细胞与能量、物质出入细胞的方式

考点二物质出入细胞的方式及影响因素
1.被动运输
(1)概念：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散。

(2)两种类型
2.主动运输
(1)方向：一般情况下物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧。

(2)特点：需要载体蛋白协助，还需要消耗能量。

(3)生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

(4)不同跨膜运输方式的实例[连线]：
3.胞吞和胞吐
(1)胞吞：
①概念：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。

然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。

②实例：白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬有机颗粒。

(2)胞吐：
①概念：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。

②实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。

1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式。

细胞物质出入细胞的方式细胞物质出入细胞的方式2011年08月06日1细胞内的吸能反应和放能反应a 吸能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能高。

如人体细胞中葡萄糖合成糖元就是一种吸能反应。

放能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能低。

所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化也称为细胞呼吸。

2ATP的化学组成和特点a ATP的化学组成ATP由一个核糖、一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成的。

其中A代表腺苷由一个核糖和一个腺嘌呤组成T代表3个P代表磷酸基团。

所以ATP也叫做腺苷三磷酸。

ATP的特点一个ATP含一个腺苷和三个磷酸基团这是它的组成特点同时ATP还含有高能磷酸键一分子ATP中含有两个高能磷酸键其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。

当远离腺苷的那个高能磷酸键水解时则ATP就变成了ADP当ADP得到能量时又能重新形成高能磷酸键形成ATP。

ATP 在细胞内含量很少但在细胞内的转化速度很快。

ATP和ADP相互转化的过程和意义这个过程储存能量这个过程释放能量ATP与ADP的相互转化ATP 酶ADP Pi能量1molATP水解释放30.54KJ能量方程从左到右时能量代表释放的能量用于一切生命活动。

方程从右到左时能量代表转移的能量动物中为呼吸作用转移的能量。

植物中来自光合作用和呼吸作用。

注在ATP 和ADP转化过程中物质是可逆能量是不可逆的意义能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通ATP是细胞里的能量流通的能量“通货” 9物质出入细胞的方式1扩散和渗透的过程b 扩散是指分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。

扩散达到平衡时分子仍继续运动且维持着平衡状态。

渗透是指水分子通过膜的扩散称为渗透。

水分子总是从分子数相对较多的一侧进入水分子相对较少的一侧。

即水分子扩散总是从较低浓度→较高浓度。

扩散和渗透都是物理现象。

渗透作用的条件①有半透膜存在②半透膜两边均为液态且存在浓度差半透膜的特点大分子物质不可以透过小分子物质如水可以透过。

第2节物质出入的方式——钠钾泵1、Na-K泵的组成和作用方式2、钠钾泵的工作原理和作用3、钠钾泵与神经的生物电现象4、Na-K泵与疾病5、Na-K泵的前景展望英文名称：sodium potassium pump中文名称：钠钾泵,钠钾帮浦名词解释：会使细胞外的NA+浓度高于细胞内，当NA+顺着浓度差进入细胞时，会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。

原理：钠离子出膜，钾离子进膜，保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。

作用：细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件；防止细胞水肿；势能贮备。

Na-K泵的组成和作用方式Na—K泵由α、β两亚基组成。

α亚基为分子量约120KD的跨膜蛋白，既有Na、K结合位点，又具ATP酶活性，因此Na—K泵又称为Na—K—ATP酶。

β亚基为小亚基，是分子量约50KD的糖蛋白。

一般认为Na—K泵首先在膜内侧与细胞内的Na结合，ATP酶活性被激活后，由ATP水解释放的能量使“泵〞本身构象改变，将Na输出细胞；与此同时，“泵〞与细胞膜外侧的K结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K输入细胞内。

研究说明，每消耗1个ATP分子，可使细胞内减少3个Na并增加2个K。

细胞膜钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes(1955)所发现.1957年Skou发现了Na+-K+ ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关.钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:1.正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联.2.泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.3.Na+-Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.4.K+-K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.5.依赖ATP水解,解偶联使Na+排出.钠钾泵的工作原理和作用Na+-K+泵——实际上就是Na+-K+ATP酶,存在于动,植物细胞质膜上,它有大小两个亚基,大亚基催化ATP水解,小亚基是一个糖蛋白.Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+,K+的亲和力发生变化.大亚基以亲Na+态结合Na+后,触发水解ATP.每水解一个ATP释放的能量输送3个Na+到胞外,同时摄取2个K+入胞,造成跨膜梯度和电位差,这对神经冲动传导尤其重要,Na+-K+泵造成的膜电位差约占整个神经膜电压的80%.假设将纯化的N a+-K+泵装配在红细胞膜囊泡(血影)上,人为地增大膜两边的Na+,K+梯度到一定程度,当梯度所持有的能量大于ATP水解的化学能时,Na+,K+会反向顺浓差流过Na+-K+泵,同时合成ATP.钠钾泵的一个特性是他对离子的转运循环依赖自磷酸化过程,ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上,导致构象的变化.通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type,与之相类似的还有钙泵和质子泵.它们组成了功能与结构相似的一个蛋白质家族.Na-K泵作用是:①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积;②维持低Na+高K+的细胞内环境,维持细胞的静息电位.乌本苷(ouabain),地高辛(digoxin)等强心剂能抑制心肌细胞Na+-K+泵的活性;从而降低钠钙交换器效率,使内流钙离子增多,加强心肌收缩,因而具有强心作用.钠钾泵与神经的生物电现象静息电位产生机制静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。

