第2单元　第10讲　物质进出细胞的方式

第10讲物质进出细胞的方式第二单元细胞的结构和物质运输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。壹考点1被动运输与主动运输1.

概念：物质以______方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的______的跨膜运输方式。2.

形式：____________(简单扩散)和____________(易化扩散)。1被动运输扩散能量自由扩散协助扩散形式自由扩散协助扩散图示方式___方式___运输方向_________一侧→_________一侧(顺浓度梯度)概念物质通过_______________作用进出细胞的方式借助膜上的____________进出细胞的物质扩散方式条件不需要____________，不消耗______需要____________，不消耗能量举例O2和CO2等气体；水(少数情况)；苯、乙醇等葡萄糖、氨基酸的顺浓度梯度跨膜运输；水通过_______________的运输甲乙高浓度低浓度简单的扩散转运蛋白转运蛋白能量转运蛋白水通道蛋白通道蛋白转运速率与物质浓度成比例，比载体蛋白介导的转运速度更快。3.通道蛋白与载体蛋白的异同1.

物质运输方向：_________梯度，即从低浓度一侧→高浓度一侧。2主动运输2.

条件：需要细胞膜上相应____________的协助；消耗细胞内化学反应所释放的______。3.

实例：K＋、Ca2＋、Na＋等______通过细胞膜；小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等分子。4.

意义：保证了活细胞和个体生命活动的需要，主动选择吸收__________________，排出______________________________的物质。逆浓度载体蛋白能量离子所需要的物质代谢废物和对细胞有害参与物质跨膜运输的转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白。载体蛋白既可以介导主动运输，又可以介导协助扩散，通道蛋白一般介导协助扩散。通道蛋白有离子通道蛋白和水通道蛋白等。(1)离子通道和钠钾泵生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输(顺离子浓度梯度)和主动运输(逆离子浓度梯度)两种方式。被动运输的通道称离子通道，主动运输的离子载体称为离子泵。如下图所示：转运蛋白上图中，Na＋和K＋各行其道，且只有通道开放时，离子才能顺浓度梯度流动，该过程不消耗能量，属于协助扩散(如图中K＋通过K＋通道外流，Na＋因Na＋通道未开放而不能内流)。钠钾泵能逆浓度梯度转运Na＋和K＋，转运方向相反，且钠钾泵同时具有ATP水解酶的作用，催化ATP水解并释放能量，为Na＋和K＋主动运输供能(如Na＋运出神经细胞，K＋进入神经细胞)。(2)单一运输载体、同向协同运输载体和反向协同运输载体下图中钠钾泵、GLUT2、GLUT5、SGLT1分别代表载体，其中GLUT5属于单一运输载体，只能专一性运载果糖。钠钾泵、GLUT2、SGLT1能运输两种物质，属于协同运输载体，其中SGLT1、GLUT2属于同向协同运输载体，钠钾泵属于反向协同运输载体。思辨小练判断下列说法的正误：(1)转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化对许多物质跨膜运输起决定性作用。(

)(2)在细胞膜上运输水分子的蛋白质有载体蛋白和通道蛋白。(

)(3)水分子通过细胞膜的方式是自由扩散和协助扩散。(

)(4)载体蛋白与被运输物质结合有特异性，通道蛋白运输物质没有特异性。(

)(5)同种物质进出同一细胞的方式一定相同。(

)(6)葡萄糖进入细胞的跨膜运输方式都是协助扩散。(

)提示：细胞膜上运输水分子的蛋白质是通道蛋白。提示：葡萄糖进入红细胞为协助扩散，进入小肠绒毛上皮细胞及被肾小管细胞重吸收都是主动运输。√×√×××1考向1被动运输

(多选)(2024·黑吉辽卷)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(

)A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加【解析】水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误。BCD

(2024·淮安期末)载体蛋白几乎存在于所有类型的生物膜上，下图为载体蛋白通过构象改变介导某物质进入细胞的示意图。下列叙述错误的是(

)1A.该物质进入细胞的方式为协助扩散B.该物质不可能是葡萄糖C.载体蛋白构象的改变是可逆的D.载体蛋白的数量会影响该物质的运输速率B【解析】该物质进入细胞需要载体蛋白，顺浓度梯度，不消耗能量，为协助扩散，A正确；红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，所以该物质可能是葡萄糖，B错误；载体蛋白通过构象改变介导某物质进入细胞，载体蛋白构象的改变是可逆的，C正确；该物质进入细胞需要载体蛋白，载体蛋白的数量会影响该物质的运输速率，D正确。2考向2主动运输和被动运输综合

