高考生物大一轮 第4章 第3节 物质跨膜运输的方式配套精讲课件 新人教版必修

第 3 节 物质跨膜运输的方式 考纲纲 考情 三年17考 高考指数： 物质质出入细细胞的方式 【知识梳理】 一、物质跨膜运输的方式 1.填写有关跨膜运输方式及结构名称： 甲：_；乙：_；丙：_； a：_。Zx xk 2.影响因素： (1)甲图：_。 (2)乙图：_。 (3)丙图：_。 自由扩散协助扩散主动运输 载体蛋白 浓度差 浓度差和载体蛋白 载体蛋白和能量 3.实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)： (1)水分子进入红细胞是_。 (2)葡萄糖进入红细胞是_。 (3)K+进入红细胞是_。 4.主动运输的意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要， _吸收所需要的_，排出_和对细胞 有害的物质。 甲 乙 丙 主动选择营养物质代谢废物 二、大分子物质进出细胞 进入细胞：_ 排出细胞：_ 2.特点：需要_，同时体现了膜的_。 1.方式 胞吞 胞吐 消耗能量流动性 三、扩散、自由扩散和渗透的比较Zx xk 运动动方向 是否通过过 半透膜 物质类质类 型 扩扩散_不一定通过过溶质质、溶剂剂 自由扩扩散高浓浓度低浓浓度_ 渗透低浓浓度高浓浓度_ 高浓度低浓度 通过溶质、溶剂 通过溶剂 【盲点判断】 1.除去细胞膜上的蛋白质不会影响对离子的吸收。( ) 2.人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白 协助。( ) 3.分泌蛋白主要是通过主动运输的方式排到细胞外的。( ) 4.(2013新课标全国卷T30改编)已知骨骼肌细胞和脂肪细 胞膜上的载体蛋白转运葡萄糖的过程不消耗ATP，则葡萄糖进 入骨骼肌细胞内的运输方式是协助扩散。( ) 5.糖醋蒜在腌制中慢慢具有糖醋味，是细胞主动吸收蔗糖分子 和醋酸分子的结果。( ) 6.(2011重庆高考T1 C)水分子和钾离子以自由扩散方式进出 轮藻细胞。( ) 7.(2012江苏高考T1 C)主动运输机制有助于维持细胞内元素 组成的相对稳定。( ) 【盲点判断点拨】 1.细胞通过主动运输或协助扩散的方式吸收离子时，需要载体 蛋白。 Z x xk 2.胆固醇通过自由扩散进出细胞，不需要载体蛋白；人红细胞 通过协助扩散吸收葡萄糖，需要载体蛋白。 3.分泌蛋白属于大分子物质，排出细胞是通过胞吐的方式。 4.需要载体蛋白但不消耗ATP的物质跨膜运输方式是协助扩散 。 5.糖醋蒜在腌制过程中导致细胞死亡，细胞膜等变为全透性的 ，蔗糖分子和醋酸分子进入细胞，使蒜具有了糖醋味。 6.水分子以自由扩散方式进出细胞，钾离子以主动运输方式进 出细胞。 7.主动运输使细胞能对外界物质有选择的吸收和排出，能维持 细胞内元素的平衡。 【网络概览】 考点一 物质的运输方式 1.物质进出细胞方式的比较： Z x xk 物质类别质类别出入细细胞方式物质质运动动方向载载体蛋白耗能 离子和小 分子物质质 被动动 运输输 自由 扩扩散 高浓浓度低浓浓度不需要 不耗 能 协协助 扩扩散 需要 主动动运输输低浓浓度高浓浓度耗能 颗颗粒和大 分子物质质 胞吞细细胞外细细胞内 不需要 胞吐细细胞内细细胞外 2.物质跨膜方式图解： 【高考警示】 物质进出细胞的五点提醒 (1)从高浓度向低浓度方向运输的方式并非只有被动运输，主 动运输也可以从高浓度向低浓度运输，如餐后小肠上皮细胞吸 收葡萄糖是由高浓度向低浓度运输。 (2)从低浓度向高浓度方向运输一定是主动运输。因为逆浓度 梯度运输需要消耗能量。 (3)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细 胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动 运输。 (4)胞吞、胞吐不属于跨膜运输方式，所以物质以这两种方式 进出细胞时穿过细胞膜的层数为0。 (5)RNA和蛋白质等大分子进出细胞核通过的结构是核孔，而非 胞吞、胞吐。 【通关题组】 1.(被动运输与主动运输)(2012海南高考)在动物细胞的物质 运输中，属于自由扩散的是( ) A.红细胞中的Na+进入血浆 B.细胞外液中的O2进入肌细胞 C.细胞外液中的K+进入神经细胞 D.血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞 【解题指南】解答本题需明确以下两点： (1)被动运输的特点和常见实例。 (2)神经细胞内外K+浓度的特点。 【解析】选B。