第二單元細胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的運輸?shù)?課時

物質(zhì)進出細胞的方式及影響因素課標要求1.物質(zhì)進出細胞的方式(1)被動運輸①概念：物質(zhì)以

方式進出細胞，

消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。擴散不需要必備知識—學(xué)習(xí)筆記P37滲透≠擴散，擴散適用于各種物質(zhì)，滲透僅指溶劑分子。滲透是一種特殊的擴散。②類型轉(zhuǎn)運高低高低不需要蛋白不消耗①帶電粒子不能溶于磷脂，因此，即使是最簡單的H＋，也無法通過自由擴散方式進出磷脂雙分子層。②無機鹽離子的運輸方式不一定是主動運輸，如興奮產(chǎn)生和恢復(fù)過程中的Na＋內(nèi)流和K＋外流的方式均為協(xié)助擴散。提醒—學(xué)習(xí)筆記P372.協(xié)助擴散中轉(zhuǎn)運蛋白的類型載體蛋白類：只容許與

相適應(yīng)的分子或離子通過，而

且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生

的改變通道蛋白類只容許與自身通道的直徑和

相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子

與通道蛋白結(jié)合實例水分子可以借助水通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進出細胞細胞膜上的一些無機鹽離子的通道蛋白自身結(jié)合部位形狀自身構(gòu)象不需要必備知識—學(xué)習(xí)筆記P38轉(zhuǎn)運蛋白

(1)概念：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助物質(zhì)順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運蛋白。 (2)通道蛋白與載體蛋白的異同但通道蛋白具有開閉性區(qū)分被動運輸逆載體蛋白需要低高載體蛋白(2)主動運輸過程:①被運輸?shù)奈镔|(zhì)與膜上載體蛋白結(jié)合②在能量的推動下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（磷酸化），轉(zhuǎn)運并釋放③載體蛋白恢復(fù)原狀（去磷酸化），又可以去轉(zhuǎn)運同種物質(zhì)的其他離子或分子。1.主動運輸?shù)娜N類型歸納總結(jié)—學(xué)習(xí)筆記P39腎小管上皮細胞逆濃度重吸收葡萄糖時，沒有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。注：協(xié)同轉(zhuǎn)運類型中的轉(zhuǎn)運蛋白有同向協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白和反向協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白。細胞外細胞內(nèi)Na+H+載體蛋白的特點：①具有特異性（專一性）(一種載體蛋白只適合與一種或一類離子、分子結(jié)合或兩種不同的離子或分子結(jié)合在同一種載體蛋白的不同部位)②與被轉(zhuǎn)運的離子或分子結(jié)合③轉(zhuǎn)運過程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化④可重復(fù)利用⑤具有飽和性主動運輸代謝廢物對細胞有害必備知識—學(xué)習(xí)筆記P37病因：是一種常染色體隱性遺傳病患者肺部氣管上皮細胞表面轉(zhuǎn)運氯離子的載體蛋白(CFTR蛋白)的功能發(fā)生異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，造成細菌感染。囊性纖維化與社會的聯(lián)系—教材P70被動運輸與主動運輸?shù)谋容^1.被動運輸使細胞濃度差趨于一致，主動運輸使細胞內(nèi)外濃度差增大2.與主動運輸有關(guān)的細胞器：3.同一物質(zhì)進入不同細胞的方式不一定相同小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖紅細胞吸收葡萄糖線粒體、核糖體歸納總結(jié)觀察上述兩圖，說一說Na+和葡萄糖進出細胞的方式。4.同一物質(zhì)進出同一細胞的方式不一定相同5.主動運輸所需的能量不一定直接來自ATP也可來自勢能（間接來自ATP）歸納總結(jié)(3)胞吞、胞吐必備知識—學(xué)習(xí)筆記P37跨膜層數(shù)為0

