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(共30张PPT)
单元三 物质出入细胞的方式
2025届高考生物一轮复习
高考考情分析
考查内容：对物质跨膜运输的方式的准确辨析，植物细胞的质壁分离和复原实验的过程和选材等。
命题规律：以选择题为主。
考查趋势：
（1）试题情境主要选自大学教材中的相关知识。
（2）考查细胞中物质、能量和信息变化的统一性。
（3）能力方面多侧重于考查考生获取信息及综合分析运用的能力。
考点一：植物细胞的质壁分离与复原
基础知识复习
1. 渗透作用：
（1）含义：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
（2）方向：从水相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
（3）渗透现象：
2.水进出动物细胞（以哺乳动物红细胞为例）
（1）动物细胞所形成的“渗透装置”
①半透膜：细胞膜。
②浓度差：细胞质与外界溶液之间的浓度差。
（2）现象
①当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时，细胞失水。
②当外界溶液浓度等于细胞质的浓度时，水分子进出平衡。
③当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时，细胞吸水。
3. 水进出植物细胞（以成熟植物细胞为例）
（1）半透膜（原生质层）：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
（2）浓度差：细胞液与外界溶液之间的浓度差。
①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。
※半透膜、选择透过性膜以及生物膜的区别：
概念范畴 特点
半透膜 物理学上的概念 物质能否通过半透膜取决于半透膜孔隙直径的大小
选择透过性膜 生物学上的概念 具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸收的，也不能通过。选择透过性膜可以看成是功能完善的一类半透膜
生物膜 活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡后，细胞膜等生物膜变为全透性 3. 植物细胞的质壁分离和复原：
（1）实验原理：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。
（2）实验步骤及现象：
①制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。
②低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁。
③滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引。
④低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置。
⑤滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引。
⑥低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置。
（3）发生质壁分离的原因
①外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。
②内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。
考点一：植物细胞的质壁分离与复原
重点难点复习
1. 对渗透现象的解释：
如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h。
（1）漏斗内液面上升的原因：S1溶液浓度大于S2溶液浓度，单位时间内由S2溶液进入S1溶液的水分子数多于由S1溶液进入S2溶液的水分子数，导致S1溶液增多，漏斗内液面上升。即水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的
一侧渗透。
（2）漏斗内液面停止升高的原因：随着液面差△h不断增大，漏斗内液体压强不断增大，使水分子流出漏斗的速度加快，同时半透膜两侧溶液的浓度差不断减小，使水分子流入漏斗的速度减慢，最终导致水分子进出漏斗的运动达到平衡，漏斗内液面停止升高。
2. 判断细胞能否发生质壁分离及复原：
（1）从细胞角度分析：活的、有大液泡和细胞壁的细胞能发生质壁分离及复原现象，而死细胞或动物细胞不能发生质壁分离及复原现象。
※成熟且有中央大液泡的植物细胞更容易发生质壁分离及复原现象，未成熟的植物细胞因没有大液泡而不能发生质壁分离现象，例如根尖分生区细胞。
（2）从溶液角度分析：细胞放人能保持细胞活性且与细胞液存在浓度差但溶质不能被细胞吸收的溶液中，只能发生质壁分离现象；细胞放入能保持细胞活性、与细胞液存在浓度差且溶质能被细胞吸收的溶液中，则能发生质壁分离及自动复原，例如溶质为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等的溶液。
※溶液浓度过高会导致细胞因失水过多而死亡，不能发生质壁分离复原；盐酸、酒精、醋酸等能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性，不能作为探究植物细胞吸水与失水实验的溶液。
考点一：植物细胞的质壁分离与复原
典型例题复习
例题1.如图渗透装置为“U”型，甲溶液是质量分数为10%的葡萄糖（可通过半透膜）溶液，乙溶液是质量分数为10%的蔗糖（不能通过半透膜）溶液，起始时两侧液面高度相同，下列推测和判断合理的是( )
A.实验开始后两侧液面高度仍然相同
B.渗透平衡时两侧液面高度可能相同
C.实验初期半透膜两侧水分子移动速率相同
D.实验后期甲溶液溶质分子仍可透过半透膜
【答案】D
