2025届新高考生物精准复习：物质进出细胞的方式

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物质进出细胞的方式知识点22：物质进出细胞的方式特例：小分子的神经递质释放是胞吐物质进出细胞的方式小分子大分子通道运输载体运输主动运输被动运输自由扩散协助扩散胞吞胞吐神经递质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。定义条件顺浓度不需要转运蛋白，不需要耗细胞内化学反应产生的能量浓度差运输速率(v)运输方向运输动力溶质:溶质分子多(高浓度)→溶质分子少(低浓度)水:水分子多(低浓度)→水分子少(高浓度)浓度差实例①水②气体(CO2、O2)③脂溶性小分子有机物(甘油、乙醇、苯等)脂双层(无蛋白)水、气体甘油、尿素、苯乙醇、固醇类葡萄糖、氨基酸离子蛋白质、核酸2.协助扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。定义条件顺浓度、转运蛋白浓度差运输速率(v)不需要耗细胞内化学反应产生的能量运输方向溶质:溶质分子多(高浓度)→溶质分子少(低浓度)水:水分子多(低浓度)→水分子少(高浓度)运输动力浓度差浓度差运输速率(v)0aABb浓度差0~a时：协助扩散有载体蛋白的协助，因此其运输速率大于自由扩散。浓度差大于a时：由于载体蛋白的数量有限，载体蛋白都参与了协助扩散，协助扩散的运输速率达到最大。浓度差大于b时：由于自由扩散的速率不受载体数量的限制，因此自由扩散的速率超过协助扩散的速率。A：自由扩散B：协助扩散自由扩散和协助扩散运输速率比较浓度差转运蛋白的数量自由扩散的速率协助扩散的速率种类载体蛋白通道蛋白特异性运输特点只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过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与被运输的物质结合不与被运输的物质结合每次转运时都会发生自身构象的改变运输过程中自身构象不发生改变既能参与协助扩散也能参与主动运输只能参与协助扩散转运蛋白实例1.由载体蛋白参与的协助扩散葡萄糖进入绝大多数组织细胞(除小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞)葡萄糖葡萄糖转运蛋白结合运输解离复原ATPADP+Pi一系列酶的磷酸化蛋白质合成脂肪合成糖原合成胰岛素胰岛素受体囊泡细胞对葡萄糖的摄取受胰岛素的调节胰岛素促使葡萄糖被各种细胞吸收，特别是骨骼肌和脂肪细胞血糖浓度低胰岛素升高胰岛素促使膜泡中葡萄糖转运蛋白运输到细胞上葡萄糖被运到细胞内葡萄糖实例2.由通道蛋白参与的协助扩散①水通道小管液肾小管上皮细胞肾小管组织液H2OH2OH2OH2OH2O抗利尿激素水通道水通道蛋白广泛存在于所有细胞的细胞膜上。②离子通道通常情况下：K+在细胞内浓度高，Na+在细胞外浓度高（Na+-K+泵造成的）K+通道Na+通道K+外流Na+内流Ca2+在细胞外浓度高于细胞质基质中浓度(Ca2+泵造成的)Ca2+通道Ca2+内流K+Ca2+Na+K+++++----Na+---++++-Ca2+Ca2+Na+++--++--电压门控Na+通道电压门控Ca2+通道化学门控Na+通道K+通道神经细胞上的K+、Na+、Ca2+通道兴奋性神经递质K+++++----Na+---++++-Ca2+Ca2+Cl-++--++--电压门控Na+通道电压门控Ca2+通道化学门控Cl-通道K+通道神经细胞上的K+、Cl-、Ca2+通道抑制性神经递质纤毛K+机械门控通道开放纤毛摆动K+机械门控通道关闭K+K+K+内淋巴液(低Na+、高K+)外淋巴液(高Na+、低K+)Ca2+Ca2+K+电压门控Ca2+通道电压门控K+通道听毛细胞听毛细胞内耳听毛细胞的Ca2+、K+通道选择性离子通道具有两个特征每种通道只对一种或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子通透性很小或不通透。门控性离子通道通常具有开和闭的两种状态。由不同的刺激(电压、化学物质、机械力、温度等)引起通道蛋白构像改变而实现开或闭。开闭通道运输载体运输被动运输自由扩散协助扩散水通道离子通道被动运输的类型细胞外细胞内自由扩散协助扩散协助扩散载体蛋白通道蛋白协助扩散自由扩散载体蛋白通道蛋白细胞外细胞内被动运输的类型通道运输载体运输被动运输自由扩散协助扩散水通道离子通道3.主动运输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，这种方式叫作主动运输。定义条件载体蛋白+细胞内化学反应产生的能量能量运输速率(v)运输方向运输动力逆浓度细胞内化学反应产生的能量载体数量限制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，从而保证细胞和个体生命活动的需要。意义细胞外细胞内ATP载体蛋白主动运输囊性纤维化与Cl-载体异常关闭有关ATPADP+PiH2O稀薄的黏液黏稠的分泌物不断积累功能正常的氯离子载体功能异常的氯离子载体氯离子氯离子囊性纤维化患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。扩展：主动运输的类型PiATPADP光H+H+H+H+ATP驱动协同转运光驱动ATP驱动Na+Na+Na+K+K+K+Na+Na+Na+K+能量细胞外细胞内1.钠钾泵(Na+-K+泵)Na+-K+泵逆浓度将K+运入细胞将Na+运出细胞细胞内K+浓度高细胞外Na+浓度高主要存在动物细胞膜上钠钾泵(Na+-K+泵)的生理功能细胞内K+浓度高细胞外Na+浓度高1.维持动物细胞的渗透平衡细胞内外的渗透压平衡K+维持细胞内液的渗透压Na+维持细胞外液的渗透压2.神经细胞(可兴奋细胞)静息电位和动作电位形成的基础细胞内K+浓度高细胞外Na+浓度高K+外流Na+内流静息电位(外正内负)动作电位(外负内正)3.作为其他物质逆浓度运输的动力(协同转运）细胞外Na+浓度高Na+顺浓度内流为其他物质逆浓度运输提供能量细胞外细胞内细胞外细胞内同向转运逆向转运Na+Na+葡糖糖H+2.