人红细胞中Na+的浓度只有血浆中的1/6，为了维 持Na+细胞外高浓度，细胞靠主动运输运出Na+，故A项错误；O2 的跨膜运输是自由扩散，故 B项正确；细胞内K+浓度高于细胞 外，故细胞外液中K+进入神经细胞为主动运输，C项错误；甲状 腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的高，血浆中的碘进入甲状 腺滤泡上皮细胞属于主动运输，故D项错误。 2.(协助扩散与主动运输)(2013浙江高考)某哺乳动物神经 细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动转运(运输)的 是( ) A.K+经钾离子通道排出细胞 B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞 C.Na+经钠离子通道排出细胞 D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞 【解题指南】解答本题的突破口是： (1)离子经离子通道进出细胞属于协助扩散。 (2)主动运输的特点是逆浓度梯度运输，需要消耗能量。 【解析】选D。K+ 和Na+经离子通道排出细胞属于协助扩散；K+ 与有关载体蛋白结合排出细胞是顺浓度梯度进行的，属于协助 扩散；Na+与有关载体蛋白结合排出细胞是逆浓度梯度进行的， 属于主动运输。 【互动探究】结合题中表格分析，离子进出细胞的方式有几种 ？ 提示：有两种。一种是通过离子通道的方式，属于协助扩散； 另一种需要载体蛋白的协助并需要消耗能量，属于主动运输。 【解题金手指】 两种方法判断物质进出细胞的方式 (1)根据分子大小与载体蛋白、能量的需要判断： (2)根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式为主动运 输；顺浓度梯度的跨膜运输方式有三种可能：自由扩散、协助 扩散、主动运输。若要判断是哪一种，需要再根据是否需要载 体蛋白或能量判断。 【加固训练】 1.(2010广东高考)如图是植物从土壤中吸收某矿物质离子示 意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( ) A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.被动运输 【解析】选C。结合图示可以看出，该矿物质离子的跨膜运输 有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运 输。 2.携有单克隆抗体的磷脂微球体抗癌药物进入细胞的方式最可 能是( ) A.主动运输 B.自由扩散 C.胞吞 D.协助扩散 【解析】选C。单克隆抗体是蛋白质，携有单克隆抗体的磷脂 微球体抗癌药物进入细胞的方式是胞吞。 考点二 影响跨膜运输的曲线分析 1.物质浓度： (1)自由扩散时运输速率与物质浓度呈正相关，而协助扩散和 主动运输由于有载体蛋白的参与，有饱和点的出现。 (2)载体蛋白的两大特点。 具有特异性：不同物质的载体蛋白不同，不同细胞膜上载体 蛋白的种类和数量也不同。 具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞吸收 该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。 2.氧气浓度： (1)由于自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，因此其运输速 率与氧气浓度和细胞呼吸强度无关。 (2)有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量，因此， 氧气浓度为0时，可由无氧呼吸为其提供能量，故右图中曲线 的起点不在原点。但当以细胞呼吸强度为自变量时，曲线的起 始点应在原点。 3.温度： 温度影响物质运输速率时，既与分子的运动有关，也与细胞呼 吸有关。 【高考警示】 (1)植物吸收离子的两点提醒。 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。 不同植物对同一种离子的吸收量不同，取决于不同植物的细 胞膜上该离子载体蛋白的数量。 (2)不同因素对主动运输的影响不同。 抑制某载体蛋白活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运 输停止，对其他物质运输不影响。 抑制细胞呼吸，所有以主动运输方式跨膜的物质运输都会受 到影响。 【通关题组】 1.