物质跨膜运输（培优讲义）-2026年高考生物二轮复习原卷版

专题02物质跨膜运输

目录

第一部分高考考情精析锁定靶心高效备考

第二部分思维建模突破一问一答扫清盲区

【突破01】主动靶向递送（精准“导航”，直击肿瘤）

【突破02】抗盐碱相关的物质跨膜运输方式

【突破03】膜蛋白结构解析在物质跨膜运输研究中的作用

第三部分高考命题深研典例精析+方法提炼+变式巩回

【命题点01】抗癌药物主动靶向递送情境分析

【命题点02】抗盐碱相关的物质跨膜运输情境分析

【命题点03］膜蛋白结构在物质跨膜运输研究中的作用情境分析

主战场转移：

从“跨膜运输方式机械记忆”转向运输机制深度解析（载体蛋白特异性/构象变化、

主动运输能量偶联逻辑）与生产实践关联应用（如植物矿质吸收、药物靶向递送、

质壁分离实验拓展），是区分“知识复现”与“原理迂移”的关键。

核心价值：

核心考向聚焦

凸显“生命观念（结构与功能观：膜上载体/通道蛋白的结构决定运输特异性；物质

与能量观：主动运输耗能体现ATP与物质跨膜的偶联）”“科学思维（模型认知：

构建运输方式分类模型/影响因素曲线模型；逻辑推理：分析'浓度差一载体一能量'

三要素对运输的限制逻辑）”“社会责任（科技赋能农业：合理施肥避免烧苗/农业

生产中物质运输原理的应用）”，对接高考“从记忆到应用”的高阶考查导向。

关键能力：

关键能力与思维瓶颈精准引导跨膜运输的“起点（物质属性、膜两侧浓度差）一中间环节（载体/通道参

与方式、能量供给路径）一终点（物质跨膜结果与细胞状态变化）”逻楫链；将“生

产生活/科研情境（如肠道吸收葡萄糖、肿瘤细胞异常运输）”拆解为“教材运输模

型”（自由扩散/协助扩散/主动运输/胞吞胞吐的判别与应用）。

培优瓶颈：

1.概念混淆：如“协助扩散VS主动运输”（误认协助扩散耗能）、“胞吞胞吐VS

跨膜运输”（忽略膜流动性与跨膜的本质区别）、“原生质层VS半透膜”（混淆

选择透过性与孔径筛选的功能逻辑）；

2.逻辑疏漏：分析“运输速率限制因素”时，忽略“不同运输方式的决定性变量”

（如协助扩散同时受浓度差和载体数量制约，主动运输受载体和能量双重制约，但

学生易单一归因）；解释“质壁分离自动复原”等现象时，未串联“细胞失水一细

胞膜选择透过性一溶质主动运输（或被动扩散）一细胞液浓度回升”的因果链。

预测：

以“健康医疗（如抗癌药物靶向递送）、农业生产（如作物抗盐碱机制）、科研前

沿（如膜蛋白结构解析）”为核心情境，辐射考点。非选择题将融合“物质运输曲

线分析”（如载体饱和效应、能量对运输速率的影响）、“实验设计与验证”（如

验证某物质运输方式是主动运输）、“长句原因解释”（要求写出“3级以上逻辑

链”，如分析根尖成熟区细胞吸收K，速率低于伸长区的原因-成熟区细胞膜K，载

体数量少一运输速率受限）。

策略：

命题前瞻与备考策略

溯源式学习：绘制“物质跨膜运输逻辑树”（涵盖5种运输方式的条件、实例、影

响因素，对比记忆“浓度梯度/载体/能量”三要素的差异）；

模型化解题：提炼“运输方式快速判别模型”（一看浓度差方向、二看是否需载体/

能量、三看物质大小/性质）、“曲线要素拆解模型”（坐标图中横纵坐标含义、转

折点对应的限制因素、曲线走势与运输方式的对应）；

靶向训练：多做“情境化+跨模块”题（如结合细胞呼吸考查主动运输的能量供应、

结合光合作用考查矿质元素吸收对暗反应的影响、结合细胞凋亡考查膜通透性变

化），强化”结构一功能一应用”的逻辑贯通。

N0.2

思维建模突破

◊突破01抗癌药物靶向递送技术解析

主动靶向递送（精准“导航”，直击肿瘤）

雷何为“抗癌药物主动靶向递送”？

传统抗癌治疗!传统抗癌治疗（如普通化疗）中，药物无差别分布于全身，既:

