第二单元　第十课时　物质进出细胞的方式及影响因素-2025年高考生物大一轮复习课件

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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。
1.物质进出细胞的方式(1)核心概念①被动运输：物质以 方式进出细胞， 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。②自由扩散：物质通过 作用进出细胞的方式。③协助扩散：借助膜上的 进出细胞的物质扩散方式。④主动运输：物质 梯度进行跨膜运输，需要 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ，这种方式叫作主动运输。
(2)物质进出细胞方式的比较
2.协助扩散中转运蛋白的类型
载体蛋白类：只容许与　　　　　　相适应的分子或离子通过，而且　　　　　　每次转运时都会发生　　　　　的改变
只容许与自身通道的直径和 _ 相适配、大小和电荷相适 宜的分子或离子通过。分子或离子 与通道蛋白结合
水分子可以借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出 细胞细胞膜上的一些无机盐离子的通道蛋白
3.影响物质跨膜运输速率因素的分析(1)物质浓度
(1)自由扩散的速率与物质分子的大小、脂溶性程度有关(　　)(2)一种转运蛋白可转运不同种的离子，同一种离子也可由不同种的转运蛋白转运(　　)(3)无机盐离子的运输方式均为主动运输(　　)
(4)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(　　)
(5)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白(如受体)的作用，也需要转运蛋白的作用(　　)
一、探究耐盐碱植物的水策略——耐盐碱植物根细胞膜上有大量的水通道蛋白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。
提示　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。
提示　将爪蟾卵母细胞随机均分为两组，一组不作处理，向另一组爪蟾卵母细胞内注入(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，转入到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 mRNA的一组细胞水通透速率高于不作处理的一组。
二、探究耐盐碱植物的盐策略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，请写出实验思路。
提示　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；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输。
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。
(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、Na＋经通道蛋白进入细胞质
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运至细胞外或液泡内
(2)据图可知，图示各结构中H＋浓度存在明显差异，这种差异主要由位于_______________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？
提示　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。
(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？
细胞膜或液泡膜两侧的H＋浓度差
提示　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。
(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什么？
提示　细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化。
(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，其机理是什么？
提示　大量的Na＋进入细胞提高了细胞液浓度，使细胞液的渗透压升高，有利于根细胞对水分的吸收。
(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_________________________。
使Na＋进入液泡或排出细胞
(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，请问：该过程体现了细胞膜的什么特性？该过程中被转运的物质一定是大分子物质吗？
提示　该过程体现了细胞膜的流动性。不一定，该过程中被转运的物质是小分子物质。
1.主动运输的三种类型
注：协同转运类型中的转运蛋白有同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白。
2.胞吞、胞吐的易错点(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。(2)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。(3)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。
考向一　辨析水通道蛋白1.(2022·辽宁，9)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同B.AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATPC.检测结果表明，只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白的数量有关
2.(2022·湖北，3)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
考向二　物质跨膜运输方式的判断3.(不定项)(2024·岳阳高三模拟)铁元素是人体内必不可少的微量元素，如图表示铁元素被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3＋，以Tf－Fe3＋结合形式进入血液。Tf－Fe3＋与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3＋释放。下列叙述正确的是A.Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属　于协助扩散B.Tf与TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程属于胞吞C.蛋白2和转铁蛋白都是细胞膜上的载体蛋白D.H＋进入囊泡的过程为协助扩散，不消耗能量
4.(2023·山东，2)溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是A.H＋进入溶酶体的方式属于主动运输B.H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D.溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
考向三　影响物质跨膜运输的因素分析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.(不定项)(2023·湖南，14)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。如图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是
A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧　渗透压的变化B.GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强　Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累C.GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显　著变化，与液泡膜H＋泵活性有关D.盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或　转入液泡都能增强植物的耐盐性
1.(必修1 P65)被动运输：_______________________________________________________________________________。2.(必修1 P66)自由扩散(简单扩散)：______________________________________。3.(必修1 P66)协助扩散(易化扩散)：__________________________________________。4.(必修1 P69)主动运输：_____________________________________________________________________________________________________________。
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的物质跨膜运输方式
物质通过简单的扩散作用进出细胞的
物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协
助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式