Ca2+泵细胞膜上的Ca2+泵内质网和液泡等膜上Ca2+泵Ca2+泵出细胞Ca2+泵入细胞器细胞质基质低钙环境ATPADP+PiCa2+ATPADP+Pi内质网细胞质基质3.

H+泵①细菌和真菌及植物细胞膜上没有Na+-K+泵，有H+泵，形成H+浓度，为营养物的吸收提供动力(H+驱动的同向协同转运)。ATPADP+PiH+H+A小分子营养物质②溶酶体和液泡等膜上存在H+泵，形成这些细胞器内部的酸性环境。ATPADP+PiH+4.

ABC转运蛋白ATPATPATP酶2ATP2ADP+2Pi细胞外细胞内①存在于原核细胞膜上，将物质运入细胞2个ATP与2个ATP酶结合2个ATP酶聚合转运蛋白结构改变，与物质结合并运输ATP被水解，转运蛋白结构恢复4.

ABC转运蛋白ATPATPATP酶2ATP2ADP+2Pi细胞外细胞内②存在于真核细胞膜上，将物质运出细胞2个ATP与2个ATP酶结合2个ATP酶聚合转运蛋白结构改变，与物质结合并运输ATP被水解，转运蛋白结构恢复协同转运细胞外细胞内细胞外细胞内同向转运逆向转运Na+Na+葡糖糖H+也称继发性主动运输或次级主动运输1.Na+-葡萄糖同向转运载体存在于小肠和肾小管的上皮细胞葡萄糖Na+Na+K+ATP葡萄糖葡萄糖小肠或肾小管腔小肠或肾小管上皮细胞组织液高Na+高葡萄糖低Na+低葡萄糖高Na+低葡萄糖主动运输协助扩散葡萄糖的主动运输顶端膜基底膜ATPADP+PiH+H+2.植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向运输载体液泡腔(pH=3~6)H+Ca2+蔗糖蔗糖的主动运输Ca2+的主动运输H+驱动蔗糖逆向转运，使得液泡在白天将叶绿体光合作用合成的多余蔗糖储存在液泡中，夜间再将这些蔗糖运到细胞质基质。H+Na+的主动运输Na+细胞质基质(pH=7.0)H+的主动运输光H+H+H+H+光驱动一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差可被另一种蛋白利用合成ATP。H+H+ATPADP+Pi细胞外细胞内ATP合酶细菌视紫红质光能H+浓度差(势能)ATP中的化学能水葡萄糖Na+K+Ca2+总结：常见物质的扩膜运输方式自由扩散和协助扩散(通过水通道的协助扩散速率更快)协助扩散(通过葡萄糖转运蛋白进入绝大多数组织细胞)主动运输(通过Na+驱动的主动运输进入小肠和肾小管上皮细胞)主动运输(通过Na+-K+泵排出细胞)协助扩散(通过Na+通道流入细胞)主动运输(通过Na+-K+泵进入细胞)协助扩散(通