【解析】蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此葡萄糖的摩尔质量（M）更小（也就是相对分子质量更小），实验开始时两溶液的体积和质量分数相同，相当于取了相同质量的蔗糖和葡萄糖，根据公式n＝m÷M可知葡萄糖的物质的量（n）更大，而体积相同，故葡萄糖一侧溶液的物质的量浓度更大，液面开始时右侧高于左侧，后来由于葡萄糖可以透过半透膜进入左侧，达到平衡后左侧液面比右侧高，A错误；参照A解析，两侧液面一定不会相同，B错误；参照A解析，实验初期，单位时间内由乙侧进入甲侧的水分子更多一些，C错误；甲溶液溶质分子为葡萄糖分子，能通过半透膜，即使平衡时单位时间内葡萄糖进出半透膜的数量是相等的，D正确。
例题2.将紫色洋葱外表皮细胞放于某种无机盐溶液中，其质壁分离程度随时间的变化情况如图所示。下列推测正确的是( )
A. t1时刻与t3时刻的洋葱外表皮细胞中的溶质含量相等
B. t2时刻，洋葱外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子
C.在实验过程中，洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅
D. t4时刻之后，洋葱外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破
【答案】 C
【解析】本题主要考查细胞的质壁分离，考查学生的实验探究能力。t3时刻的洋葱外表皮细胞中的溶质含量多于t1时刻的，A项错误。t2时刻之前，洋葱外表皮细胞已经开始吸收溶液中的无机盐离子，B项错误。洋葱细胞具有细胞壁，不会吸水涨破，D项错误。
考点二：物质出入细胞的方式
基础知识复习
一、自由扩散和协助扩散
1. 概念：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。
2. 类型：
（1）自由扩散：
①概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
②特点：顺浓度梯度；不需要载体；不需要能量。
③举例：气体、脂质小分子等。
（2）协助扩散：
①概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
②特点：顺浓度梯度；需要载体；不需要能量。
③举例：钾离子通过通道蛋白进出细胞。
3. 影响因素：
（1）被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。
（2）协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。
4. 转运蛋白：
（1）分类：载体蛋白和通道蛋白。
（2）特点：具有特异性。
①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，且每次转运时都会发生自身构象的改变。
②通道蛋白：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。分子或离子不需要与通道蛋白结合。
（3）实例
①水分子的运输更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。还可以以自由扩散方式进出细胞。
②细胞膜上还存在一些无机盐离子的通道蛋白。（例如：Na＋通道、K＋通道）
二、主动运输
1. 概念：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，这种方式叫做主动运输。
2. 过程：
（1）K＋、Na＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先与载体蛋白的特定部位结合，一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合。
（2）离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。
（3）载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
3. 特点：
（1）逆浓度梯度运输。
（2）需要能量。
（3）需要载体蛋白的协助。
实例：小肠绒毛上皮细胞对Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。
5. 生理意义：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，从而保证活细胞和个体生命活动的需要。
6. 影响因素：
（1）细胞外物质。
（2）浓度。
（3）载体蛋白。
（4）能量
三、胞吞与胞吐
1. 胞吞和胞吐的定义：
（1）胞吞：大分子与膜上的蛋白质结合，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。
（2）胞吐：细胞需要外排的大分子，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。
2. 胞吞和胞吐的实例：
（1）胞吞：变形虫摄食、吞噬细胞吞噬细菌等。
（2）胞吐：乳腺细胞合成蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成蛋白质类激素、消化腺细胞分泌消化酶的过程。
3. 特点：需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
4. 细胞的物质输入和输出的基础：
（1）转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化对物质跨膜运输起决定性作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
（2）胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
※物质进出细胞运输方式的比较：
方式 被动运输 主动运输 胞吞、胞吐
自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞内（外）→细胞外（内）
