2023届高三生物一轮专题复习课件：物质出入细胞的方式

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考法三 物质出入细胞方式的判断考法四 影响物质跨膜运输因素的分析
考法三　物质出入细胞方式的判断
1．物质出入细胞方式的分析和判断(1)根据分子的大小、是否需要能量和载体进行判断
(2)根据运输方向判断：顺浓度梯度的跨膜运输方式是自由扩散或协助扩散，逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。(3)常见物质的运输方式总结：凡是脂溶性小分子和气体分子的运输方式一定是自由扩散，如甘油、酒精、氧气、二氧化碳等；无机盐离子以及氨基酸、葡萄糖等生物大分子的基本组成单位进入细胞的方式大都是主动运输；葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞的方式属于协助扩散。
①物质并非都通过核孔进出细胞核，核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出的通道，小分子物质进出细胞核也可通过跨膜运输实现。②Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可以通过协助扩散方式(如通过离子通道)进出细胞。如神经细胞维持静息电位时K＋外流和形成动作电位时Na＋内流。③植物细胞吸收水分的方式为被动运输，吸收无机盐离子的方式为主动运输，因此植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
(4)同一物质出入细胞的方式可能不同
(5)物质运输的四个“不一定”①小分子物质的运输方式不一定都是直接穿膜运输，如神经递质的释放属于胞吐。②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。③消耗能量的运输方式并不一定是主动运输，如胞吞和胞吐也消耗能量。④无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如神经元的K＋外流和Na＋内流为协助扩散。
2．物质跨膜运输方式的实验探究(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
①需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，还有协助扩散。②消耗能量的运输方式除主动运输外，还有胞吞和胞吐。③从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，还有协助扩散。④影响协助扩散速率的因素除转运蛋白数量外，还有浓度差。⑤与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，还有载体蛋白的合成场所—核糖体。⑥胞吞或胞吐的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。⑦RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。
3 [浙江2021年1月·12，3分]下图为植物细胞质膜中H＋－ATP酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．H＋转运过程中H＋－ATP酶不发生形变B．该转运可使膜两侧H＋维持一定的浓度差C．抑制细胞呼吸不影响H＋的转运速率D．线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
【答案】B【解析】本题主要考查物质跨膜运输的方式。H＋转运过程中，H＋－ATP酶作为其载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；该转运方式为主动转运(主动运输)，其结果是使膜两侧H＋维持一定的浓度差，B正确；H＋的转运方式为主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要消耗能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H＋的转运速率，C错误；图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜上的电子传递链会生成ATP，故不会发生图示过程，D错误。
题型三 物质出入细胞方式的判断
5．[山东临沂滨河高级中学2022届月考]如图展示了不同物质进入细胞的几种方式，其中ATPase为ATP水解酶。下列有关叙述错误的是(　　)
A．物质①进入细胞的速率与膜两侧的浓度差有关，例如甘油进入皮肤细胞B．物质②进入细胞的速率与浓度差和能量有关，例如葡萄糖进入红细胞C．物质③进入细胞时，ATPase除催化ATP水解外，还具有载体的功能D．物质④进入细胞的方式为胞吞作用，主要运输一些大分子物质
【答案】B　【解析】分析题图可知，物质①进入细胞是从高浓度一侧到低浓度一侧，且不需要载体和能量，方式为自由扩散，自由扩散的速率主要与膜两侧的浓度差有关，例如甘油进入皮肤细胞，A正确；物质②进入细胞是从高浓度一侧到低浓度一侧，需要载体，不需要能量，方式为协助扩散，协助扩散的速率与浓度差和载体有关，与能量无关，红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，B错误；物质③进入细胞是从低浓度一侧到高浓度一侧，需要载体和能量，为主动运输，ATPase除能催化ATP水解外，还具有载体的功能，C正确；一些大分子物质进入细胞的方式为④胞吞作用，D正确。
6．[福建龙岩2022届阶段考]美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白而获得了诺贝尔奖。通道蛋白分为两大类：水通道蛋白和离子通道蛋白，阿格雷成功分离出了水通道蛋白，麦金农测出了K＋通道蛋白的立体结构。如图为肾小管上皮细胞重吸收水分的水通道蛋白和K＋通道蛋白的结构示意图。下列与通道蛋白有关的叙述，错误的是(　　)
A．水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中B．K＋通道蛋白运输物质的方式为协助扩散，不需要消耗ATPC．通道蛋白运输物质没有选择性，比通道直径小的物质可自由通过D．机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输