(2024·镇江期初)海水稻具有优良的耐盐碱性，下图表示不同物质进出根部成熟区细胞的作用示意图，其中①和②为水进入细胞的过程。下列叙述正确的是(

)A.H＋进出液泡的过程均离不开ATP的供能B.Na＋进入细胞和液泡过程均需与膜转运蛋白结合C.过程②的运输速率高于①体现了通道蛋白体的高效性D.Na＋在液泡中的积累可提高成熟区细胞吸水能力D【解析】由图可知，H＋进液泡消耗ATP，H＋出液泡是顺浓度梯度，不消耗能量，A错误；Na＋

进入细胞不需要消耗能量，经过的是通道蛋白，不需要与膜转运蛋白结合，B错误；过程②是自由扩散，①是通过水通道蛋白的协助扩散，过程①的运输速率高于②，能体现通道蛋白的高效性，C错误；Na＋

在液泡中积累，会增加细胞液的渗透压，从而提高细胞吸水能力，D正确。

(2024·山东卷)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2＋通道蛋白，使细胞内Ca2＋浓度升高，调控相关基因表达，导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害；细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2＋通道蛋白。下列说法正确的是(

)A.环核苷酸与Ca2＋均可结合Ca2＋通道蛋白B.维持细胞Ca2＋浓度的内低外高需消耗能量C.Ca2＋作为信号分子直接抑制H2O2的分解D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低2B【解析】环核苷酸能够结合细胞膜上的Ca2＋通道蛋白，Ca2＋不需要与通道蛋白结合，A错误；环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2＋通道蛋白，使细胞内Ca2＋浓度升高，Ca2＋内流属于协助扩散，故维持细胞Ca2＋浓度的内低外高是主动运输，需消耗能量，B正确；Ca2＋作为信号分子，调控相关基因表达，导致H2O2含量升高，不是直接抑制H2O2的分解，C错误；BAK1缺失的被感染细胞，不能被油菜素内酯活化，不能关闭Ca2＋通道蛋白，将导致H2O2含量升高，D错误。贰考点2胞吞与胞吐、影响物质运输的因素1.

胞吞和胞吐的过程1胞吞和胞吐运输方式胞吞胞吐图示运输方式胞吞胞吐过程大分子与膜上的_________结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后其从细胞膜上分离下来，形成______，进入细胞内部的现象细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成______，然后移动到_________处，并与之融合，将大分子排出细胞的现象实例①变形虫摄取有机物；②巨噬细胞吞噬抗原①一些激素、消化酶的分泌；②浆细胞分泌______原理膜的_________蛋白质囊泡囊泡细胞膜抗体流动性2.

胞吞、胞吐的意义在物质运输的过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们需要消耗细胞呼吸所释放的______。能量

解

疑

释

惑“三看法”快速判定物质出入细胞的方式1.

物质浓度差对跨膜运输的影响2影响物质跨膜运输的因素浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越___；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________________________。______运输一般不受浓度差的影响。大受转运蛋白数量的限制主动2.

氧气含量(能量、ATP量)对物质跨膜运输的影响氧气含量通过影响____________进而直接或间接影响主动运输的速率。细胞呼吸(1)P点时，可通过______呼吸为主动运输提供能量。(2)P～Q段：随着氧气含量增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率也越___。(3)Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受____________数量以及其他因素的限制，运输速率不再增加。3.

温度也会通过影响膜分子的运动、ATP合成酶活性等，进而影响被动运输、主动运输和胞吞、胞吐的速率。无氧大转运蛋白1.

判断下列说法的正误：(1)以胞吐、胞吐方式进出细胞的都是生物大分子或颗粒物。(

)(2)巨噬细胞吞噬病原体不需要消耗能量，也不需要转运蛋白的协助。(

)(3)胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。(

)提示：一些小分子，如神经递质是通过胞吐释放的。思辨小练××√(4)低温使蛋白质活性降低，因此只影响协助扩散和主动运输。(

)(5)主动运输不一定消耗细胞呼吸产生的ATP。(

)(6)胞吞过程离不开囊泡运输的识别和定位。(

)思辨小练提示：细胞进行胞吞时，大分子等物质需要先与细胞膜上的受体结合，才能内陷形成囊泡。×√×2.

