備考2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)講義第二章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的運(yùn)輸課時(shí)4物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素

課時(shí)4物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接1.舉例說明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不需要額外提供能量；有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要能量和載體蛋白；2.舉例說明大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素2023：遼寧T4、湖南T14、全國甲T1、浙江1月T4；2022：海南T16（2）（3）（5）、湖北T4、全國乙T29、山東T3、遼寧T9B；2021：北京T19、全國甲T29（2）（3）、山東T2、河北T4、江蘇T3、浙江1月T12；2020：海南T18、浙江1月T5、江蘇T5、山東T8；2019：海南T27、全國ⅡT31.科學(xué)思維——?dú)w納與概括：比較主動(dòng)運(yùn)輸、自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和胞吞、胞吐等概念，歸納幾種物質(zhì)出入細(xì)胞方式的過程及其影響因素。2.社會(huì)責(zé)任——將物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐或生活中，培養(yǎng)考生的社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)命題分析預(yù)測(cè)1.高考對(duì)本部分的考查多以選擇題的形式呈現(xiàn)，通過一些實(shí)例分析物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及其影響因素，以及比較不同運(yùn)輸方式之間的異同，但有時(shí)候也會(huì)以非選擇題的形式呈現(xiàn)。2.預(yù)計(jì)2025年高考會(huì)以文字表述、模式圖為載體考查物質(zhì)出入細(xì)胞方式的判斷及影響因素1.物質(zhì)出入細(xì)胞的方式（1）小分子和離子的跨膜運(yùn)輸方式物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散圖例運(yùn)輸方向高濃度→低濃度低濃度→高濃度特點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[1]不需要[3]需要[5]需要消耗能量[2]不需要[4]不需要[6]需要舉例O2、CO2、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖靜息電位恢復(fù)過程中K＋進(jìn)入細(xì)胞、Na＋出細(xì)胞教材補(bǔ)遺[必修1P66“旁欄思考”]甘油、乙醇等分子能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，是因?yàn)楦视汀⒁掖嫉榷际侵苄晕镔|(zhì)，與磷脂分子有較強(qiáng)的親和力，容易通過磷脂雙分子層出入細(xì)胞。辨析項(xiàng)目載體蛋白通道蛋白不同點(diǎn)參與的運(yùn)輸方式協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散是否與被運(yùn)輸物質(zhì)相結(jié)合結(jié)合不結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過自身構(gòu)象變化變化變化相同點(diǎn)①均為蛋白質(zhì)；②均分布在細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)中；③均控制特定物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，具有特異性（2）大分子和顆粒性物質(zhì)出入細(xì)胞的方式物質(zhì)出入細(xì)胞的方式胞吞胞吐圖例運(yùn)輸方向胞外→胞內(nèi)胞內(nèi)→胞外特點(diǎn)物質(zhì)通過囊泡轉(zhuǎn)移，[7]不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但[8]消耗（需要）能量舉例吞噬細(xì)胞吞噬抗原分泌蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)等的分泌影響因素與細(xì)胞代謝有關(guān)的因素等提醒明辨物質(zhì)運(yùn)輸?shù)摹安灰欢ā保?）小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式不一定都是被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸，如神經(jīng)遞質(zhì)的釋放方式主要是胞吐。（2）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式運(yùn)輸?shù)?，如RNA和蛋白質(zhì)可通過核孔出入細(xì)胞核。（3）需要消耗能量的運(yùn)輸方式不一定就是主動(dòng)運(yùn)輸，胞吞和胞吐也消耗能量。教材補(bǔ)遺（1）[必修1P70“與社會(huì)的聯(lián)系”]囊性纖維化發(fā)生的一種主要原因是患者肺部支氣管上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常。（2）[必修1P71“相關(guān)信息”]胞吞形成的囊泡，在細(xì)胞內(nèi)可以被溶酶體降解。（3）[必修1P72“與社會(huì)的聯(lián)系”]變形蟲既能通過胞吞攝取單細(xì)胞生物等食物，又能通過胞吐排出食物殘?jiān)蛷U物。