5.(必修1 P70)主动运输的意义：通过主动运输____________________________________________________________________________________________。6.(必修1 P66～67)转运蛋白可以分为 两种类型，通道蛋白只容许与自身通道的 相适配、 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。而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 的改变。
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
7.(必修1 P72)细胞膜具有选择透过性的结构基础：_______________________________________________________。通过胞吞或胞吐进出细胞，需要膜上 的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的 。
类和数量，或转运蛋白空间结构的变化
(1)由图可判断 进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是______________________________________________________________________________________。
主动运输需要细胞呼吸提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对 的吸收速率与O2浓度呈正相关
(3)作物甲和作物乙各自在 最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是____________________________________________________________________。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收 的速率不再增加，推测其原因是_______________________________________________。
主动运输需要载体蛋白，
此时载体蛋白数量达到饱和
作物甲在 最大吸收速率时，对应O2浓
度和 吸收速率均大于作物乙
(4)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH ；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是________________________________________。
生磷酸化，导致其空间结构改变
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.(2023·全国甲，1)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是A.乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞B.血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATPC.抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
2.(2024·鞍山高三二模)人体成熟的红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图所示，①～⑤表示相关过程。下列叙述正确的是A.血液流经肺泡周围时，气体a和b　分别是CO2和O2B.①②④⑤过程均不需要消耗细胞　内化学反应产生的能量C.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中D.细胞内Na＋浓度高于细胞外，细胞外K＋浓度高于细胞内
3.水分子是一种极性小分子，研究发现水分子通过细胞膜的方式有两种(如图所示)。下列相关叙述错误的是A.结构a分子的尾部有屏障细胞内外环境的作用B.通道蛋白跨膜部分含有较多的疏水性氨基酸C.方式2属于主动运输，该过程中通道蛋白会发　生空间改变D.水通道蛋白失活的植物细胞在高渗溶液中仍　能发生质壁分离
4.(2024·济宁高三调研)载体蛋白和通道蛋白对物质的转运机制不同。下列叙述错误的是A.突触前膜释放神经递质都需要载体蛋白参与B.载体蛋白需要与被转运物结合，实现对物质的跨膜运输C.通道蛋白一般只参与被动运输，载体蛋白既可参与被动运输，也可参与主动　运输D.如果有与被转运物结构相似的物质存在，载体蛋白可能出现竞争性抑制现象
5.(2021·江苏，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
6.(2024·怀化高三期末)为实现“亿亩荒滩(盐碱地)变良田”的目标，科学家进行了海水稻的研发。如图为某些物质进出海水稻根细胞的示意图，下列相关叙述正确的是A.H＋逆浓度进入根细胞内B.海水稻根细胞以协助扩散的方式吸收C.蛋白B兼有物质运输和催化功能D.蛋白A在人工提供ATP条件下能转运Na＋
7.(2024·菏泽高三二模)钠钾ATP酶(Na＋/K＋－ATPase)存在于大多数的动物细胞膜上，能够利用ATP水解释放的能量，将细胞内的Na＋泵出细胞外，而相应地将细胞外的K＋泵入细胞内，从而维持膜内外一定的电化学梯度。该电化学梯度能驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式将葡萄糖等有机物转运入细胞内，然后
由膜上的转运载体GLUT2转运至细胞外液，完成对葡萄糖的吸收。如图为人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程示意图，下列相关分析正确的是
A.葡萄糖进出小肠绒毛上皮细胞的方式不同，但　运输的载体相同B.Na＋通过Na＋－K＋泵的跨膜运输是主动运输，　K＋通过Na＋－K＋泵的跨膜运输是协助扩散C.图示细胞的膜蛋白有催化、运输、信息交流等　功能D.当细胞内外Na＋浓度相等时，Na＋和葡萄糖的　协同运输不能进行
8.(2023·扬州高三联考)冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的植物，其茎、叶表面有盐囊细胞，如图表示盐囊细胞中4种离子的转运方式。下列叙述错误的是A.P型和V型ATP酶转运H＋为NHX转　运Na＋提供动力B.NHX运输Na＋有利于降低细胞质基　质中Na＋含量，提高耐盐性C.P型和V型ATP酶既有运输H＋的功能，　又有催化ATP水解的功能D.CLC开放后H＋和Cl－的转运属于主动运输
9.(2024·锦州高三月考)在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞涨破。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀，如图所示。下列相关叙述错误的是A.动物细胞避免吸水涨破需要转运　蛋白的协助B.植物细胞的水分进出达到平衡时，　细胞内外溶液浓度不一定相等C.原生生物收缩泡释放水的过程，与生物膜的流动性密切相关D.发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
10.(2024·淄博高三模拟)研究发现，甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径，分别如图中①②所示。下列叙述正确的是 A.质外体的pH因H＋－ATP酶的运输作用而逐步降低B.图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流C.转运蛋白都含有相应分子或离子的结合部位D.加入H＋－ATP酶抑制剂不会影响蔗糖的运输速率
11.(2024·丹东高三期末)在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。下列有关叙述正确的是A.人体细胞摄取养分的基本方式与痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞　的方式相同B.人体组织直接为痢疾内变形虫合成蛋白分解酶提供能量C.蛋白分解酶属于分泌蛋白，其合成过程与呼吸酶不同，不需要游离核　糖体的参与D.胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性，但也需要膜上蛋白质的参与
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。13.如图为液泡膜上离子跨膜运输机制示意图，下列相关叙述不正确的是A.Ca2＋逆浓度梯度从细胞液进入细胞质基质B.有氧呼吸的增强可促进Ca2＋进入液泡C.Na＋进入液泡的方式属于主动运输D.液泡中的pH环境与动物细胞中的溶酶体中　的类似
14.(2024·永州高三模拟)柽柳是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝上的盐腺可将吸收到植物体内的无机盐排出体外，其根部可逆浓度梯度从土壤中吸收无机盐。如图表示不同浓度的 NaCl 溶液对柽柳体内Na＋积累量、盐腺Na＋分泌量和相对分泌量(相对分泌量＝分泌量/体内离子积累量，代表盐腺的泌盐效率)的影响。据图分析，下列叙述正确的是A.使用呼吸抑制剂不会影响柽柳根部对无机　盐的吸收B.本实验中随着 NaCl浓度的升高，Na＋分泌　量和积累量都增加C.柽柳叶子和嫩枝上盐腺的泌盐效率随外界　盐分的升高而升高D.柽柳逆浓度吸收无机盐可增大根毛细胞液浓度，有利于吸收水分
15.(2024·岳阳高三三模)美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得诺贝尔奖。通道蛋白分为两大类：水通道蛋白和离子通道蛋白。阿格雷成功分离了水通道蛋白，麦金农测得K＋通道蛋白的立体结构。如图为肾小管上皮细胞重吸收水和K＋通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述，正确的是
A.通道蛋白或贯穿或嵌入或覆盖于磷脂双分子层B.K＋通道蛋白运输物质的方式为协助扩散，不需要消耗ATPC.抗利尿激素对肾小管上皮细胞水的通透性具有调节作用D.机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或“开关”来调节物质的运输