(2)被動運輸和主動運輸主要體現(xiàn)了膜的選擇透過性，胞吞、胞吐主要體現(xiàn)了膜的流動性。2.胞吞、胞吐的易錯點(1)胞吐不是只能運輸大分子物質(zhì)，也可以運輸小分子物質(zhì)，如神經(jīng)遞質(zhì)。(2)被動運輸和主動運輸主要體現(xiàn)了膜的選擇透過性，胞吞、胞吐主要體現(xiàn)了膜的流動性。(3)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)是通過核孔進出細胞核的，而不是通過胞吞、胞吐的方式。(4)胞吞和胞吐過程中物質(zhì)通過的細胞膜層數(shù)是0。(5)胞吞和胞吐都不需要轉(zhuǎn)運蛋白，但需要膜上蛋白質(zhì)的參與，需要消耗細胞呼吸所釋放的能量。(6)胞吞形成的囊泡，在細胞內(nèi)可以被溶酶體降解。歸納總結(jié)—學(xué)習(xí)筆記P40“三看法”快速判定物質(zhì)出入細胞的方式提醒①小分子物質(zhì)的運輸方式不一定都是被動運輸或主動運輸，如神經(jīng)遞質(zhì)的釋放方式是胞吐。②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式運輸?shù)?，如RNA和蛋白質(zhì)可通過核孔出入細胞核。③無機鹽離子的運輸方式不一定是主動運輸，如興奮產(chǎn)生過程中的K＋外流和Na＋內(nèi)流的方式均為協(xié)助擴散。3.影響物質(zhì)跨膜運輸速率因素的分析(1)物質(zhì)濃度自由擴散轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助擴散或主動運輸必備知識—學(xué)習(xí)筆記P38(2)O2濃度自由擴散或協(xié)助擴散主動運輸(3)溫度流動性一、探究耐鹽堿植物的水策略——耐鹽堿植物根細胞膜上有大量的水通道蛋白生物膜上存在協(xié)助水分子通過的通道蛋白。1.比較生物膜和人工膜(雙層磷脂)對多種物質(zhì)的通透性，結(jié)果如圖。請解釋生物膜對水分子通透性大于人工膜的原因。關(guān)鍵能力—學(xué)習(xí)筆記P72.請選用下面的材料、儀器和技術(shù)，設(shè)計巧妙的方法，通過測定水通透速率來證明蛋白A參與了水的跨膜運輸。將爪蟾卵母細胞隨機均分為兩組，一組不作處理，向另一組細胞內(nèi)注入(顯微注射技術(shù))蛋白A的mRNA，兩組細胞在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一定時間后，轉(zhuǎn)入到低滲溶液中并分別測定細胞的水通透速率，結(jié)果：注入蛋白AmRNA的一組細胞水通透速率高于不作處理的一組。3.探究物質(zhì)跨膜運輸方式的實驗設(shè)計思路(1)探究是主動運輸還是被動運輸(2)探究是自由擴散還是協(xié)助擴散歸納總結(jié)—學(xué)習(xí)筆記P40二、探究耐鹽堿植物的鹽策略1.檉柳是強耐鹽植物，其根部吸收無機鹽離子(如：Ca2＋、K＋)是主動運輸還是被動運輸？如果要設(shè)計實驗加以證明，請完善實驗思路：取甲、乙兩組

的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2＋、K＋的溶液中；甲組給予正常的細胞呼吸條件，乙組

；一段時間后測定兩組植株根系對Ca2＋、K＋的吸收速率，若兩組植株對Ca2＋、K＋的吸收速率

，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽為被動運輸；若_____________________________________，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽是主動運輸。生長狀態(tài)基本相同抑制細胞呼吸相同乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率2.細胞質(zhì)中積累的Na＋會抑制胞質(zhì)酶的活性，植物根部細胞通過多種“策略”降低細胞質(zhì)中Na＋濃度，從而降低鹽脅迫的損害，部分生理過程如圖所示。(1)請據(jù)圖在表中歸納概括與耐鹽植物抗逆性相關(guān)的物質(zhì)跨膜運輸方式。物質(zhì)跨膜運輸方式自由擴散協(xié)助擴散主動運輸圖中實例水經(jīng)磷脂雙分子層進入細胞________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________水經(jīng)通道蛋白進入細胞、H＋經(jīng)載體蛋白從細胞外或液泡進入細胞質(zhì)、Na＋經(jīng)通道蛋白進入細胞質(zhì)H＋經(jīng)載體蛋白運至細胞外或液泡內(nèi)、Na＋經(jīng)載體蛋白由細胞質(zhì)運至細胞外或液泡內(nèi)(2)據(jù)圖可知，圖示各結(jié)構(gòu)中H＋濃度存在明顯差異，這種差異主要由位于_____

上的H＋－ATP泵來維持。此過程中，H＋－ATP泵作為載體蛋白在轉(zhuǎn)運H＋時發(fā)生的變化是什么？這種離子跨膜運輸方式對于細胞的意義是什么？細胞膜和液泡膜ATP水解釋放的磷酸基團使載體蛋白發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變。通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)，從而保證細胞和個體生命活動的需要。(3)H＋的這種分布特點可將Na＋轉(zhuǎn)運到胞外或液泡內(nèi)，Na＋轉(zhuǎn)運到胞外或液泡內(nèi)是由_________________________________所驅(qū)動的。若使用ATP抑制劑處理細胞，Na＋的排出量會明顯減少，其原因是什么？細胞膜或液泡膜兩側(cè)的H＋濃度差Na＋的運輸能量來自H＋的電化學(xué)梯度，使用ATP抑制劑處理導(dǎo)致ATP合成量減少，排出H＋量減少，膜內(nèi)外H＋濃度梯度降低，使得轉(zhuǎn)運蛋白排出Na＋量減少。(4)耐鹽植物的根細胞膜對無機鹽離子具有選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是___________

，轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化。(5)有分析認為，大量Na＋進入植物根細胞也可提高耐鹽植物根細胞的吸水能力，其機理是

，有利于根細胞對水分的吸收。細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量大量的Na＋進入細胞提高了細胞液濃度(6)據(jù)圖分析，鹽脅迫條件下，植物根部細胞降低Na＋毒害的“策略”是_______

。(7)某耐鹽堿植物的葉片背面有一粒粒白色的鹽分結(jié)晶，它們是由鹽腺細胞中大量的小囊泡經(jīng)過膜融合過程分泌出來的，該過程體現(xiàn)了細胞膜的

性。請問：該過程中被轉(zhuǎn)運的物質(zhì)一定是大分子物質(zhì)嗎？不一定，該過程中被轉(zhuǎn)運的物質(zhì)是小分子物質(zhì)。使Na＋進入液泡或排出細胞流動(1)物質(zhì)進出細胞方式中的被動運輸過程與膜蛋白無關(guān)(

)(2)腎小管上皮細胞通過主動運輸方式重吸收氨基酸(

)(3)胰島B細胞分泌胰島素不需要消耗能量(2021·福建，2C)(

)(4)日常生活中手上涂抹的護膚甘油進入皮膚細胞的過程屬于自由擴散()(2)消化酶需要細胞膜上相應(yīng)的載體協(xié)助，才能被分泌到細胞外()(3)人體不同細胞吸收葡萄糖的方式都是協(xié)助擴散()(4)物質(zhì)通過通道蛋白的運輸速率與細胞的能量供應(yīng)有關(guān)()(5)主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細胞的正常代謝()(6)人紅細胞吸收膽固醇與吸收葡萄糖的相同點是均需要載體蛋白的協(xié)助()(7)同種物質(zhì)進出同一細胞的方式一定相同()√××判斷正誤—學(xué)習(xí)筆記P38√××××××考向一辨析水通道蛋白1.(2024·黑吉遼，18改編)研究人員對小鼠進行致病性大腸桿菌接種，構(gòu)建腹瀉模型。用某種草藥進行治療，發(fā)現(xiàn)草藥除了具有抑菌作用外，對于空腸、回腸黏膜細胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相對表達量也有影響，結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是A.水的吸收以自由擴散為主、水通道蛋白的協(xié)助

擴散為輔B.模型組空腸黏膜細胞對腸腔內(nèi)水的吸收減少，引起腹瀉C.治療后空腸、回腸AQP3相對表達量提高，緩解腹瀉，減少致病菌排放D.治療后回腸AQP3相對表達量高于對照組，可使回腸對水的轉(zhuǎn)運增加√遷移應(yīng)用—學(xué)習(xí)筆記P402.(2022·遼寧，9)水通道蛋白(AQP)是一類細胞膜通道蛋白。檢測人唾液腺正常組織和水腫組織中3種AQP基因mRNA含量，發(fā)現(xiàn)AQP1和AQP3基因mRNA含量無變化，而水腫組織AQP5基因mRNA含量是正常組織的2.5倍。下列敘述正確的是A.人唾液腺正常組織細胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同B.AQP蛋白與水分子可逆結(jié)合，轉(zhuǎn)運水進出細胞不需要消耗ATPC.檢測結(jié)果表明，只有AQP5蛋白參與人唾液腺水腫的形成D.正常組織與水腫組織的水轉(zhuǎn)運速率不同，與AQP蛋白的數(shù)量有關(guān)√考向二物質(zhì)跨膜運輸方式的判斷3.(2024·甘肅，2)維持細胞的Na＋平衡是植物的耐鹽機制之一。鹽脅迫下，植物細胞膜(或液泡膜)上的H＋－ATP酶(質(zhì)子泵)和Na＋－H＋逆向轉(zhuǎn)運蛋白可將Na＋從細胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)運到細胞外(或液泡中)，以維持細胞質(zhì)基質(zhì)中的低Na＋水平(見圖)。下列敘述錯誤的是A.細胞膜上的H＋－ATP酶磷酸化時

伴隨著空間構(gòu)象的改變B.細胞膜兩側(cè)的H＋濃度梯度可以驅(qū)