在人體腸道內(nèi)寄生的一種變形蟲——痢疾內(nèi)變形蟲，能通過胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的腸壁組織，通過胞吞作用“吃掉”腸壁組織細(xì)胞。2.不同因素對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懀?）濃度差（2）氧氣濃度 A.自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散B.主動(dòng)運(yùn)輸C.主動(dòng)運(yùn)輸（3）溫度（影響所有運(yùn)輸方式）3.利用各運(yùn)輸方式的特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)出入細(xì)胞的方式（1）探究是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸（2）探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散基礎(chǔ)自測(cè)1.日常生活中，手上涂抹的護(hù)膚甘油進(jìn)入皮膚細(xì)胞的過程屬于自由擴(kuò)散。（√）2.植物主動(dòng)運(yùn)輸無機(jī)鹽離子的過程只發(fā)生在活細(xì)胞中。（√）3.分子或離子通過通道蛋白時(shí)，需要與通道蛋白結(jié)合。（×）4.影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素相同。（×）5.主動(dòng)運(yùn)輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細(xì)胞的正常代謝。（×）6.若某物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外需要消耗能量，則這個(gè)過程可能不需要載體蛋白的參與。（√）7.溫度會(huì)影響酶的活性，影響ATP的合成，從而影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾剩挥绊懕粍?dòng)運(yùn)輸。（×）8.葡萄糖是機(jī)體能量的重要來源，能經(jīng)自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜[2023新課標(biāo)，T1B]。（×）9.動(dòng)物細(xì)胞中某消化酶的分泌通過細(xì)胞的胞吞作用實(shí)現(xiàn)[2022浙江6月，T7D改編]。（×）情境應(yīng)用1.淡水中生活的草履蟲能通過伸縮泡排出細(xì)胞內(nèi)過多的水分，以防止細(xì)胞漲破。如果將這種草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測(cè)其伸縮泡的伸縮情況，分別會(huì)發(fā)生什么變化？提示若放入蒸餾水中，其伸縮泡的伸縮頻率加快；若放入海水中，則伸縮頻率減慢。2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常給農(nóng)田適時(shí)松土，這有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對(duì)無機(jī)鹽的吸收。試分析這么做的原因。提示適時(shí)松土→增加土壤中氧氣含量→利于根系有氧呼吸→利于根系細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收無機(jī)鹽。深度思考1.舉例說明同一種物質(zhì)能通過不同的方式進(jìn)出細(xì)胞。提示人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散，腎小管細(xì)胞重吸收葡萄糖的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。神經(jīng)細(xì)胞吸收鉀離子的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，而神經(jīng)細(xì)胞維持靜息電位時(shí)鉀離子外流的方式是協(xié)助擴(kuò)散。2.果脯在腌制過程中變甜，是細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收糖分的結(jié)果嗎？說明理由。提示不是。腌制果脯時(shí)，細(xì)胞外液濃度過高，細(xì)胞失水死亡，細(xì)胞膜失去選擇透過性，糖分大量進(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致果脯變甜。3.根據(jù)通道蛋白和載體蛋白的作用特點(diǎn)，推測(cè)兩種物質(zhì)運(yùn)輸速率的高低。提示物質(zhì)通過通道蛋白時(shí)，不需要與通道蛋白結(jié)合，物質(zhì)運(yùn)輸速率較高；載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)時(shí)，載體蛋白需與物質(zhì)相結(jié)合，并發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的改變，物質(zhì)運(yùn)輸速率較低。4.被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞、胞吐分別體現(xiàn)了膜的什么特性？提示被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸主要體現(xiàn)了膜的選擇透過性，胞吞和胞吐主要體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。5.影響離子泵逆濃度梯度運(yùn)輸離子的主要外界因素有O2濃度、溫度，其依據(jù)是什么？提示離子泵逆濃度梯度運(yùn)輸離子消耗ATP，O2濃度可以影響有氧呼吸，進(jìn)而影響ATP的產(chǎn)生，最終影響離子泵逆濃度梯度運(yùn)輸離子；溫度通過影響載體蛋白的運(yùn)動(dòng)和酶的活性等影響離子泵逆濃度梯度運(yùn)輸離子。研透高考明確方向命題點(diǎn)1物質(zhì)出入細(xì)胞方式的判斷1.[2023全國甲]物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞都需要經(jīng)過細(xì)胞膜。