1

难以在肿瘤部位富集、又易损伤正常组织。:

主动靶向递送是通过给载药系统“加装生物导航”一一利用靶

主动靶向递送向分子（如单克隆抗体、核酸适配体、多肽等），特异性识别肿

__瘤__细_胞/肿瘤微环境的独特分子标志物，引导载药系统精准“锚

定”肿瘤部位，实现药物在肿瘤局部的富集与可控释放。

概念熟知——--

被动靶向递送

与之相对，仅依赖肿瘤血管”增强渗透滞留（EPR）效应”等非特

异性机制实现肿瘤富集的方式，称为被动靶向递送。

s力主动靶向为何更“高效低毒”？

精准性

靶向分子"认准”肿瘤独有标志物，大幅减少对正常组织的“误伤”；

主动结合+胞吞作用，让药物在肿瘤局部“富集“，突破被动靶向“增

高浓度

机制深解强渗透滞留（EPR）效应”的局限性（如实体瘤内部血流差、EPR

效应弱）

胸特定致癌通路（如HER2/EGFR信号传导），阻断肿瘤细胞耐药机

克服耐菊_i制（如p-糖蛋白外排泵导致的化疗耐药）

◊突破02作物抗盐碱机制

物3何为与抗盐碱相关的物质跨膜运输方式？

对于多数植物细胞来说，在也胁迫响应阶段，无机盐离子（如Na+、CD的跨膜运输常以主动运输/被

动运输方式进行，该过程需要载体蛋白、能量（主动运输时）（条件）；而水分的跨膜运输可通过自由扩

散或协助扩散（水通道蛋白介导）完成。在抗盐碱植物中，存在特异性的离子转运蛋白（如Na+/H+反向转

运蛋白），其对特定离子的跨膜运输具备独特机制，以此适应高盐环境。

场所：抗盐碱植物细胞的细胞膜、液泡膜是物质跨膜运输的关键结构，其中线粒体（提供ATP）的

能量供应为跨膜运输提供动力，而膜上转运蛋白（如离子通道、载体蛋白）直接参与离子的跨膜转

移。两次运输：①细胞外f细胞质的选择性吸收（或细胞质f细胞外的排盐）：②细胞质一液

泡的离子区隔化（降低细胞质Na，浓度，缓解毒性）。亲和力：抗盐碱植物的转运蛋白（如Na♦转

运载体）时Nd具有高亲和力，当外界盐胁迫加剧时，可通过主动运输优先调控该离子的跨膜移动,

维持细胞内离子平衡。（原理示例：液泡膜上的Na7l『反向转运蛋白，利用膜两侧电化学势差,

将细胞质Na.泵入液泡（主动运输），既减少细胞质NT毒害，又提升液泡渗透压以保水。）

过程辨析：

设计表格对比普通植物与抗盐碱植物在物质跨膜运输的核心差异：

对比维度普通植物抗盐碱植物

离子转运靶标无明显离子选择性，易积累Na.特异性识别Na，、Cl等

被动吸收（如自由扩散）为主，排盐主动运输（如离子泵、反向转运）强

跨膜运输方式

能力弱化排盐/区隔化

跨膜运输关键部位仅细胞膜参与离子跨膜细胞膜+液泡膜协同调控离子分布

细胞内溶质（如脯氨酸、离子）主动

渗透压调节机制依赖胞外吸水，高盐下易失水萎篇

积累，维持膨压

能量供应关联跨膜运输耗能少（以被动运输为主）主动运输耗能多，依赖呼吸作用供能

A高分点拨

1.为什么抗盐碱植物能通过物质跨膜运输维持细胞稳态？

R提示：从离子运输方向、运输方式、能量利用角度分析逻辑链。

2.从物质跨膜运输的“载体特异性”“能量驱动”角度，设计实验验证抗盐碱植物与普通植物对Na+的吸

收差异？

X提示：可设置盐浓度梯度，检测跨膜速率、载体表达量等指标。

◊突破13膜蛋白结构解析

雷何为“膜蛋白结构解析在物质跨膜运输研究中的作用”?