(结合曲线图分析影响物质运输的因素)(2014合肥模拟)某 科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用 下列四种曲线表示： 在研究肝细胞运输物质X时，发现与曲线和相符，试问： 物质X的运输方式是( ) A.主动运输 B.自由扩散 C.胞吞和胞吐 D.协助扩散 【解题指南】解答本题需明确曲线代表的含义：曲线说明该 物质的运输与浓度有关，曲线说明与O2浓度无关，即不消耗 能量。 【解析】选D。曲线表明物质X的运输有饱和现象，即需要载 体蛋白。曲线表明物质X的运输过程与O2浓度无关，即不消耗 能量。由此可断定物质X的运输方式是协助扩散。 2.(结合实例分析影响物质运输的因素)研究员分离到一种动物 细胞的细胞膜，将膜放在特制的仪器中，分隔两边装蒸馏水的 槽。当将稀释的乙酸放入一侧时，发现另一侧槽中的pH没有变 化。又将动物细胞匀浆磨碎，过滤出细胞器和膜的碎片，然后 再将滤液加到加过乙酸的一侧，这时发现另外一侧的pH下降了 。造成这种变化的最合理的解释是( ) A.质子(H+)通过主动运输跨膜运输 B.质子(H+)通过自由扩散跨膜运输 C.质子(H+)通过协助扩散跨膜运输 D.细胞滤液能溶解膜中的脂质 【解题指南】解答本题的关键是需要明确： (1)动物细胞匀浆滤液中含有ATP。 (2)物质跨膜运输方式的特点。 【解析】选A。pH下降说明H+运输到未加乙酸的一侧；细胞匀浆 滤液中含有ATP，而主动运输需要消耗能量，说明H+跨膜运输的 方式属于主动运输。 【互动探究】若将题中的细胞膜换成磷脂双分子层，经过题中 处理，pH会下降吗？为什么？ 提示：不会。因为H+跨膜运输的方式属于主动运输，不仅需要 能量还需要载体蛋白。 【解题金手指】 判断曲线图中物质运输方式的方法 (1)随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动 运输。 (2)成正比关系的曲线表示自由扩散。 (3)与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。 【加固训练】 1.某哺乳动物的一种成熟细胞不含DNA。下图中能正确表示在 一定O2浓度范围内，K+进入该细胞的速率与O2浓度关系的是 ( ) 【解析】选A。哺乳动物成熟的红细胞是没有细胞核的，也没 有细胞器，只进行无氧呼吸，产生的乳酸进入血液后，与血液 中的碳酸氢钠发生反应，生成乳酸钠和碳酸。因此，氧气的浓 度对于K+进入该细胞的运输速率没有影响。 2.(2014四平模拟)若对离体的心肌细胞施用某种毒素，可使 心肌细胞对Ca2+吸收量明显减少，而对K+、葡萄糖的吸收则不 受影响。这种毒素的作用是( ) A.抑制呼吸酶的活性 B.抑制Ca2+载体蛋白的活动 C.改变了细胞膜的结构 D.改变了细胞膜两侧Ca2+的浓度 【解析】选B。由题意分析知，该毒素可以影响心肌细胞对Ca2+ 的吸收，而不影响对K+、葡萄糖的吸收，说明其不影响能量的 产生和膜的结构，因此其作用是抑制Ca2+载体蛋白的活动。 1.(2012浙江高考)人体肝细胞内CO2分压和K+浓度高于细胞外 ，而O2分压和Na+浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动转 运(运输)进入该细胞的是( ) A.CO2 B.O2 C.K+ D.Na+ 【解题指南】解答本题应明确两点： (1)题干中的关键信息是四种物质在细胞内外的浓度高低和题 干要求的是主动运输进入细胞内。 (2)主动运输的条件是需要载体蛋白和能量。 【解析】选C。A项错误，CO2为自由扩散；B项错误，O2为自由 扩散；C项正确，K+细胞内浓度高于细胞外，通过主动运输(低 浓度到高浓度)进入细胞内；D项错误，Na+细胞内浓度低于细胞 外，Na+进入细胞内是顺浓度梯度，属于被动运输。 2.(2013新课标全国卷)关于植物细胞通过主动运输方式吸 收所需矿质元素离子的叙述，正确的是( ) A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同 B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率 C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中 D.叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子 【解题指南】解答本题要注意两点： (1)题干中关键词“主动运输方式吸收所需矿质元素离子”。 (2)主动运输应具备载体蛋白、能量这两个条件。 【解析】选C。本题以植物细胞吸收矿质元素离子为命题线索 ，综合考查主动运输的条件和影响因素。主动运输既需要载体 蛋白的协助，又需要消耗能量ATP。由于细胞膜上所含的载体 蛋白种类和数量不同，因而植物细胞吸收不同矿质元素离子的 速率不同，A错误；低温通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸 ，使得细胞呼吸速率降低，产生的能量减少，导致细胞对矿质 元素离子的吸收速率降低，B错误；矿质元素离子进出细胞的 方式为主动运输，该过程只发生在活细胞中，C正确；在根外 施肥或叶面施肥时，叶肉细胞能通过主动运输方式吸收矿质元 素离子，起到快速吸收矿质元素离子的作用，D错误。 3.(2013北京高考)在细胞生命活动中，不可能发生的过程是 ( ) A.神经递质由突触小泡分泌到胞外 B.mRNA从细胞核进入细胞质 C.老化受损的细胞器融入溶酶体中 D.O2通过主动运输进入线粒体 【解题指南】解答本题需要关注以下两点： (1)区别自由扩散、主动运输、胞吐。 (2)理解核孔、溶酶体的作用。 【解析】选D。本题考查对胞吐、跨膜运输、细胞衰老等过程 的理解。A项，神经递质通过突触小泡和突触前膜融合，将其 分泌到胞外，故正确；B项，mRNA通过核孔从细胞核进入细胞 质，故正确；C项，老化受损的细胞器融入溶酶体中被分解消 化，故正确；D项，O2是通过自由扩散方式跨膜的，故错误。 4.(2011北京高考)下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确 的是( ) A.叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核 B.氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 C.溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入 D.内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中 【解析】选D。叶绿体中的ATP是在光反应阶段产生的，这些 ATP给暗反应供能，暗反应合成有机物。氢离子的跨膜运输属 于主动运输，不能通过扩散作用进入液泡内；溶酶体内的酶主 要是蛋白质，在内质网上的核糖体合成后，需经内质网和高尔 基体的运输、加工、修饰。溶酶体可看作从高尔基体上掉落的 囊泡，而不是由内质网形成的囊泡运入；细胞内的膜系统在必 要时可以相互转化，如内质网在运输分泌蛋白时可以形成囊泡 与高尔基体膜融合，然后高尔基体膜可以再形成囊泡运输分泌 蛋白到达细胞膜，与细胞膜融合，通过这个过程内质网的膜结 构成分就可以间接地转移到细胞膜中。 5.(2014成都模拟)由图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种 方式，下列表述正确的是( ) A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D.抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响 【解题指南】解答本题的关键是： (1)正确分析a和b两曲线所表示的运输方式，a转运速率与被转 运分子的浓度呈正相关，为自由扩散，B曲线有饱和值，与载 体蛋白含量有关；也可能与能量有关。 (2)明确各种运输方式的特点。 【解析】选C。分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协 助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式 a)运输；方式a与载体蛋白无关，只与浓度有关；抑制细胞呼 吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散(协助 扩散)无关，因此D错误。 6.(2011海南高考)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血 浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分 泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上 皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾 小管及相关结构示意图。 回答问题： (1)