是否需要 载体蛋白 不需要 需要 需要 不需要
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗
模型
举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、无机盐等 胞吞：变形虫摄取单细胞生物胞吐：分泌蛋白的释放
考点二：物质出入细胞的方式
重点难点复习
1. 物质进出细胞方式的判断
（1）通过物质的种类，判断物质跨膜运输方式
①分子很小的物质和脂溶性物质的跨膜运输一般都是自由扩散，常见的如：小分子物质：水、氧气、氮气、二氧化碳等；脂溶性物质：甘油、性激素、维生素D等。
②分子稍大一些的物质（如氨基酸和葡萄糖）和离子，它们的跨膜运输需要载体，它们的运输方式是协助扩散或主动运输。
③大分子物质如蛋白质、淀粉等可通过胞吞、胞吐的形式通过细胞膜。
（2）根据膜两侧的物质浓度，判断物质跨膜运输方式
①由高浓度一侧向低浓度一侧的运输为被动运输，其中需要载体的是协助扩散。
②由低浓度一侧向高浓度一侧的运输为主动运输。
（3）根据载体和能量判断物质跨膜运输的方式
③主动运输需要载体蛋白和能量，协助扩散需要载体蛋白。
（4）根据曲线判断物质跨膜运输的方式
曲线①表示物质运输速率与细胞内外浓度差呈正相关，不受其他因素的影响，应为自由扩散。
曲线②表示在一定浓度范围内，随细胞内外浓度差的增大，物质运输速率加快，当细胞内外浓度差达到一定值后，物质运输速率不再增加，说明这种运输需要载体蛋白，且受载体蛋白数量的限制，故可表示协助扩散。
因为O2浓度的高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，曲线③表示物质运输速率与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。
曲线④表示物质运输速率与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，达到一定O2浓度后，运输速率不再增加，说明受载体蛋白数量的限制，应为主动运输，曲线起点的含义是无氧呼吸为主动运输供能。
2. 影响主动运输的因素：①细胞外物质浓度；②载体蛋白；③能量。
（1）图A中，P点之前运输速率主要受物质浓度影响，P点之后受膜上载体蛋白数量或能量的限制。
（2）图B中，Q点的物质运输由无氧呼吸提供能量，P点之后受膜上载体蛋白数量的限制。
（3）图C中，P点之前运输速率受能量的影响，P点之后受载体蛋白数量的限制。
3. 易错辨析
（1）需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输，还可能是协助扩散。
（2）消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
（3）从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散，还可能是协助扩散。
（4）小分子物质的运输方式不一定是主动运输或被动运输，如神经递质的释放方式是胞吐。
（5）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
（6）同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同，如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞可以主动运输的方式吸收葡萄糖。
（7）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，还有核糖体（载体蛋白的合成场所）。
考点二：物质出入细胞的方式
典型例题复习
例题1.转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，通道蛋白包括水通道蛋白和离子通道蛋白，通道蛋白含有“感受器”，它只有在“感受刺激”时才开放。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白通过自身构象的变化，与氨基酸、核苷酸等分子结合，将其转移到膜的另一侧
B.抗利尿激素促进肾小管对水的重吸收，主要通过水分子与水通道蛋白结合发挥作用
C.甲状腺滤泡上皮细胞通过载体蛋白吸收碘，需要细胞提供能量
D.Na+通过钠离子通道内流，参与形成动作电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性
【答案】B
【解析】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，与氨基酸、核苷酸等分子结合转移到膜的另一侧，A正确；抗利尿激素促进肾小管对水的重吸收，主要通过水通道蛋白完成，水分子不与水通道蛋白结合，B错误；甲状腺滤泡上皮细胞通过载体蛋白吸收碘，是主动运输，需要细胞提供能量，C正确；在兴奋的传导过程中，Na 通过钠离子通道内流，参与形成动作电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性，D正确。
2.植物体内的Ca2+是一种重要的无机盐离子，Ca2+必需保持一定的量，才能维持植物细胞的相对稳定。下列相关叙述正确的是( )
A.Ca2+进出细胞消耗能量的方式不同，转运蛋白不同
B.Ca2+进出液泡的跨膜方式不同，Ca2+进入液泡的两种跨
膜方式不同
C.细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低，液泡中Ca2+浓度比
细胞质基质中低
D.液泡中Ca2+浓度高，渗透压大有利于植物的根系从土壤中吸收水分
【答案】D
【解析】Ca2+出细胞是ATP供能的主动运输，Ca2+进细胞是协助扩散不消耗能量，所用转运蛋白不同，A错误；Ca2+进液泡的两种方式都属于主动运输，其中与H+共载体跨膜的依靠H+的势能供能、另一种是ATP直接供能，两者的转运蛋白的构象都发生改变，Ca2+出液泡属于协助扩散，B错误；细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低、液泡中Ca2+浓度比细胞质基质中高，C错误；液泡Ca2+浓度高，渗透压大有利于植物根系从土壤中吸收水分，D正确。