動Na＋轉(zhuǎn)運到細胞外C.H＋－ATP酶抑制劑會干擾H＋的轉(zhuǎn)運，但不影響Na＋轉(zhuǎn)運D.鹽脅迫下Na＋－H＋逆向轉(zhuǎn)運蛋白的基因表達水平可能提高√4.(2024·貴州，4)茶樹根細胞膜上的硫酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白可轉(zhuǎn)運硒酸鹽。硒酸鹽被根細胞吸收后，隨著植物的生長，吸收的大部分硒與胞內(nèi)蛋白結(jié)合形成硒蛋白，硒蛋白轉(zhuǎn)移到細胞壁中儲存。下列敘述錯誤的是A.硒酸鹽以離子的形式才能被根細胞吸收B.硒酸鹽與硫酸鹽進入細胞可能存在競爭關(guān)系C.硒蛋白從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運到細胞壁需轉(zhuǎn)運蛋白D.利用呼吸抑制劑可推測硒酸鹽的吸收方式√考向三影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩胤治?.(2023·湖北，15)心肌細胞上廣泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交換體(轉(zhuǎn)入Na＋的同時排出Ca2＋)，兩者的工作模式如圖所示。已知細胞質(zhì)中鈣離子濃度升高可引起心肌收縮。某種藥物可以特異性阻斷細胞膜上的Na＋－K＋泵。關(guān)于該藥物對心肌細胞的作用，下列敘述正確的是A.心肌收縮力下降B.細胞內(nèi)液的鉀離子濃度升高C.動作電位期間鈉離子的內(nèi)流量減少D.細胞膜上Na＋－Ca2＋交換體的活動加強√√一、過教材1.下列關(guān)于被動運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是A.自由擴散和協(xié)助擴散都是順濃度梯度運輸，都不需要細胞提供能量和轉(zhuǎn)運蛋白，

因此屬于被動運輸B.氣體以及甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子進出細胞的方式是自由擴散C.小分子或離子都可以通過自由擴散進入細胞D.人的紅細胞吸收葡萄糖的過程，需要載體蛋白和ATP供能E.在一定范圍內(nèi)，水分子以協(xié)助擴散方式跨膜運輸?shù)乃俾蚀笥谧杂蓴U散F.被動運輸可以降低膜兩側(cè)的濃度差G.轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量一般不會影響協(xié)助擴散的運輸速率H.物質(zhì)通過脂質(zhì)雙分子層的擴散速率與脂溶性有關(guān)√√√√查落實固基礎(chǔ)—學(xué)習(xí)筆記P412.下列關(guān)于主動運輸及物質(zhì)進出細胞速率的影響因素的敘述，錯誤的是A.一般情況下，主動運輸?shù)奈镔|(zhì)分子從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)B.主動運輸需要消耗能量，能量都是由線粒體提供的C.主動運輸可保證活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需

要的物質(zhì)D.主動運輸可以使被運輸離子在細胞內(nèi)外濃度趨于相同E.如果X跨膜運輸?shù)姆绞绞亲杂蓴U散，則在一定范圍內(nèi)，其運輸速率與

物質(zhì)濃度成正比F.如果X(氧氣除外)跨膜運輸?shù)姆绞绞潜粍舆\輸，則其運輸速率與氧氣濃

度無關(guān)√√G.在一定范圍內(nèi)，甘氨酸進入小腸上皮細胞的速率與載體蛋白數(shù)量呈正

相關(guān)H.同一種物質(zhì)進出不同細胞時，運輸方式可能不同I.自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸均能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性J.在大分子或顆粒物的跨膜運輸過程中，胞吞、胞吐是普遍存在的現(xiàn)象，

這個過程不需要膜蛋白的參與K.細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)的變化，對許

多物質(zhì)的跨膜運輸起著決定性的作用，這是細胞膜具有選擇透過性的

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)√3.下列關(guān)于轉(zhuǎn)運蛋白的說法，正確的是A.轉(zhuǎn)運蛋白包括載體蛋白和通道蛋白兩種類型B.通道蛋白跨膜運輸物質(zhì)不消耗能量，載體蛋白跨膜運輸物質(zhì)都消耗能量C.載體蛋白在每次轉(zhuǎn)運時會發(fā)生自身構(gòu)象的改變D.通道蛋白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，分子或離子通過通道蛋白時，需要和通道蛋白結(jié)合E.載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過√√√二、過高考1.(2022·海南，16節(jié)選)細胞膜上存在的多種蛋白質(zhì)參與細胞的生命活動?；卮鹣铝袉栴}：(1)細胞膜上的H＋－ATP酶是一種轉(zhuǎn)運H＋的載體蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解釋放的能量將H＋泵出細胞，導(dǎo)致細胞外的pH

；此過程中，H＋－ATP酶作為載體蛋白在轉(zhuǎn)運H＋時發(fā)生的變化是____________

。降低載體蛋白發(fā)生磷酸化，自身構(gòu)象改變(導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變)(2)植物根細胞借助細胞膜上的轉(zhuǎn)運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，酶的活性降低，抑制根細胞的呼吸作用，使根細胞產(chǎn)生的能量減少，而磷酸鹽的吸收方式為主動運輸，需要消耗能量2.(2021·全國甲，29)植物的根細胞