下列有關(guān)人體內(nèi)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯_的是（B）A.乙醇是有機(jī)物，不能通過自由擴(kuò)散方式跨膜進(jìn)入細(xì)胞B.血漿中的K＋進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)需要載體蛋白并消耗ATPC.抗體在漿細(xì)胞內(nèi)合成時(shí)消耗能量，其分泌過程不耗能D.葡萄糖可通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)荒芡ㄟ^協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞解析乙醇屬于有機(jī)小分子，可以通過自由擴(kuò)散方式跨膜進(jìn)入細(xì)胞，A錯(cuò)誤；血漿中的K＋進(jìn)入紅細(xì)胞的方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體蛋白并消耗能量，B正確；抗體在漿細(xì)胞內(nèi)合成時(shí)消耗能量，分泌到細(xì)胞外的過程也消耗能量，C錯(cuò)誤；葡萄糖可通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，如葡萄糖能通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入紅細(xì)胞，D錯(cuò)誤。2.[2023浙江1月]纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，可結(jié)合在微生物的細(xì)胞膜上，將K＋運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外（如圖所示），降低細(xì)胞內(nèi)外的K＋濃度差，使微生物無法維持細(xì)胞內(nèi)離子的正常濃度而死亡。下列敘述正確的是（A）A.纈氨霉素順濃度梯度運(yùn)輸K＋到膜外B.纈氨霉素為運(yùn)輸K＋提供ATPC.纈氨霉素運(yùn)輸K＋與質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)無關(guān)D.纈氨霉素可致噬菌體失去侵染能力解析細(xì)胞內(nèi)的K＋濃度高于細(xì)胞外的，因此K＋被纈氨霉素運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外屬于順濃度梯度運(yùn)輸，A正確；K＋被纈氨霉素運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過程不需要消耗能量，B錯(cuò)誤；纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，與K＋結(jié)合后可以穿過磷脂雙分子層，因此纈氨霉素運(yùn)輸K＋與質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，C錯(cuò)誤；噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此纈氨霉素對(duì)噬菌體不起作用，D錯(cuò)誤。命題變式[題干拓展型]上述題干信息不變，且已知纈氨霉素是由12個(gè)氨基酸組成的環(huán)形多肽，下列敘述正確的是（C）A.纈氨霉素的分子結(jié)構(gòu)中共含有11個(gè)肽鍵B.細(xì)胞膜的選擇透過性使得纈氨霉素能夠發(fā)揮運(yùn)輸K＋的作用C.纈氨霉素的作用類似載體蛋白D.纈氨霉素同時(shí)具有運(yùn)輸K＋和催化ATP水解的作用解析由題意可知，纈氨霉素是由12個(gè)氨基酸組成的環(huán)形多肽，其分子結(jié)構(gòu)中共含有12個(gè)肽鍵，A錯(cuò)誤。纈氨霉素能結(jié)合在細(xì)胞膜上且在磷脂雙分子層間移動(dòng)，將K＋運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外進(jìn)而導(dǎo)致微生物細(xì)胞死亡，該過程與生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性有關(guān)，B錯(cuò)誤。加入纈氨霉素后，K＋可從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，說明纈氨霉素的作用類似于載體蛋白，C正確。纈氨霉素具有運(yùn)輸K＋的作用，但據(jù)題干信息無法判斷纈氨霉素是否能夠催化ATP水解，D錯(cuò)誤。通性通法三看法快速判定物質(zhì)出入細(xì)胞的方式命題點(diǎn)2影響物質(zhì)出入細(xì)胞方式的因素分析3.[高考組合，4分]（1）[2021全國甲，T29（3）]細(xì)胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯度進(jìn)入植物的根細(xì)胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細(xì)胞對(duì)K＋的吸收速率降低，原因是根細(xì)胞吸收K＋的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，呼吸抑制劑使細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量減少。（2）[2022海南，T16（5）]植物根細(xì)胞借助細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白逆濃度梯度吸收磷酸鹽，不同溫度下吸收速率的變化趨勢(shì)如圖。與25℃相比，4℃條件下磷酸鹽吸收速率低的主要原因是溫度降低使細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性降低，呼吸速率減慢，為主動(dòng)運(yùn)輸提供的能量減少。解析（1）由細(xì)胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯度進(jìn)入植物的根細(xì)胞可判斷，根細(xì)胞吸收K＋的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，該方式不僅需要載體蛋白，還需要消耗能量。