End第三单元 物质出入细胞的方式
【高考考情分析】
考查内容：对物质跨膜运输的方式的准确辨析，植物细胞的质壁分离和复原实验的过程和选材等。
命题规律：以选择题为主。
考查趋势：
（1）试题情境主要选自大学教材中的相关知识。
（2）考查细胞中物质、能量和信息变化的统一性。
（3）能力方面多侧重于考查考生获取信息及综合分析运用的能力。
考点一：细胞的吸水和失水
【基础知识复习】
1. 渗透作用：
（1）含义：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
（2）方向：从水相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
（3）渗透现象：
2. 水进出动物细胞（以哺乳动物红细胞为例）
（1）动物细胞所形成的“渗透装置”
半透膜：细胞膜。
浓度差：细胞质与外界溶液之间的浓度差。
（2）现象
当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时，细胞失水。
当外界溶液浓度等于细胞质的浓度时，水分子进出平衡。
当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时，细胞吸水。
水进出植物细胞（以成熟植物细胞为例）
（1）半透膜（原生质层）：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
（2）浓度差：细胞液与外界溶液之间的浓度差。
外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。
外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。
※半透膜、选择透过性膜以及生物膜的区别：
概念范畴 特点
半透膜 物理学上的概念 物质能否通过半透膜取决于半透膜孔隙直径的大小
选择透过性膜 生物学上的概念 具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸收的，也不能通过。选择透过性膜可以看成是功能完善的一类半透膜
生物膜 活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡后，细胞膜等生物膜变为全透性
植物细胞的质壁分离和复原：
（1）实验原理：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。
（2）实验步骤及现象：
制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。
低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁。
滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引。
低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置。
滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引。
低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置。
（3）发生质壁分离的原因
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。
内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。
【重点难点复习】
对渗透现象的解释：
如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h。
（1）漏斗内液面上升的原因：S1溶液浓度大于S2溶液浓度，单位时间内由S2溶液进入S1溶液的水分子数多于由S1溶液进入S2溶液的水分子数，导致S1溶液增多，漏斗内液面上升。即水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的
一侧渗透。
漏斗内液面停止升高的原因：随着液面差△h不断增大，漏斗内液体压强不断增大，使水分子流出漏斗的速度加快，同时半透膜两侧溶液的浓度差不断减小，使水分子流入漏斗的速度减慢，最终导致水分子进出漏斗的运动达到平衡，漏斗内液面停止升高。
判断细胞能否发生质壁分离及复原：
从细胞角度分析：活的、有大液泡和细胞壁的细胞能发生质壁分离及复原现象，而死细胞或动物细胞不能发生质壁分离及复原现象。
※成熟且有中央大液泡的植物细胞更容易发生质壁分离及复原现象，未成熟的植物细胞因没有大液泡而不能发生质壁分离现象，例如根尖分生区细胞。
（2）从溶液角度分析：细胞放人能保持细胞活性且与细胞液存在浓度差但溶质不能被细胞吸收的溶液中，只能发生质壁分离现象；细胞放入能保持细胞活性、与细胞液存在浓度差且溶质能被细胞吸收的溶液中，则能发生质壁分离及自动复原，例如溶质为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等的溶液。
※溶液浓度过高会导致细胞因失水过多而死亡，不能发生质壁分离复原；盐酸、酒精、醋酸等能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性，不能作为探究植物细胞吸水与失水实验的溶液。
【典型例题复习】
例题1.如图渗透装置为“U”型，甲溶液是质量分数为10%的葡萄糖（可通过半透膜）溶液，乙溶液是质量分数为10%的蔗糖（不能通过半透膜）溶液，起始时两侧液面高度相同，下列推测和判断合理的是( )
A.实验开始后两侧液面高度仍然相同
B.渗透平衡时两侧液面高度可能相同
C.实验初期半透膜两侧水分子移动速率相同
D.实验后期甲溶液溶质分子仍可透过半透膜
【答案】D
