第08讲 物质跨膜运输的方式及影响因素【知识精研】高考生物一轮复习 课件

必修一第8讲物质跨膜运输的方式及影响因素第二单元细胞代谢目标要求1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；

有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。01物质出入细胞的方式02不同因素对物质跨膜运输的影响考点物质出入细胞的方式01小分子物质大分子物质被动运输主动运输自由扩散协助扩散顺浓度梯度胞吞胞吐消耗能量膜的选择透过性膜的流动性网络构建逆浓度梯度载体蛋白转运蛋白物质出入细胞的方式一、被动运输1.概念物质以扩散方式进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量。不需要2.特点①不消耗能量；②顺浓度梯度运输。3.运输动力来自细胞内外物质的浓度差。自由扩散协助扩散4.种类4.（被动运输）种类（1）自由扩散物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。①小分子物质①顺浓度梯度进出细胞；Ⅲ.影响因素细胞内外浓度差氧气、二氧化碳、氮气、尿素苯、甘油、乙醇、脂肪酸、固醇Ⅱ.特点③不需要膜上转运蛋白参与。②不需要消耗能量；Ⅰ.实例②脂溶性物质气体、水、脂溶性细胞外细胞内小分子物质细胞膜（1）自由扩散（1）自由扩散Ⅲ.影响因素细胞内外浓度差扩散速率(V)细胞内外浓度差扩散速率(V)O2浓度/氧分压OO组织间隙组织细胞管血细毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2组织间隙1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？以自由扩散的方式2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）4层3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？9层生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层习题巩固4.（被动运输）种类（2）协助扩散Ⅲ.影响因素Ⅱ.特点Ⅰ.实例物质借助膜上的

进出细胞的扩散方式，叫作协助扩散。如葡萄糖进入红细胞、钠离子进入神经细胞、水通过细胞膜等。①顺浓度梯度进出细胞；③需要膜上转运蛋白参与。②不需要消耗能量；①细胞内外浓度差；②转运蛋白的种类和数量。离子和一些小分子物质转运蛋白（2）协助扩散Ⅲ.影响因素①细胞内外浓度差；②转运蛋白的种类和数量。扩散速率(V)细胞内外浓度差扩散速率(V)O2浓度/氧分压OPOQP点后，运输速率受转运蛋白数量限制自由扩散和协助扩散方式自由扩散协助扩散条件能量转运蛋白实例运输方向不需要不需要不需要需要O2、CO2、甘油、乙醇等离子和一些小分子有机物，如葡萄糖、氨基酸等浓度高的一侧→浓度低的一侧物质出入细胞的方式二、转运蛋白转运蛋白载体蛋白通道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。如运输糖、氨基酸、核苷酸等水溶性物质的载体蛋白，有专一性和饱和性。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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。如水通道、钾离子通道，有专一性和快速性。物质出入细胞的方式二、转运蛋白载体蛋白通道蛋白构像运输的物质运输方式能量举例会改变不改变能与自身部位结合与通道直径和形状相配协助扩散或主动运输协助扩散不消耗或消耗不消耗葡萄糖载体蛋白水通道蛋白载体蛋白，需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变。包括主动运输、协助扩散通道蛋白是在膜上形成跨膜的亲水通道，使离子或水从中通过，不需要与运输分子结合。只参与协助扩散二、转运蛋白1.A表示的运输方式是

，转运速率主要取决于膜两侧物质的

。自由扩散浓度差2.图B表示的运输方式可能是

，ab段主要受

的影响，bc段受到

的限制，运输速率不能再上升。协助扩散膜两侧浓度差转运蛋白数量3.C表示的运输方式是

，转运速率主要取决于膜两侧物质的

。被动运输浓度差习题巩固4.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，

该值的大小取决于(

)A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量

C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值5.细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。

下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是(

)

A.Na+ B.二氧化碳 C.RNA D.胰岛素CB习题巩固协助扩散6.图中甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种跨膜方式，其中通道介导的扩散速度比载体介导的快1000倍。下列叙述正确的是