在有呼吸抑制劑的條件下，細(xì)胞呼吸受抑制，提供的能量減少，因此，根細(xì)胞對(duì)K＋的吸收速率降低。（2）植物根細(xì)胞吸收磷酸鹽的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白協(xié)助，需要消耗能量。與25℃相比，4℃條件下，與呼吸作用有關(guān)的酶的活性降低，細(xì)胞呼吸速率減慢，為主動(dòng)運(yùn)輸提供的能量減少，從而使根細(xì)胞吸收磷酸鹽的速率下降。4.[2022全國乙節(jié)選，4分]農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物生長所需的氮素可以NO3－的形式由根系從土壤中吸收。一定時(shí)間內(nèi)作物甲和作物乙的根細(xì)胞吸收NO3－（1）O2濃度大于a時(shí)作物乙吸收NO3－的速率不再增加，推測(cè)其原因是（作物乙根細(xì)胞的）細(xì)胞膜上運(yùn)輸NO（2）據(jù)圖可知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為促進(jìn)農(nóng)作物根對(duì)NO3－的吸收利用，可以采取的措施是中耕松土（或促進(jìn)根系進(jìn)行有氧呼吸等）（答出1點(diǎn)即可解析（1）根細(xì)胞吸收NO3－的運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，并且需要消耗能量，當(dāng)O2濃度大于a時(shí)，作物乙吸收NO3－的速率不再增加，其原因是載體蛋白的數(shù)量有限。（2）命題變式[結(jié)論拓展型]（1）農(nóng)作物能選擇性地吸收NO3－，說明細(xì)胞膜具有（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在農(nóng)田施肥的同時(shí)，還需要適當(dāng)灌溉，其原因是肥料中的無機(jī)鹽只有溶解在水中才能被作物根系吸收，且只施肥易造成“燒苗”。（3）農(nóng)作物根細(xì)胞吸收NO3－的速率除與O2濃度有關(guān)，還與NO3－的濃度有關(guān)，如圖是農(nóng)作物甲吸收NO①b點(diǎn)時(shí)影響離子吸收速率的主要因素是NO3－②c點(diǎn)時(shí)離子吸收速率不再增大的主要原因是載體蛋白數(shù)量有限。命題點(diǎn)3物質(zhì)出入細(xì)胞方式的有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)分析5.為探究某泌鹽植物的泌鹽方式是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸，某興趣小組設(shè)計(jì)了甲（實(shí)驗(yàn)組）、乙（對(duì)照組）兩組實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后測(cè)定植物泌鹽量。下列敘述錯(cuò)誤的是（C）A.甲、乙兩組應(yīng)選擇生長狀況相似的植物為實(shí)驗(yàn)材料B.乙組葉肉細(xì)胞正常呼吸，甲組施用細(xì)胞呼吸抑制劑C.若測(cè)得甲、乙泌鹽量相同，則泌鹽方式為自由擴(kuò)散D.若測(cè)得甲組植物的泌鹽量小于乙組，則泌鹽方式為主動(dòng)運(yùn)輸解析該實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)材料為無關(guān)變量，因此甲、乙兩組應(yīng)選擇生長狀況相似的植物為實(shí)驗(yàn)材料，A正確。乙組為對(duì)照組，不進(jìn)行處理；甲組為實(shí)驗(yàn)組，需進(jìn)行處理。被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)闹饕獏^(qū)別在于后者需要消耗能量，因此乙組細(xì)胞正常呼吸，甲組施用細(xì)胞呼吸抑制劑，因?yàn)榧?xì)胞呼吸抑制劑能使主動(dòng)運(yùn)輸速率受影響，但不影響被動(dòng)運(yùn)輸速率，B正確。若甲、乙泌鹽量相同，則泌鹽方式為被動(dòng)運(yùn)輸，但不能區(qū)分是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散，C錯(cuò)誤。若測(cè)得甲組植物的泌鹽量小于乙組，說明植物泌鹽過程需要能量的供應(yīng)，則泌鹽方式為主動(dòng)運(yùn)輸，D正確。6.[8分]科學(xué)家在研究Na＋通過細(xì)胞膜（只考慮Na＋由細(xì)胞內(nèi)通過細(xì)胞膜到細(xì)胞外的情況）的運(yùn)輸方式時(shí)做了如下實(shí)驗(yàn)：向槍烏賊的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)注入微量的24Na＋，在不同的條件下，分別檢測(cè)神經(jīng)細(xì)胞周圍溶液中的24Na＋。實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象如表所示。組別實(shí)驗(yàn)方法觀察到的現(xiàn)象1向槍烏賊的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)注入微量的24Na＋——神經(jīng)細(xì)胞周圍溶液中出現(xiàn)24Na＋2向槍烏賊的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)注入微量的24Na＋加入甲藥物—神經(jīng)細(xì)胞周圍溶液中沒有出現(xiàn)24Na＋3向槍烏賊的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)注入微量的24Na＋加入甲藥物加入ATP神經(jīng)細(xì)胞周圍溶液中出現(xiàn)24Na＋4向槍烏賊的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)注入微量的24Na＋加入乙藥物加入ATP神經(jīng)細(xì)胞周圍溶液中沒有出現(xiàn)24N