【解析】蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此葡萄糖的摩尔质量（M）更小（也就是相对分子质量更小），实验开始时两溶液的体积和质量分数相同，相当于取了相同质量的蔗糖和葡萄糖，根据公式n＝m÷M可知葡萄糖的物质的量（n）更大，而体积相同，故葡萄糖一侧溶液的物质的量浓度更大，液面开始时右侧高于左侧，后来由于葡萄糖可以透过半透膜进入左侧，达到平衡后左侧液面比右侧高，A错误；参照A解析，两侧液面一定不会相同，B错误；参照A解析，实验初期，单位时间内由乙侧进入甲侧的水分子更多一些，C错误；甲溶液溶质分子为葡萄糖分子，能通过半透膜，即使平衡时单位时间内葡萄糖进出半透膜的数量是相等的，D正确。
例题2.将紫色洋葱外表皮细胞放于某种无机盐溶液中，其质壁分离程度随时间的变化情况如图所示。下列推测正确的是( )
A. t1时刻与t3时刻的洋葱外表皮细胞中的溶质含量相等
B. t2时刻，洋葱外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子
C.在实验过程中，洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅
D. t4时刻之后，洋葱外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破
【答案】 C
【解析】本题主要考查细胞的质壁分离，考查学生的实验探究能力。t3时刻的洋葱外表皮细胞中的溶质含量多于t1时刻的，A项错误。t2时刻之前，洋葱外表皮细胞已经开始吸收溶液中的无机盐离子，B项错误。洋葱细胞具有细胞壁，不会吸水涨破，D项错误。
考点二：物质出入细胞的方式
【基础知识复习】
一、自由扩散和协助扩散
1. 概念：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。
2. 类型：
（1）自由扩散：
概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
特点：顺浓度梯度；不需要载体；不需要能量。
举例：气体、脂质小分子等。
（2）协助扩散：
概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
特点：顺浓度梯度；需要载体；不需要能量。
举例：钾离子通过通道蛋白进出细胞。
影响因素：
（1）被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。
（2）协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。
4. 转运蛋白：
（1）分类：载体蛋白和通道蛋白。
（2）特点：具有特异性。
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，且每次转运时都会发生自身构象的改变。
通道蛋白：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。分子或离子不需要与通道蛋白结合。
（3）实例
水分子的运输更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。还可以以自由扩散方式进出细胞。
细胞膜上还存在一些无机盐离子的通道蛋白。（例如：Na＋通道、K＋通道）
二、主动运输
1. 概念：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，这种方式叫做主动运输。
2. 过程：
（1）K＋、Na＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先与载体蛋白的特定部位结合，一种载体蛋白通常只与一种或一类离子或分子结合。
（2）离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。
（3）载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
3. 特点：
（1）逆浓度梯度运输。
（2）需要能量。
（3）需要载体蛋白的协助。
4. 实例：小肠绒毛上皮细胞对Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。
5. 生理意义：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，从而保证活细胞和个体生命活动的需要。
6. 影响因素：
（1）细胞外物质。
（2）浓度。
（3）载体蛋白。
（4）能量
三、胞吞与胞吐
1. 胞吞和胞吐的定义：
（1）胞吞：大分子与膜上的蛋白质结合，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。
（2）胞吐：细胞需要外排的大分子，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。
2. 胞吞和胞吐的实例：
（1）胞吞：变形虫摄食、吞噬细胞吞噬细菌等。
（2）胞吐：乳腺细胞合成蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成蛋白质类激素、消化腺细胞分泌消化酶的过程。
3. 特点：需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
4. 细胞的物质输入和输出的基础：
（1）转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化对物质跨膜运输起决定性作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
（2）胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
※物质进出细胞运输方式的比较：
方式 被动运输 主动运输 胞吞、胞吐
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 细胞内（外）→细胞外（内）
