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(共45张PPT)
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
考点一 物质出入细胞的方式
第8讲 第二课时 物质出入细胞的方式及影响因素
协助扩散
自由扩散
协助扩散
p47
(2)类型
转运
蛋白
高
低
高
低
不需要
不消耗
p47
p47
水、气体(O2 、CO2、N2)
脂溶性物质(甘油、乙醇、苯)
脂质小分子(胆固醇、性激素)
(3)转运蛋白
协助扩散
主动运输
不改变
改变
特异性、饱和性
p47
只容许与自身直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
运输过程中都需要蛋白质的空间结构发生改变
协助扩散
协助扩散
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
p47
(2)实例。
①植物根细胞吸收无机盐离子；
②甲状腺细胞吸收碘离子；
③动物细胞吸钾排钠(Na-K泵)；
④小肠和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。
运输物质结合位点
载体蛋白
ATP
ATP结合位点
p
磷酸化
p
去磷酸化
ADP
1.离子泵和质子泵 　
图1
图2
(2)质子泵
(1)离子泵
离子泵属于复合蛋白,既具有酶的催化功能（催化ATP水解）,又具有运输离子的功能,通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输,如下图所示的钠钾泵。
p52情境突破2
2.主动运输与协同运输
主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度进行的跨膜转运方式,普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中。主动运输的能量来源分为三类(如图3):ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。
协同运输是指一种物质的逆浓度跨膜运输依赖于另一种溶质的顺浓度梯度运输,该过程消耗的能量来自离子的电化学梯度。
图3
p53情境突破2
知识拓展——主动运输的三种类型
(1)ATP驱动泵型
图3
p53情境突破2
小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖
p53情境突破2
知识拓展——主动运输的三种类型
(2)协同转运型
(2)协同运输:包括同向协同和反向协同
p53情境突破2
知识拓展——主动运输的三种类型
(3)光驱动型(光驱动泵)
3.大分子进出细胞的方式——胞吞和胞吐
p48
提醒：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。
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
p48
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
p48
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。(　　)
×
×
×
×
√
p48
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。
p48
(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
p48
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
p49
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。
p49
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
p49
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。
p49
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
p49
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。
p49
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
p49
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。
p49
p49
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
p50
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
(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
p50
(3)温度
流动性
p50
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
p50
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。
p50
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。(　　)
√
×
×
×
p50
实例 K+进出神经细胞 Na+进出神经细胞 葡萄糖进出小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞 进(钠钾泵) 出(通道) 进(通道) 出(钠钾泵) 进(钠浓度差) 出(载体)
方式
意义
【温馨提示】
1.胞吐、胞吞的不一定是大分子物质，如神经递质是小分子物质，通过胞吐排出细胞。
2.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。
3.同一种物质进出细胞的方式不一定相同。
主动运输
协助扩散
协助扩散
协助扩散
主动运输
主动运输
产生动作电位
维持渗透压
维持渗透压
产生静息电位
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
p50
(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
p51
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
p51
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。
p51
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(　　)
p51
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　
p51
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。
p51
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%
p51
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
p51
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。
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
p52
聚焦表达 回扣落实
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
p52
(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
p52

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