新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？需要消耗能量吗？提示：新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。需消耗能量。1考向1胞吞和胞吐

(2024·浙江卷)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及(

)A.消耗ATP B．

受体蛋白识别C.载体蛋白协助 D．

细胞膜流动性【解析】免疫球蛋白化学本质是蛋白质，是大分子物质，吸收方式为胞吞，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白的协助，需要消耗ATP，胞吞体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点。C2考向2影响物质运输的因素

(2024·南通期中)盐碱地中过量的钠盐会对水稻的生存造成威胁，由我国农业科学家陈日胜培育的“海稻86”具有良好的抗盐碱能力。如图为“海稻86”抗盐碱相关的生理过程示意图，相关说法错误的是(

)A.水分子主要是以图中方式②进入根细胞的，这与细胞膜的结构有关B.“海稻86”将根细胞细胞质基质中的Na＋转运储存在液泡中，有利于根系从外界吸水C.SOS1和NHX对Na＋的转运速率不受细胞呼吸强度影响D.根细胞将Na＋和H＋排出细胞外的运输方式相同C【解析】水进入海水稻的运输方式有自由扩散(方式①)和协助扩散(方式②)两种，水更多的是以方式②进入根细胞，这与细胞膜上的水通道蛋白有关，A正确；海水稻通过液泡吸收Na＋是从低浓度到高浓度，为主动运输，导致细胞液浓度增大，有利于根细胞吸水，B正确；SOS1将Na＋由细胞质基质转运到细胞外，NHX将Na＋由细胞质基质转运到液泡的细胞液中，这两种运输都是逆浓度梯度的运输，都是主动运输，直接利用的是势能，由H＋的浓度差维持，不直接受细胞呼吸强的影响，但H＋的转运受细胞呼吸强度的影响，C错误；海水稻将Na＋排出细胞外是从低浓度到高浓度，为主动运输，H＋排出细胞外需要消耗ATP，也为主动运输，两者运输方式相同，D正确。叁配套精练一、

单项选择题1.(2024·扬州四模)关于细胞的物质运输，叙述错误的是(

)A．细胞内囊泡穿梭往来运输物质与细胞骨架密切相关并消耗ATPB．生物大分子通过胞吞胞吐进出细胞，其过程需要膜上蛋白质的参与C．水分子少部分通过自由扩散进出细胞，绝大多数通过水通道进出细胞D．分泌蛋白在游离核糖体上合成一段肽链后，经囊泡运输到内质网腔内【解析】核糖体是肽链(蛋白质)合成场所，核糖体没有膜结构，故该肽链不是以囊泡的形式进入内质网腔内，D错误。D2.

(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C【解析】细胞膜上的H＋－ATP酶介导H＋向细胞外转运时为主动运输，需要载体蛋白的协助。载体蛋白需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变，A正确；H＋顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na＋转运到细胞外的直接动力，B正确；H＋－ATP酶抑制剂干扰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错误；耐盐植株的Na＋－H＋逆向转运蛋白比普通植株多，以适应高盐环境，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正确。3.(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，必须以离子的形式才能被根细胞吸收，A正确；根据题意，由于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存在竞争关系，B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，不需转运蛋白，C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是耗能的主动运输，还是不耗能的协助扩散，D正确。4.(2024·南京期末)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外(如图所示)，降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是(

)A．细胞膜上一定具有缬氨霉素受体B．缬氨霉素为运输K＋提供ATPC．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外D．缬氨霉素和磷脂都是以碳链为骨架的生物大分子C【解析】分析题意可知，缬氨霉素可结合在微生物的细胞膜上，微生物的细胞膜上可能含有缬氨霉素受体，但其他生物的细胞膜不一定含有缬氨霉素受体，A错误；结合题意“将K＋运输到细胞外，降低细胞内外的K＋浓度差”和题图中缬氨霉素运输K＋的过程不消耗能量，可推测K＋的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，该过程不需要消耗ATP，B错误，C正确；缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，其与磷脂都不是生物大分子，D错误。5.

