资源简介

(共47张PPT)
第8讲　第二课时　物质出入细胞的方式及影响因素
考点一 物质出入细胞的方式
夯实基础 精研教材
1.被动运输
(1)概念:物质以　　　　　　进出细胞,　　　　　　消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质运输方式。
扩散方式
不需要
(2)类型
转运
蛋白
高
低
高
低
不需要
不消耗
(3)转运蛋白
协助扩散
主动运输
不改变
改变
特异性
2.主动运输
逆
载体蛋白
需要
低
高
载体蛋白
主动运输
代谢废物
对细胞有害
3.大分子进出细胞的方式——胞吞和胞吐
4.物质跨膜运输的方式与生物膜结构的关系
(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上转运蛋白的　　　　　　　　 　,或转运蛋白　　　　　　的变化,这也是细胞膜具有________________　　　　　　　　　　　　的结构基础。
(2)胞吞和胞吐也需要膜上　　　　　　的参与,更离不开生物膜的　　　　　　。
种类和数量
空间结构
选择透过性
蛋白质
流动性
教材深挖
1.(必修1 P69正文)主动运输过程中载体蛋白会发生怎样的变化
运输的离子或分子与载体蛋白结合后,载体蛋白的空间结构发生变化完成跨膜转运,运输完成后载体蛋白又恢复为原状。
2.(必修1 P72概念检测1改编)只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗 请说明理由。
不一定。消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐以及通过核孔进出细胞核
易错排查
1.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜。(2023·全国新课标Ⅱ卷)(　　)
2.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关。(　　)
3.胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(　　)
4.自由扩散只能顺浓度梯度运输,而协助扩散既可以顺浓度梯度运输也可以逆浓度梯度运输。(　　)
5.轮藻细胞中K+的浓度比它们生活的水环境高63倍,说明轮藻吸收K+的方式为主动运输。(　　)
×
×
×
×
√
思维探究 考教衔接
(根据2022·重庆卷、2020·江苏卷情境设计)下图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图,其中面向肠腔的一侧绒毛上有运输Na+和葡萄糖的共同载体(蛋白S),基底膜上有葡萄糖转运体(蛋白G)和Na+—K+泵,请回答下列问题。
(1)如上图所示,小肠腔内葡萄糖浓度　　　　(填“高于”或“低于”)小肠上皮细胞内的葡萄糖浓度,小肠腔内Na+浓度　　　　(填“高于”或“低于”)小肠上皮细胞内的Na+浓度,Na+借助蛋白S,　　　　(填“顺”或“逆”)浓度梯度进入小肠上皮细胞的同时,将葡萄糖运进来,据此分析,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式属于　　　　　　　　。随着Na+的不断流入,造成膜两侧Na+浓度差逐渐减小,为了维持细胞内较低的Na+浓度,需要依靠Na+—K+泵消耗　　　　来维持。
(2)在基膜侧,小肠上皮细胞利用蛋白G将吸收的葡萄糖分子通过
　　　　　　　　的方式运出,再通过血液循环运输到全身组织细胞。
低于
高于
顺
主动运输
ATP
协助扩散
考法练透 素养提升
考法一　转运蛋白的种类和功能
1.(2024·贵州卷)茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长,吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(　　)
A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收
B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需要转运蛋白
D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式
C
解析 硒酸盐是无机盐,以离子的形式才能被根细胞吸收,A项正确;由题意可知,根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系,B项正确;硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需转运蛋白,C项错误;利用呼吸抑制剂处理根细胞,根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可推测硒酸盐的吸收方式,D项正确。
2.(2025·八省联考四川卷)葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)是一种存在于脂肪细胞中的蛋白质。在胰岛素的刺激下,GLUT4会从脂肪细胞内的囊泡膜上转移至细胞膜上,葡萄糖借助细胞膜上的GLUT4进入脂肪细胞。下列叙述错误的是(　　)
A.脂肪细胞中的GLUT4以氨基酸为原料,在核糖体中合成
B.GLUT4转移至细胞膜所需要的能量主要来自线粒体
C.GLUT4每次转运葡萄糖时,其自身构象都会发生改变
D.当血糖浓度升高时,脂肪细胞膜上的GLUT4数量减少
D
解析 GLUT4的本质是蛋白质,以氨基酸为原料,在核糖体中合成,A项正确;GLUT4转移至细胞膜所需要的能量来自细胞呼吸,细胞呼吸释放的大部分能量来自线粒体,B项正确;葡萄糖通过GLUT4的转运需要与其结合,因此GLUT4每次转运葡萄糖时,其自身构象都会发生改变,C项正确;血糖浓度升高时,胰岛素分泌增加,胰岛素刺激GLUT4从脂肪细胞内的囊泡膜上转移至细胞膜上,故细胞膜上的GLUT4数量增多,D项错误。
考法二　物质出入细胞的方式及其判断
