2026届高三生物一轮复习知识清单第四章细胞的物质输入和输出

第四章细胞的物质输入和输出（山东省高考适配）一、物质跨膜运输的方式分类物质跨膜运输主要分为跨膜运输（小分子、离子）和非跨膜运输（大分子、颗粒性物质）两大类，具体包括以下类型：1.被动运输（顺浓度梯度运输，不消耗ATP，需或不需载体）被动运输的动力来自物质的浓度差，无需细胞直接供能，分为自由扩散和协助扩散两种：（1）自由扩散（简单扩散）概念：物质通过磷脂双分子层，顺浓度梯度直接进出细胞，不需要载体蛋白协助，也不消耗能量的运输方式。核心特点：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）、无载体、不耗能、速率与浓度差成正比。高考常考实例：气体分子：O₂、CO₂、N₂等的跨膜运输（顺浓度梯度扩散，如细胞有氧呼吸消耗O₂，产生的CO₂排出细胞）；脂溶性物质：甘油、脂肪酸、胆固醇、苯、乙醇、乙二醇等（因能溶于磷脂双分子层，直接穿过膜）；水分子（少量通过自由扩散跨膜，大部分通过水通道蛋白进行协助扩散）。影响因素：①物质的浓度差（主要因素，浓度差越大，速率越快）；②膜的通透性（脂溶性物质易通过）；③膜面积和温度（温度影响分子运动速率）。（2）协助扩散概念：物质顺浓度梯度进出细胞，需要载体蛋白或通道蛋白协助，但不消耗能量的运输方式。核心特点：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）、需载体/通道蛋白、不耗能、速率受载体数量限制（达到载体饱和后速率稳定）。高考常考实例：载体蛋白介导：红细胞吸收葡萄糖、肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖（注意：小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输，二者区分是高频易错点）；通道蛋白介导：神经细胞受刺激时Na⁺内流（形成动作电位）、静息时K⁺外流（维持静息电位）。影响因素：①物质的浓度差；②载体蛋白/通道蛋白的数量（关键限制因素）；③温度（影响蛋白活性和分子运动）。2.主动运输（逆浓度梯度运输，消耗ATP，需载体）概念：物质逆浓度梯度（低浓度→高浓度）进出细胞，需要载体蛋白协助，且消耗细胞代谢产生的能量（ATP）的运输方式。核心特点：逆浓度梯度、需载体蛋白（具有特异性）、耗能（ATP直接供能或间接供能）、速率受载体数量和能量供应双重限制。高考常考实例：小分子物质：小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐（如Na⁺、K⁺）；植物根毛细胞吸收矿质离子（如NO₃⁻、PO₄³⁻）；甲状腺细胞吸收碘（¹³¹I）；离子泵：动物细胞的Na⁺-K⁺泵（每消耗1分子ATP，泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺，维持细胞内高K⁺低Na⁺的稳态）。影响因素：①载体蛋白的种类和数量（决定运输物质的种类和最大速率）；②能量供应（如氧气浓度、细胞呼吸抑制剂会影响速率）；③温度（影响酶活性和能量产生，进而影响运输速率）。3.胞吞与胞吐（非跨膜运输，大分子物质运输）概念：大分子物质（如蛋白质、多糖、病毒、颗粒性物质）通过细胞膜的流动性，形成囊泡进出细胞的方式，需消耗ATP。核心特点：不跨膜（物质未穿过磷脂双分子层）、依赖膜的流动性、消耗能量、不需载体蛋白。高考常考实例：胞吞：吞噬细胞吞噬病原体（如细菌、病毒）、变形虫摄食、细胞摄取大分子营养物质（如蛋白质）；胞吐：分泌蛋白（如抗体、胰岛素、消化酶）的释放、神经递质（小分子但通过胞吐释放，高频考点）的释放、植物细胞分泌细胞壁成分。与膜特性的关联：依赖细胞膜的流动性（结构特性），该过程体现膜的流动性，不体现选择透过性。二、3种跨膜运输方式对比表（高考高频考点）运输方式运输方向是否需要载体蛋白是否消耗ATP运输速率影响因素典型曲线特征（浓度差为横坐标，速率为纵坐标）自由扩散高浓度→低浓度否否浓度差、膜通透性、温度、膜面积直线（速率与浓度差成正比）协助扩散高浓度→低浓度是（载体/通道）否浓度差、载体数量、温度先上升后稳定（载体饱和）主动运输低浓度→高浓度（或顺浓度但耗能）是是载体数量、能量供应、温度先上升后稳定（载体和能量双重饱和）注意：主动运输不一定全程逆浓度梯度，若物质顺浓度梯度但需载体和能量（如某些细胞吸收少量离子时），仍属于主动运输。三、细胞膜的特性与物质运输的关系1.结构特性：流动性表现：磷脂双分子层具有流动性，蛋白质分子可以运动（如细胞膜融合、胞吞胞吐、变形虫运动、质壁分离与复原）。意义：是胞吞胞吐、协助扩散中载体蛋白运动的基础，保证物质运输的顺利进行。2.功能特性：选择透过性表现：细胞膜对不同物质的透过性不同（允许水分子、脂溶性物质自由通过，对离子、小分子有机物的透过性由载体蛋白种类和数量决定）。本质：由载体蛋白的特异性和细胞膜上转运蛋白的种类、数量决定。意义：维持细胞内环境的稳态，是物质跨膜运输的核心保障（如植物根细胞选择性吸收矿质离子，不吸收土壤中的有害物质）。四、高考常考曲线分析1.自由扩散曲线：横坐标为“物质浓度差”，纵坐标为“运输速率”，曲线为过原点的直线（速率与浓度差成正比，无饱和点）。2.协助扩散曲线：横坐标为“物质浓度差”，纵坐标为“运输速率”，曲线先上升（浓度差为限制因素），后稳定（载体蛋白饱和，速率达到最大值）。3.主动运输曲线：当横坐标为“物质浓度”时：曲线先上升（浓度差和载体共同影响），后稳定（载体饱和）；当横坐标为“氧气浓度”时：曲线先上升（氧气浓度影响细胞呼吸产生ATP，能量为限制因素），后稳定（载体饱和）；无氧条件下，若细胞进行无氧呼吸供能，曲线起点不为0。五、实验关联：质壁分离与复原实验1.实验原理与物质运输的关系质壁分离：水分子通过自由扩散从细胞液（低浓度）流向外界蔗糖溶液（高浓度），细胞失水；质壁分离复原：若外界溶液为一定浓度的KNO₃、尿素等溶液：离子（如K⁺、NO₃⁻）通过主动运输进入细胞，使细胞液浓度升高，水分子回流，细胞自动复原；若外界溶液为清水：水分子自由扩散进入细胞，细胞吸水复原。2.高考易错点蔗糖溶液浓度过高（如0.5g/mL）：细胞过度失水死亡，无法复原；质壁分离与复原体现细胞膜的选择透过性（水分子可过，蔗糖分子不能过）和流动性（原生质层收缩与舒张）。六、山东高考易错点辨析1.区分“红细胞吸收葡萄糖”（协助扩散）与“小肠上皮细胞吸收葡萄糖”（主动运输）；2.神经递质的释放是胞吐（依赖膜的流动性），而非主动运输；3.胞吞、胞