传统研究逻辑核心逻辑（类比“主动靶向“升级）

传统膜蛋白研究（如单一组分分析）中，仅关核心结构解析是通过冷冻电镜/X射线晶体学等技

注膜蛋白片段或功能表型，既难以明确其在跨术”解析膜蛋白三维架构”——利用膜蛋白的折湾特

膜运输中的动态构象变化、又易忽略与其他分征、配体结合位点、跨膜区拓扑结构等标志性信息，引

子的协同机制。导研究系统精准“锁定”跨膜运输关键环节，实现物质

跨膜过程的机制阐释与调控策略开发。

切a膜蛋白结构解析为何能深化“物质跨膜运输”考点理解?

机制深解维度传统认知局限结构解析的突破性价值

构象特异性难以解释膜蛋白”为何只转运特定

膜蛋白"识别”特定底物/离子的特征结构域被

物质”（如葡萄糖载体仅结合葡萄

精准定位，大幅减少对无关分子的“误识别"；

糖）

转运效率无法阐明主动运愉"逆浓度梯度高主动运输+协同机制的空间构象变化规律被揭

效转运”的动力来源（如钠钾泵的工示，突破简单扩散"速率慢、特异性低"的局限性

作机制）（如离子通道的选择性通透、载体蛋白的饱和动

力学）；

病理关联对"运输异常-疾病”的因果链模糊向异常运输通路（如ABC转运蛋白介导的药物

（如囊性纤维化的发病机制）外排、离子通道突变导致的信号异常），解析致

病分子机制（如CFTR氯通道缺陷引发囊性纤维

化）；

N0.3

高考命题深研

◊命题点・祥/施^拜安鼓夜悭容氏多写品

典I例I精I析

典例1|（2025•全国二卷•高考真题）免疫细胞能识别肿瘤，并浸润其中发挥重要作用。科学家利用免疫细胞

这种“归巢性”，实现巨噬细胞“搭便车”的设计，将药物输入到肿瘤内部。

（1）巩体识别并清除肿瘤细胞，体现了免疫系统的功能。TAM是存在于肿瘤中的巨噬细胞，具有极

强的“归巢”肿瘤的能力。

（2）金纳米棒（AuNR）是一种光热材料，常用于局部肿瘤治疗，在808nm的激光照射下，产生光热效应，

使肿瘤细胞快速死亡。科研人员将AuNR与肿瘤细胞进行孵育，再用紫外光照射，获得了装载AuNR的肿

瘤细胞凋亡小体（AuNR/ABs）o

5o

4

4QWO

龈OO

3o*AuNROO

舲OO

2o-AuNRABs

，缓冲液

o

1引

O

301―™----1―1-

激光照射时间分AuNRAuNRABs

图1图2

①研究者对AuNR/ABs的光热性能进行考察，结果如图1。该实验的对照组为o

②荧光标记AuNR和AuNR/ABs,分别与TAM进行孵育，检测TAM细胞内的荧光强度，结果如图2。结

合图1和图2实验结果，分析凋亡小体作为AuNR载体的优点是。

⑶为研究利用AuNR/ABs搭乘TAM靶向到肿瘤部位进行治疗的效果。科研人员在小鼠的右下肢皮下接种

第一个肿瘤（R）,一段时间后在左下肢皮卜接种第二个肿瘤（L）模拟肿瘤转移。尾静脉注射相应药物。

对右侧肿瘤R进行三次光疗，最后记录两个肿瘤的重量（图3）。结合免疫学原理阐释左侧肿瘤L第4组

重量显著减小的主要原因，

5L2

L9・-.£：CpG是可激活斗鼻拴免瘦的佐剂

M4JM

M/6

3姗O.1组：缓冲液遮光

删U

姗

O.工

馔22组：AuNR.CpG璃光

鞭O.4

1藁O.23组：AuNRABs嘴光

7r

0O4组：AuNR-CpGABs燕光

，r

组

组5组：AuNR.CpGABs

03

（4）利用上述实验材料研究本免疫疗法对肿瘤复发的抑制效果，请完善实验组设计思路。

变I式I巩I固

变到（2025•浙江•模拟预测）研究发现，人体组织细胞表面少景的PD-L1蛋白（癌细胞或肿瘤细胞表面有

大量PD-L1蛋白）与T细胞表面的PD-I蛋白结合后，使T细胞凋亡，避免过度免疫，癌细胞或肿瘤细胞

也由此躲过细胞免疫，如图所示。针对此发现，科学家研发了治疗癌症的新药物PD-1单克隆抗体，它的作

用原理如图1所示。下列叙述正确的是（)