(

)A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输D.被动运输是细胞最重要的吸收和排出物质的方式B习题巩固都是顺浓度都运动主动运输(1)少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，

更多的水分子以自由扩散方式进出细胞(

)(2)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的()(3)分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合(

)(4)自由扩散只能顺浓度梯度，

而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度

(

)××××习题巩固7.判断题物质出入细胞的方式三、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。细胞膜ATP→ADP+Pi+细胞外细胞内能量①逆浓度梯度进出细胞；2.特点②需要膜上载体蛋白参与；③需要消耗能量。主动运输载体蛋白ATPADP+Pi3.举例4.意义

主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，细胞通过主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，保证了细胞和个体生命活动的需要。三、主动运输①植物根部细胞吸收无机盐离子；②甲状腺细胞吸收碘离子；③动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na+-K+泵)；④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。载体蛋白的数量、能量

运输速率(V)O2浓度OPP点后，运输速率受载体蛋白数量限制无氧呼吸提供能量细胞内浓度时间Oa细胞外浓度a点后，胞外<胞内逆浓度梯度运输三、主动运输5.影响因素三、主动运输6.主动运输的类型（1）直接消耗ATP的主动运输通常称为泵（ATP驱动泵）Na+-K+泵H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶三、主动运输6.主动运输的类型（2）间接消耗ATP的主动运输如图：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。自由扩散协助扩散主动运输运输方向载体能量举例不需要转运蛋白载体蛋白不消耗不消耗消耗

顺浓度梯度高浓度→低浓度O2、CO2、H2O、脂溶性小分子葡萄糖进入红细胞，H2O等小肠吸收葡萄糖、氨基酸，Na+、K+等离子

顺浓度梯度高浓度→低浓度

逆浓度梯度低浓度→高浓度

比较三种运输方式习题巩固1.判断下列物质进出细胞的方式。物质相应过程运输方式水进入细胞葡萄糖进入红细胞、肝细胞、脑细胞等进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞Na+进入神经细胞运出神经细胞K+进入神经细胞运出神经细胞自由扩散、协助扩散协助扩散(葡萄糖载体)主动运输(Na+葡萄糖共运输)协助扩散(Na+通道)主动运输(钠钾泵)主动运输(钠钾泵)协助扩散(K+通道)

习题巩固D

降低/失活习题巩固

CNa+内流：顺浓度Ca2+排出受阻细胞内Na+浓度升高降低细胞质Ca2+浓度升高习题巩固

B靠电位差驱动细胞外酸化NO3-是逆浓度习题巩固

D习题巩固6.(2024年1月·安徽高考适应性演练)骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度。骨骼肌细胞中Ca2＋主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是(

)A.Ca2＋与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性B.钙泵转运Ca2＋过程中，会发生磷酸化和去磷酸化C.Ca2＋进入内质网是主动运输，出内质网是协助扩散D.Ca2＋进入细胞质基质

的过程，需要与通道

蛋白结合D7.研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是（）A.a类型中Y离子转运所需的能量

来自于X离子的转运过程B.肌细胞吸收氨基酸分子是

通过c类型进行的C.蓝细菌、水绵、叶肉细胞、

萤火虫发光器细胞内均可发生c类型D.温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率A习题巩固b类型萤火虫发光器没有光合色素氧气浓度只影响b类型习题巩固8.(2024·襄阳一模)植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探究大麦根对K＋的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和图乙所示。下列相关描述不正确的是(

)A.据图甲判断根毛细胞吸收K＋的方式为协助扩散B.据图乙判断根毛细胞吸收K＋的方式为主动运输C.根毛细胞在一定浓度的KNO3溶液中会发生质壁分离并自动复原D.农田施肥的同时还要适当

浇水，有利于化肥中

无机盐的溶解吸收A或主动运输习题巩固9.（2019全国2卷）某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H+-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是()A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输C.H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供D.溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞CpH高=H+低溶液pH明显降低=H+明显升高ATP水解供能习题巩固10.（2022DCS周练）在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH=4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是（）A.实验中溶液的H+均来自水的裂解B.黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATPC.光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高D.若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大，ATP生成量不变C黑暗条件下，水不光解对H+的通透性增大，内部H+到类囊体外，使类囊体外pH减小，

