且适宜的环境中培养一定时间后，转入低渗溶液中并分别测定细胞的水通透速率，结果：注入蛋白A的mRNA的一组细胞水通透速率高于不做处理的一组。 探究耐盐碱植物的水策略 形成·解题能力1 乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率 1．柽柳是强耐盐植物，其根部吸收无机盐离子(如：Ca2+、K+)是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请完善实验思路： 取甲、乙两组______________________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________________；一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率，若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若_______________________________________，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输。 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 生长状态基本相同 抑制细胞呼吸 乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率 2．细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 物质跨膜运输方式 自由扩散 协助扩散 主动运输 图中实例 水经磷脂双分子层进入细胞 (1)请据图在表中归纳概括与耐盐植物抗逆性相关的物质跨膜运输方式。 水经通道蛋白进入细胞、H＋经载体蛋白从细胞外或液泡进入细胞质基质、Na＋经通道蛋白进入细胞质基质 H＋经载体蛋白运至细胞外或液泡内、Na＋经载体蛋白由细胞质基质运至细胞外或液泡内 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 (2)据图可知，图中各结构中H＋浓度存在明显差异，这种差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H＋－ATP泵来维持。此过程中，H＋－ATP泵作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是什么？这种离子跨膜运输方式对于细胞的意义是什么？ ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变。通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 (3)H＋的这种分布特点可将Na＋转运到胞外或液泡内，Na＋转运到胞外或液泡内是由___________________________________所驱动的。若使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少，其原因是什么？ Na＋的运输能量来自H＋的电化学梯度，使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少，排出H＋量减少，膜内外H＋浓度梯度降低，使得转运蛋白排出Na＋量减少。 细胞膜或液泡膜两侧的H＋浓度差 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 (5)有分析认为，大量Na+进入植物根细胞也可提高耐盐植物根细胞的吸水能力，其机理是_____________________________________，有利于根细胞对水分的吸收。 细胞膜上转运蛋白的种类和数量 大量的Na＋进入细胞提高了细胞液浓度 使Na＋进入液泡或排出细胞 (6)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”是: (4)耐盐植物的根细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的结构基础是_____________________ ________________，转运蛋白空间结构的变化。 探究耐盐碱植物的盐策略 形成·解题能力2 (7)某耐盐碱植物的叶片背面有一粒粒白色的盐分结晶，它们是由盐腺细胞中大量的小囊泡经过膜融合过程分泌出来的，该过程体现了细胞膜的流动性。请问：该过程中被转运的物质一定是大分子物质吗？ 不一定，该过程中被转运的物质是小分子物质。 考向一　辨析水通道蛋白 强化·迁移应用 1．(2024·黑吉辽，18改编)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅 B．模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻 C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放 D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 √ 水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散 考向一　辨析水通道蛋白 强化·迁移应用 √ 2．(2025·河南，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 通道蛋白不与转运的物质结合 考向二　物质跨膜运输方式的判断 强化·迁移应用 √ 3．(2025·云南，3)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 考向二　物质跨膜运输方式的判断 强化·迁移应用 √ 4．(2025·四川，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 考向三　质壁分离与复原的应用 强化·迁移应用 √ 5．(2023·湖北，15)心肌细胞上广泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是(　　) A．心肌收缩力下降 B．细胞内液的钾离子浓度升高 C．动作电位期间钠离子的内流量减少 D．细胞膜上Na＋－Ca2＋交换体的活动加强 √ 6．(2025·湖南，15)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(　　) 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 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。 课堂小结 $