【答案】C　【解析】根据题图可知，水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中，A正确；分析题图可知，K＋通过K＋通道蛋白是从高浓度一侧向低浓度一侧运输，不需要消耗ATP，属于协助扩散，B正确；通道蛋白运输物质具有选择性，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，C错误；由题图可知，水分子和K＋的运输需要借助通道蛋白来实现，故机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输，D正确。
考法四　影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响：物质通过自由扩散运输时，浓度差越大，运输速率越大；物质通过协助扩散和主动运输方式运输时，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加是受载体数量的限制。
(2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响：主要影响协助扩散和主动运输，自由扩散不受载体数量的影响。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸来影响主动运输的速率。
①氧气含量不影响自由扩散与协助扩散的速率。②P点时，无氧呼吸为主动运输提供能量。③PQ段：随着氧气含量升高，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率也增大。④Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受转运蛋白种类和数量以及其他因素的限制，运输速率不再增加。⑤当横坐标为细胞呼吸强度且呼吸强度为0时，不能进行主动运输。
(4)温度对物质跨膜运输的影响：一方面温度通过影响分子运动而影响自由扩散，另一方面温度直接影响蛋白质的活性，从而影响协助扩散和主动运输，也可通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输。
(1)影响自由扩散的主要因素：细胞膜内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的主要因素：①细胞膜内外物质的浓度差；②细胞膜上转运蛋白的种类和数量。(3)影响主动运输的主要因素：①转运蛋白(核糖体)；②能量(细胞质基质和线粒体)。凡能影响细胞内能量产生的因素，都能影响主动运输，如氧气含量、温度等。
下列有关叙述正确的是(　　)A．ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞C．Cl－和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
4 [海南2020·18，3分]ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示。
【答案】D【解析】本题考查转运蛋白的相关知识。O2的跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体和能量，故ABC转运蛋白不会提高O2的跨膜运输速度，A错误；ABC转运蛋白需要消耗ATP水解释放的能量，因此其转运小分子物质的方式为主动运输，而葡萄糖顺浓度梯度进入细胞属于协助扩散，不消耗能量，B错误；每一种ABC转运蛋白运输的物质都具有特异性，故Cl－和氨基酸不能依赖同一种ABC转运蛋白进行跨膜运输，C错误；由题图可知，ABC转运蛋白需要消耗ATP水解释放的能量来转运小分子物质，若ATP水解受阻，就不能完成转运过程，D正确。
题型四 影响物质跨膜运输因素的分析
7．图甲、乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的物质被动运输过程，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1 000倍以上。下列叙述错误的是(　　)
A．通道蛋白介导的运输速率较快可能是因为不消耗ATPB．载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变C．载体蛋白介导的运输速率会受到载体蛋白数量的限制D．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性
【答案】A　【解析】据题意可知，图示载体蛋白和通道蛋白介导的运输方式都是被动运输，不需要消耗能量，A错误；载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异受体结构域，该结构域对被运载物有较强的亲和性，在协助转运被运载物的过程中，其空间结构会发生改变，B正确；载体蛋白介导的运输方式需要载体的协助，其运输速率会受载体蛋白数量的限制，C正确；载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性，D正确。8．A　【解析】甘油分子进出细胞的方式属于自由扩散，其动力是膜两侧的浓度差，与能量和载体无关，因此与其相符的图有①③⑤，A正确；葡萄糖进入红细胞的方式属于协助扩散，与浓度和载体有关，与能量无关，因此与其相符的图有②③⑥，B错误；K＋进入小球藻细胞的方式属于主动运输，与浓度、能量和载体有关，因此与其相符的图有②④⑥，C错误；蛋白质是大分子物质，其进出细胞的方式是胞吞和胞吐，与能量有关，因此与其相符的图只有④，D错误。
8．如图是几种物质进出细胞时运输速度与影响因素间的关系曲线图。下列与图示相关的叙述中，正确的是(　　)
A．与甘油进出细胞的方式相符的图有①③⑤B．与葡萄糖进入红细胞的方式相符的图有②④⑥C．与K＋进入小球藻细胞的方式相符的图有②④⑤D．与蛋白质进出细胞的方式相符的图有②③⑥
【答案】A　【解析】甘油分子进出细胞的方式属于自由扩散，其动力是膜两侧的浓度差，与能量和载体无关，因此与其相符的图有①③⑤，A正确；葡萄糖进入红细胞的方式属于协助扩散，与浓度和载体有关，与能量无关，因此与其相符的图有②③⑥，B错误；K＋进入小球藻细胞的方式属于主动运输，与浓度、能量和载体有关，因此与其相符的图有②④⑥，C错误；蛋白质是大分子物质，其进出细胞的方式是胞吞和胞吐，与能量有关，因此与其相符的图只有④，D错误。