是否需要 载体蛋白 不需要 需要 需要 不需要
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗
模型
举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、无机盐等 胞吞：变形虫摄取单细胞生物 胞吐：分泌蛋白的释放
【重点难点复习】
物质进出细胞方式的判断
（1）通过物质的种类，判断物质跨膜运输方式
分子很小的物质和脂溶性物质的跨膜运输一般都是自由扩散，常见的如：小分子物质：水、氧气、氮气、二氧化碳等；脂溶性物质：甘油、性激素、维生素D等。
分子稍大一些的物质（如氨基酸和葡萄糖）和离子，它们的跨膜运输需要载体，它们的运输方式是协助扩散或主动运输。
大分子物质如蛋白质、淀粉等可通过胞吞、胞吐的形式通过细胞膜。
（2）根据膜两侧的物质浓度，判断物质跨膜运输方式
由高浓度一侧向低浓度一侧的运输为被动运输，其中需要载体的是协助扩散。
由低浓度一侧向高浓度一侧的运输为主动运输。
（3）根据载体和能量判断物质跨膜运输的方式
主动运输需要载体蛋白和能量，协助扩散需要载体蛋白。
（4）根据曲线判断物质跨膜运输的方式
曲线①表示物质运输速率与细胞内外浓度差呈正相关，不受其他因素的影响，应为自由扩散。
曲线②表示在一定浓度范围内，随细胞内外浓度差的增大，物质运输速率加快，当细胞内外浓度差达到一定值后，物质运输速率不再增加，说明这种运输需要载体蛋白，且受载体蛋白数量的限制，故可表示协助扩散。
因为O2浓度的高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，曲线③表示物质运输速率与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。
曲线④表示物质运输速率与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，达到一定O2浓度后，运输速率不再增加，说明受载体蛋白数量的限制，应为主动运输，曲线起点的含义是无氧呼吸为主动运输供能。
影响主动运输的因素：①细胞外物质浓度；②载体蛋白；③能量。
图A中，P点之前运输速率主要受物质浓度影响，P点之后受膜上载体蛋白数量或能量的限制。
图B中，Q点的物质运输由无氧呼吸提供能量，P点之后受膜上载体蛋白数量的限制。
图C中，P点之前运输速率受能量的影响，P点之后受载体蛋白数量的限制。
易错辨析
（1）需要载体蛋白协助的运输方式不一定是主动运输，还可能是协助扩散。
（2）消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
（3）从高浓度到低浓度的运输方式不一定是自由扩散，还可能是协助扩散。
（4）小分子物质的运输方式不一定是主动运输或被动运输，如神经递质的释放方式是胞吐。
（5）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
（6）同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式可能不同，如人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而小肠绒毛上皮细胞可以主动运输的方式吸收葡萄糖。
（7）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，还有核糖体（载体蛋白的合成场所）。
【典型例题复习】
例题1.转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，通道蛋白包括水通道蛋白和离子通道蛋白，通道蛋白含有“感受器”，它只有在“感受刺激”时才开放。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白通过自身构象的变化，与氨基酸、核苷酸等分子结合，将其转移到膜的另一侧
B.抗利尿激素促进肾小管对水的重吸收，主要通过水分子与水通道蛋白结合发挥作用
C.甲状腺滤泡上皮细胞通过载体蛋白吸收碘，需要细胞提供能量
D.Na+通过钠离子通道内流，参与形成动作电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性
【答案】B
【解析】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，与氨基酸、核苷酸等分子结合转移到膜的另一侧，A正确；抗利尿激素促进肾小管对水的重吸收，主要通过水通道蛋白完成，水分子不与水通道蛋白结合，B错误；甲状腺滤泡上皮细胞通过载体蛋白吸收碘，是主动运输，需要细胞提供能量，C正确；在兴奋的传导过程中，Na 通过钠离子通道内流，参与形成动作电位，维持神经和肌肉的正常兴奋性，D正确。
2.植物体内的Ca2+是一种重要的无机盐离子，Ca2+必需保持一定的量，才能维持植物细胞的相对稳定。下列相关叙述正确的是( )
A.Ca2+进出细胞消耗能量的方式不同，转运蛋白不同
B.Ca2+进出液泡的跨膜方式不同，Ca2+进入液泡的两种跨膜方式不同
C.细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低，液泡中Ca2+浓度比细胞质基质中低
D.液泡中Ca2+浓度高，渗透压大有利于植物的根系从土壤中吸收水分
【答案】D
【解析】Ca2+出细胞是ATP供能的主动运输，Ca2+进细胞是协助扩散不消耗能量，所用转运蛋白不同，A错误；Ca2+进液泡的两种方式都属于主动运输，其中与H+共载体跨膜的依靠H+的势能供能、另一种是ATP直接供能，两者的转运蛋白的构象都发生改变，Ca2+出液泡属于协助扩散，B错误；细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低、液泡中Ca2+浓度比细胞质基质中高，C错误；液泡Ca2+浓度高，渗透压大有利于植物根系从土壤中吸收水分，D正确。

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