细胞正常组织细胞

Tflfll斑胞

癌细胞或

、忙®肿瘤细胞

倜匚PD-1PD-L1正常PD-14PD-1抗体

图1图2

A.可用32s标记单克隆抗体，对肿瘤细胞进行靶向放疗

B.PD-1单克隆抗体与T细胞表面的PD-1蛋白结合，使T细胞凋亡

C.制备PD-1单克隆抗体时需用特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞

D.有器官移植史的癌症患者可以用PD-I单克隆抗体治疗

|变式2|（2025・天津・模拟预测）应用靶向技术向肿瘤区域精确传送药物，控制肿瘤生长、增殖、代谢的“靶

向治疗”是当前肿瘤研究的热点。根据靶向部位的不同，又可以将肿瘤靶向治疗分为肿瘤细胞靶向治疗和肿

瘤血管靶向治疗两大类。

肿瘤细胞靶向治疗是利用肿瘤细胞表面的特异性受体作为靶向，药物与肿瘤细胞特异性结合，抑制肿瘤细

胞的生长增殖，促使其死亡。肿瘤血管靶向治疗则是利用肿瘤区域新生毛细血管内皮细胞表面的特异性受

体起作用。针对肿瘤细胞的药物要到达肿瘤细胞靶区，需要通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境，因

为靶向药物往往是由单克隆抗体和小分子药物组装而成，不易通过血管壁。而针对血管靶向的药物则有很

大的优势，因为在给药后只需集聚在血管靶标部位，抑制肿瘤组织的血管生成，阻断机体通过血液对肿瘤

组织提供营养物质，以达到''饿死”肿瘤细胞的目的，同时也阻断肿瘤细胞通过血管进行转移的途径。阅读

材料，完成下面小题。

宜接杀死肿病细胞

阻断血管给肿

瘤提供营养

肿瘤靶向治疗示意图

3.下列关于靶向治疗的叙述，正确的是（）

A.肿瘤细胞靶向治疗和肿瘤血管靶向治疗都需要靶向细胞具有特异性受体

B.靶向药物通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境需要穿过3层膜

C.靶向治疗不仅能提高药物治疗效果而且对所有普通细胞都没有毒性

D.上述药物直接导致癌细胞死亡和癌细胞的“饿死”都是细胞凋亡

4.下列关于恶性肿瘤细胞形成、扩散和转移过程的叙述，错误的是（）

A.恶性肿瘤细胞易扩散转移妁直接原因是质膜上的糖蛋白减少或缺失

B.恶性肿瘤细胞扩散和转移过程中会通过淋巴循环和血液循环运输

C.恶性肿瘤细胞表面没有MHC（组织相容性抗原），可被免疫系统杀伤

D.恶性肿瘤细胞的形成是基因突变等作用的结果

5.靶向药物一般由小分子化合物和单克隆抗体组成。下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是（）

A.从血清中提取的抗体一般是多克隆抗体，是多种抗体的混合物

B.取小鼠脾雎细胞之前需先对小鼠注射靶向药物的特异性受体

C.靶向药物作为“生物导弹”，小分子是瞄准系统，单抗是杀伤性药物

D.单克隆的获得必须要求祖细胞是来源于一个细胞而不是多个细胞

变式W（2025•贵州铜仁•模拟预测）我国研究团队通过基因工程改造的新城疫病毒（NDV-GT）表面蛋白可

与肿瘤细胞特有受体结合实现靶向感染，而正常细胞因缺乏此类受体不易被感染。NDV-GT携带猪源al,3

半乳糖基转移酶基因（al,3GT基因），该基因使被感染的肿瘤细胞表达aGal抗原（半乳糖-al,3-半乳糖），

触发超急性排斥反应和免疫应答，可用于治疗多种癌症。回答下列问题：

（1）据题干信息，NDV-CT实现靶向感染肿瘤细胞，从而减少损伤，理由是0

（2）猪源al,3GT基因使肿瘤细胞表面表达aGal抗原，打破肿瘤通过“自身抗原伪装”所造成的____现象，

重启免疫系统时肿瘤细胞的功能。

（3）研究发现，NDV-GT治疗组的肿瘤组织中T细胞数量显著增加。该现象表明细胞免疫被激活，请简述T

细胞杀伤肿瘤细胞的过程o

（4）前期临床研究显示，在20多例晚期癌症患者中，NDV-GT的疾病控制率达90%。结合题干信息分析该疗

法的创新机制有（答出1点即可）。

◊命题点02抗盐碱相关的物质跨膜运输情境分析

|典I例I精I相

典例1|（2023・湖南・高考真题）盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞,

也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态。卜图是NaCl处

理模拟盐胁迫，帆酸钠（质膜H+泵的专一抑制剂）和甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na，的转运和相关载体