ATP生成量减少。习题巩固1.H+泵利用ATP逆浓度运输H+2.ATP合成酶利用H+的浓度差合成ATP主要分布在叶绿体内囊体膜上和线粒体内膜上水直接穿过磷脂双分子层：自由扩散水通道蛋白介导：

协助扩散无机盐离子一般为主动运输通过离子通道蛋白顺浓度进行：协助扩散葡萄糖等有机小分子一般为协助扩散，如进入红细胞小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等：主动运输关键：是否需要水通道蛋白关键：转运蛋白类型、浓度梯度关键：浓度梯度三类常考物质进出细胞的方式物质出入细胞的方式四、胞吞、胞吐1.特点要消耗能量，不需要载体蛋白。2.结构基础3.影响因素膜具有一定流动性。细胞膜的流动性、温度和能量等。注：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胞吞或胞吐穿膜层数为0层。4.胞吐的特例四、胞吞、胞吐神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。P选一29胆固醇理论上可以穿过磷脂双分子层，但是在人体内胆固醇通常包裹在LDL（低密度脂蛋白）中，这样可在一定程度上避免胆固醇因水溶性低而沉积在血管壁上。LDL胆固醇LDL受体溶酶体胆固醇习题巩固1.网格蛋白介导的胞吞作用是大多数细胞最主要的胞吞途径，当被转运的大分子物质与膜受体结合后，网格蛋白聚集在膜下，使细胞膜逐渐向内凹陷，形成网格蛋白包被小窝。小窝出芽，颈部缢缩，最终与细胞膜脱离，由网格蛋白包被的小泡进入细胞内。下列相关叙述错误的是(

)AA.该种运输过程对大分子物质的运输具有选择性，不消耗能量B.该运输方式形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解C.大分子物质通过胞吞进入细胞，是通过受体分子介导的D.网格蛋白向膜下聚集的过程中引起细胞内生理变化等

一系列信号传递习题巩固2.(2023·全国甲卷)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B习题巩固教材隐性知识3．(必修1P70“与社会的联系”)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的__________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过______________________________来实现的。载体蛋白细胞膜上载体蛋白的种类和数量习题巩固教材隐性知识4.(必修1P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被________降解。5.(必修1P72“与社会的联系”)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过________作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过________作用“吃掉”肠壁组织细胞。溶酶体胞吐胞吞物质跨膜运输与细胞结构的关系一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用。➾膜具选择透过性的结构基础➾膜具流动性

胞吞、胞吐不同因素对物质跨膜运输的影响02☞协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，

原因是受

的限制。不同因素对物质跨膜运输方式的影响一、浓度差对物质跨膜运输的影响❀浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越

，运输速率越

；大大载体数量☞主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，

原因是受

的限制。载体数量和能量O运输速率浓度差自由扩散O运输速率浓度差协助扩散/主动运输Q点不同因素对物质跨膜运输方式的影响二、载体数量对跨膜运输的影响❀载体主要影响

和

。

其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体数量的影响。协助扩散主动运输O运输速率转运蛋白数量自由扩散O运输速率转运蛋白数量协助扩散O运输速率载体蛋白数量主动运输Q点：能量的限制不同因素对物质跨膜运输方式的影响三、氧气含量对跨膜运输的影响

通过影响

进而影响主动运输的速率。1.P点时，

为离子的吸收提供能量。无氧呼吸2.PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越

，

主动运输的速率也越大。多3.Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量

以及其他的限制因素运输速率不再增加。细胞呼吸O运输速率氧气含量自由扩散/协助扩散O运输速率氧气含量主动运输PQ不同因素对物质跨膜运输方式的影响四、温度对跨膜运输的影响1.同一种植物对不同离子的吸收量不同，取决于膜上不同种类的离子载体蛋白的数量。(

)2.不同植物对同一种离子的吸收量不同，