3.(2024·江西卷)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断,错误的是(　　)
方式 细胞外相对浓度 细胞内相对浓度 需要提供能量 需要转运蛋白
甲 低 高 是 是
乙 高 低 否 是
丙 高 低 是 是
丁 高 低 否 否
A.甲为主动运输　　　B.乙为协助扩散
C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散
C
解析 甲表示的运输方向为逆浓度梯度进行,且需要消耗能量,并通过转运蛋白转运,应为主动运输,A项正确;乙为顺浓度梯度进行,需要转运蛋白协助,不需要消耗能量,应为协助扩散,B项正确;胞吞作用不需要转运蛋白参与,C项错误;丁顺浓度梯度进行,不需要转运蛋白协助,也不需要消耗能量,是自由扩散,D项正确。
4.(2024·江苏南通模拟)下图表示物质进出红细胞的方式,下列相关叙述错误的是(　　)
A.水分子、O2和CO2均只通过自由扩散进出细胞
B.红细胞通过协助扩散摄取葡萄糖
C.阴离子交换体转运HC可调节细胞内的pH
D.Na+—K+泵的转运可维持细胞内外Na+、K+浓度差
A
解析 水分子可通过协助扩散(主要方式)和自由扩散的方式进出细胞,A项错误;由图可知,红细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白协助,不消耗能量,属于协助扩散,B项正确;可以通过阴离子交换体转运HC达到调节细胞内pH的作用,C项正确;Na+—K+泵运输Na+、K+要消耗能量,属于主动运输,从低浓度到高浓度运输,可维持细胞内外Na+、K+的浓度差,D项正确。
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
夯实基础 精研教材
1.影响物质跨膜运输因素的分析
(1)物质浓度
自由扩散
转运蛋白
协助扩散或主动运输
(2)氧气浓度
注:左图也可以表示哺乳动物成熟的红细胞的主动运输,哺乳动物成熟的红细胞的主动运输与O2浓度无关。
自由扩散或协助扩散　
主动运输
(3)温度
流动性
2.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
主动运输
被动运输
协助扩散
自由扩散
教材深挖
(必修1 P72拓展应用2)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。
提示 实验步骤:①将柽柳幼苗随机均分为甲、乙两组,分别培养在适宜浓度的含Ca2+和K+的完全培养液中;②甲组柽柳幼苗的培养液中加入一定量的细胞呼吸抑制剂,乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水,在适宜的条件下培养;③一段时间后,分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2+和K+的速率,并进行比较。预期实验结果:若两组柽柳幼苗对Ca2+和K+的吸收速率相同,则柽柳幼苗从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输;若甲组柽柳幼苗对Ca2+和K+的吸收速率明显小于乙组柽柳幼苗对Ca2+和K+的吸收速率,则柽柳幼苗从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
易错排查
1.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。(　　)
2.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率。(　　)
3.红细胞摄入葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度都有关。(　　)
4.胞吞和胞吐不需要转运蛋白参与,其运输过程与蛋白质无关。(　　)
√
×
×
×
思维探究 考教衔接
(根据2019·北京卷情境设计)下图表示生物膜和人工膜(磷脂双分子层)对多种物质通透性的比较结果。请回答下列问题。
(1)甘油通过生物膜的速率和通过人工膜的速率是　　　　(填“相同”或“不相同”)的,说明甘油通过生物膜的方式是　　　　　　　　　。
相同
自由扩散
(2)由图中信息可知,部分H2О通过生物膜和通过人工膜的方式的不同之处可能在于生物膜上存在　　　　　　　　　　　　　　　　　。若要使生物膜对水的通透性和人工膜的相同,可采用的方法是
______________________________________________________________
　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一个即可)。
(3)实验证明,外界溶液的Cl-可以被吸收进Cl-浓度更高的细胞质中,这体现了细胞膜的　　　　　　　　　　　　　　　　　的功能,细胞呼吸受到抑制后,Cl-的吸收速率降低的原因是
　 　。
协助H2O通过的蛋白质(水通道蛋白)
用蛋白酶处理协助H2O通过的水通道蛋白或抑制协助H2O通过的水通道蛋白的活性
控制物质进出细胞
细胞呼吸受到抑制后,产生的ATP减少,无法为Cl-的主动运输提供足够能量
考法练透 素养提升
考法一　分析影响物质出入细胞的因素
1.(2024·广东珠海调研)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2+和Si的吸收情况。下列有关叙述正确的是(　　)
A.影响水稻根细胞吸收Ca2+和Si的因素仅是氧气浓度
B.A与C对照,说明根细胞膜上Si的载体蛋白比Ca2+载体蛋白少
C.导致A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度
D.B点以后及时中耕松土,有利于提高两种离子的吸收量
C