活性的结果。下列叙述正确的是（）

外排原生质体

(排（锐酸钠处理）

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A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化

B.GB可能通过调控质膜H-泵活性增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累

C.GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性有关

D.盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性

变I式I巩I固

变到（2025・湖南长沙•一模）盐碱地种植水稻是一项实现盐碱地资源高效利用的有力措施。水稻是一种盐

敏感型作物，盐碱胁迫会抑制水稻的生长。科研人员探究了盐碱胁迫下水稻抽稔期光合生理的响应，结果

如下表所示。

叶绿素含量/（mg/g）

净光合速率/气孔导度；胞间CO2浓度/

处理

（m2-s）］[pmol/(m2-s)1(pL/L)

叶绿素a叶绿素b

对照2.520.2436.111495.16303.55

盐碱处

1.480.1218.941025.03317.62

理

请分析相关信息，回答下列问题:

（1）为了保证水稻叶肉细胞中色素的提取量，在研磨叶片前需要在研钵中加入的物质有o若用纸层析

法对色素进行分离，滤纸条上_____（填颜色）的色素带最宽。

（2）逆境条件下，植物净光合速率下降的原因有气孔限制因素和非气孔限制因素，由气孔导度下降影响了CO2

的固定速率导致的净光合速率下降称为气孔限制因素，否则为非气孔限制。据表格分析，盐碱处理条件下，

导致水稻净光合速率降低的因素属于（填“气孔”或“非气孔”）限制因素，并分析净光合速率下降的主

要原因是。

⑶已知植物体内的一种激酶（TOR）的活性受光合作用的影响，TOR可进一步促进蛋白质的合成，加快代

谢和植物的生长。为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的某植物进行黑暗处理12

小时后，再次进行光照处理，实验结果如图1所示，据图可推测出。

M照翩a光照■踊黑暗・光照

-GLA+GLA

时间（h）012012

P-RPS6一———

RPS6——

图1

注：RPS6与P-RPS6分别为去磷酸化和磷酸化的某蛋白质；P-RPS6/RPS6值越大，表明TOR活性越强；GLA

是一种暗反应抑制剂。

（4）近期，科研团队开发出耐盐碱的海水稻，能在土壤盐分为3%〜12%、pH为8以上的中重度盐碱地生长。

据所学知识，结合图2中海水稻耐盐碱性相关的生理过程，下列相关叙述正确的选项有。

图2

A.海水稻根细胞主要是通过协助扩散的方式吸收水分

B.海水稻根细胞分泌抗菌蛋白需要转运蛋白协助，体现了细胞膜具有一定的流动性

C.海水稻根细胞可以通过SCSI和NHX两种通道蛋白将细胞质基质中积累的Na+进行转移

D.海水稻根尖细胞可以通过主动运输的方式将H+跨膜运输到细胞膜外，以中和盐碱地中过多的碱

变式2（2025.福建泉州.模拟预测）土壤盐碱化会影响农作物的产量，而棉花对盐碱化有一定的耐受性.机

理如图所示。下列相关叙述错误的是（）

“盐胁迫（高Na+浓度）

促进

A.盐胁迫条件下，脱落酸会通过调节基因表达，提高棉花耐盐碱能力

B.敲除E蛋白基因或降低其表达可提高棉花的耐盐碱能力

C.盐胁迫条件下，外施一定量钙离子，能缓解Na+毒害

D.脱落酸受体缺失突变体植株的耐盐碱能力显著降低

变式W（2025・湖南•三模）海水稻是耐盐碱水稻的俗称，可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究

表明，渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离肺氨酸的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗

逆性相关的生理过程示意图如下，回答下列问题。

注：S0S1和NHX为膜上两种蛋白质

（1）水分子主要通过______方式进入海水稻根细胞，与水的另一种运输方式相比，其具有的特点是。

（2）水分子是,故可以作为细胞中的良好溶剂;渗透胁迫下，可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨

酸的含量，来提高细胞的C

（3）由图可知，SOSI和NHX均可以运输两种物质，（填“能”或“不能”）体现转运蛋白的专一性。

（4）Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性，影响膜表面糖蛋白的合成，从而影响其细

胞的功能。据图分析，海水稻根细胞解决上述问题的机制是0

（5）除耐盐碱性外，海水稻还具有