(2024·连云港考前模拟)下图表示物质进出红细胞的方式，相关叙述错误的是(

)A．水分子、O2和CO2均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HCO可调节细胞内的pHD．Na＋－K＋泵的转运可维持细胞内外Na＋、K＋浓度差【解析】水分子可以通过自由扩散和协助扩散进出细胞。A6.(2024·徐州考前打靶卷)根据能量的来源不同，主动运输分为下图三种类型。某些光合细菌存在光驱动泵。有关叙述正确的是(

)A．ATP驱动泵同时具有载体蛋白和ATP水解酶的功能B．协同转运分为同向和反向转运，由ATP直接提供能量C．利用光能的光驱动泵位于细菌叶绿体的类囊体膜上D．葡萄糖进入红细胞的运输靠协同转运蛋白A【解析】据图所示，ATP驱动泵具有运输物质的功能，同时能将ATP转化为ADP，释放出能量，A正确；协同转运分为同向和反向转运，能量来自某物质浓度差所产生的电化学势能，B错误；细菌没有叶绿体，C错误；协同转运是主动运输，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，D错误。7.(2024·淮安期末)血液中的胆固醇通常以低密度脂蛋白(LDL)的形式存在，LDL通过与细胞膜上的受体结合后，内陷进入细胞。下列叙述错误的是(

)A．LDL受体的化学本质是蛋白质B．LDL进入细胞的过程与ATP密切相关C．该过程体现了细胞膜具有选择透过性D．受体缺陷会导致血液中胆固醇浓度变高，易引发高血脂C【解析】蛋白质是生命活动的主要承担者，LDL受体的化学本质是蛋白质，A正确；LDL与细胞膜上的LDL受体结合，以胞吞的方式进入细胞，形成小囊泡，体现了生物膜的流动性特点，胞吞过程需要消耗能量，该过程与ATP密切相关，B正确，C错误；血液中的胆固醇通常以LDL的形式存在，LDL与细胞膜上的受体结合后，内陷进入细胞，受体缺陷会导致血液中胆固醇浓度变高，易引发高血脂，D正确。8.(2024·南京二模)溶酶体内pH为4.6左右，溶酶体膜上存在两种H＋转运蛋白，如图所示。下列叙述错误的是(

)A．溶酶体的形成与核糖体、高尔基体、线粒体等细胞器有关B．转运蛋白1是载体蛋白，可能同时具有ATP水解酶活性C．若转运蛋白2转运过程中不与H＋结合，推测其为通道蛋白D．溶酶体破裂释放的蛋白酶会催化细胞膜的基本骨架分解D【解析】溶酶体中的水解酶最初在核糖体上合成，然后经内质网继续合成、高尔基体加工，这些过程需线粒体提供的ATP供能，最终形成的囊泡演变成溶酶体，A正确；溶酶体内pH为4.6左右，呈酸性，再结合图中代表H＋的小三角在溶酶体内外的浓度，可知H＋进入溶酶体为主动运输，运出为被动运输，故转运蛋白1是载体蛋白，主动运输耗能，故其可能同时具有ATP水解酶活性，而转运蛋白2为通道蛋白，B、C正确；细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，溶酶体破裂释放的蛋白酶会催化细胞膜的蛋白质分解，D错误。注：箭头粗细表示量的多少。CC11.

(2024·安徽卷)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是(

)A．被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关B．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子C．变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要细胞膜上的蛋白质参与D．变形虫移动过程中，纤维的消长是其构成蛋白的不断组装所致A【解析】科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长，细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用，锚定并支撑着许多细胞器，所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关，A正确；摄入的食物进入溶酶体中，被溶酶体中的水解酶分解为小分子，B错误；变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程需要细胞膜上的蛋白质进行识别，C错误；变形虫移动过程中，纤维的消长是其构成蛋白的不断组装与去组装所致，D错误。二、

多项选择题12.(2024·扬州中学)载体蛋白和通道蛋白两类转运蛋白都可以介导物质的协助扩散，其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列有关参与协助扩散的两类转运蛋白的叙述，错误的有(

)A．两类转运蛋白的运输过程主要体现了生物膜的流动性B．两类转运蛋白运输物质的速率均受到其数量的制约C．载体蛋白介导运输的速率较慢是因为其需要消耗能量D．人红细胞吸收葡萄糖和K＋的方式均为协助扩散ACD【解析】两类转运蛋白均参与协助扩散运输过程，主要体现了膜的选择透过性，A错误；据题意可知，两类转运蛋白运输物质方式都能参与协助扩散，协助扩散的运输速率受膜两侧物质浓度差与膜上转运蛋白数量的制约，B正确；题中载体蛋白介导的运输方式是协助扩散，不需要消耗能量，其运输速率较慢可能与其结构有关，C错误；人红细胞吸收K＋为主动运输，吸收葡萄糖为协助扩散，D错误。13.(2025·扬州期初改编)图甲为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图，GLUT是一种葡萄糖载体蛋白。图乙表示GLUT介导的肝细胞和原核生物细胞对葡萄糖的摄取速率与葡萄糖浓度的关系图。甲