解析 影响水稻根细胞吸收Ca2+和Si的因素是氧气浓度和根细胞膜上载体蛋白的数量,故A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度,A项错误,C项正确;A与C对照,相同氧气浓度条件下,Si比Ca2+吸收多,说明根细胞膜上Si载体蛋白比Ca2+载体蛋白多,B项错误;B点以后,两种离子的吸收量不再随氧气浓度的增加而增大,因此B点以后及时中耕松土,不能提高两种离子的吸收量,D项错误。
2.(2024·甘肃卷)维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+—ATP酶(质子泵)和Na+—H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见下图)。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞膜上的H+—ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B.细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外
C.H+—ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运
D.盐胁迫下Na+—H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
答案 C　
解析 由图可知,H+—ATP酶(质子泵)向细胞外转运H+时伴随着ATP的水解,且为逆浓度梯度运输,从而推出H+—ATP酶向细胞外转运H+为主动运输,在主动运输过程中,载体蛋白与运输分子结合,会导致载体蛋白的空间结构发生改变,A项正确;H+顺浓度梯度进入细胞的同时把Na+转运到细胞外,B项正确;H+—ATP酶抑制剂通过干扰H+的转运,进而影响膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用,C项错误;为了适应高盐环境,耐盐植株的Na+—H+逆向转运蛋白的数量比普通植株多,因此盐胁迫下Na+—H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D项正确。
考法二　探究物质跨膜运输方式的实验分析
3.为探究细胞吸收葡萄糖的条件,将兔的成熟红细胞和肌肉细胞分别置于含有5.0%葡萄糖的培养液中进行实验,一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量,结果如表。
组别 培养条件 肌肉细胞 成熟红细胞
甲 加入葡萄糖转运蛋白抑制剂 5.0% 5.0%
乙 加入呼吸抑制剂 4.7% 3.5%
丙 不做任何处理 2.5% 3.5%
以下分析正确的是(　　)
A.该实验的对照组为甲组,因变量为培养液中葡萄糖的含量
B.甲组与丙组比较,可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要通道蛋白
C.乙组与丙组比较,可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要能量
D.实验结果说明肌肉细胞吸收葡萄糖的方式既有主动运输,也有协助扩散
D
解析 由于甲组加入葡萄糖转运蛋白抑制剂,乙组加入呼吸抑制剂,而丙组不做任何处理,因此该实验中,甲组和乙组为实验组,丙组为对照组,实验的因变量为培养液中葡萄糖的含量,A项错误;甲组与丙组比较,自变量为是否加入葡萄糖转运蛋白抑制剂,结果显示甲组成熟红细胞和肌肉细胞培养液中葡萄糖含量不变,丙组成熟红细胞和肌肉细胞培养液中葡萄糖的含量均减少,说明肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要转运蛋白协助,但不确定是否为通道蛋白,B项错误;乙组与丙组比较,自变量为是否加入呼吸抑制剂,结果显示乙组肌肉细胞培养液中葡萄糖含量高于丙组,乙组和丙组成熟红细胞培养液中葡萄糖含量相等,可知肌肉细胞吸收葡萄糖需要消耗能量,成熟红细胞吸收葡萄糖不需要消耗能量,C项错误;分析题表可知,肌肉细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输,也有协助扩散,D项正确。
聚焦表达 回扣落实
1.(基础识记类)离子通道是由　　　　　复合体构成的,其运输的特点是　 　 (答出1点即可)。
2.(原因分析类)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是
　。
蛋白质
离子通道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离子通过
K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸产生的能量减少
3.(曲线分析类)在农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N的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的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断N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的能量,达到N最大吸收速率之前,作物甲、乙根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收N速率不再增加,推测其原因是
　 。
主动运输需要载体蛋白的协助,但细胞膜上载体蛋白的数量是有限的,此时载体蛋白达到饱和
(3)作物甲和作物乙各自在N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
　 。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物根对N的吸收利用,可以采取的措施是 　 (答出1点即可)。
作物甲的N最大吸收速率大于作物乙的,甲需要的能量(ATP)多,而能量(ATP)主要来源于细胞呼吸,且两种作物各自在N最大吸收速率时,作物甲对应的O2浓度大于作物乙
定期松土

展开更多......

收起↑