第6课时物质出入细胞的方式及影响因素课标要求 1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。

2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。

1．物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散图例运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度胞外→胞内胞内→胞外是否需要转运蛋白否是是否是否消耗能量否否是是举例O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等巨噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌易错提醒1胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。

2胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。

3被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。

延伸应用“三看法”快速判定物质出入细胞的方式2．影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度(2)氧气浓度(3)温度3．探究物质跨膜运输方式的实验设计思路(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考向一物质跨膜运输方式的判断1．(2022·北京房山高三期末)下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是( )A．同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同B．①和②均属于被动运输，需要相应的蛋白质进行协助C．③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量D．胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用答案 D解析胰岛素是大分子蛋白质，以胞吐的形式出细胞发挥作用，D错误。

2．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。

下列叙述正确的是( )A．a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程B．肌细胞吸收氨基酸分子是通过c类型进行的C．蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光器细胞内均可发生c类型D．温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率答案 A解析蓝细菌、水绵、叶肉细胞细胞内有光合色素均可利用光能，能发生c类型，而萤火虫发光器细胞没有光合色素，不能利用光能，故不能发生c过程，C错误；温度、酸碱度均会影响a、b、c三种类型的运输速率，而氧气浓度只影响b过程，D错误。

第7课时物质出入细胞的方式及影响因素课标要求1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。

2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。

1．物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐简单扩散协助扩散吞噬胞饮图例运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度胞外→胞内胞内→胞外是否需要载体否是是否是否消耗能量否否是是举例O 2、CO 2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等巨噬细胞吞噬抗原，细胞通过小囊泡摄入微滴状液体胰岛素、消化酶、抗体的分泌易错提醒(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要通道蛋白和载体蛋白的作用。

(2)胞吞、胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。

(3)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜具有一定的流动性。

源于必修1P 66“应用题”：人们模拟细胞质膜的选择透过性功能，设计一种膜，滤去海水中的盐分，对海水进行淡化处理；或在处理污水时，有选择地将有毒的金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒的金属离子对水的污染。

延伸应用“三看法”快速判定物质出入细胞的方式2．影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度(2)氧气浓度(3)温度3．通道蛋白和载体蛋白的作用机制(1)通道蛋白和载体蛋白①通道蛋白：作用于协助扩散，包括离子通道蛋白和水通道蛋白。

②载体蛋白：作用于协助扩散和主动运输。

(2)作用机制①通道蛋白：可被不同诱导因子诱导其开与关，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，如神经细胞质膜上的Na＋或K＋通道蛋白与兴奋的产生和传导有关。

人的肾脏通过水通道对水分子进行重新吸收，使尿液浓缩。

②载体蛋白：运输时先与被运输的离子或分子结合，通过自身构象的变化或移动完成物质运输。

如红细胞质膜上的特定载体蛋白运输葡萄糖，红细胞质膜上的Na＋－K＋泵运输Na＋和K ＋。

物质进出细胞的方式有：一、单纯扩散是指一些脂溶性的物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。

影响单纯扩散的主要因素有二：①膜两侧的溶质分子浓度梯度。

浓度梯度大，物质顺浓度梯度扩散就多；浓度梯度消失，扩散就停止。

②膜对该物质的通透性。

由于细胞膜的结构是脂质双分子层，所以膜对脂溶性高的物质如氧和二氧化碳通透性大，扩散容易；对脂溶性低和非脂溶性物通透性小，扩散就难。

这种单纯扩散方法进出细胞的物质有：氧、二氧化碳、水、乙醇、甘油、苯等。

二、协助扩散（易化扩散）是指一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质，依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层中特殊蛋白质的“帮助”，顺电—化学梯度扩散的过程。

即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行，所以也叫做易化扩散。

参与易化扩散的镶嵌蛋白质有两种类型：一种是载体蛋白质，另一种是通道蛋白质。

因而易化扩散可分为两种：①以载体为中介的易化扩散：协助运输，被选择吸收的物质从高浓度一侧通过细胞膜到达低浓度一侧，但需要细胞膜上的一种物质——载体蛋白的协助才能完成扩散过程，称为协助运输。

协助运输是一种被动运输，不需要细胞提供代谢能量，因为物质是顺着浓度梯度运输的，例如葡萄糖进入红胞。

载体的作用是在细胞膜的一侧与某物质相结合，再通过本身的变构作用将其运往膜的另一侧。

以此种方式转运的物质是一些小分子的有机物。

协助运输有三个主要特点：一个是高度特异性，一种载体只能转运一种物质，如葡萄糖载体只能转运葡萄糖。

另一个是饱和性，即在单位时间内的物质转运量不能超过某一数值。

第三，竞争抑制性，即结构近似的物质可争夺占有同一种载体、载体优先转运浓度较高的物质。

②以通道为中介的易化扩散：通道运输，通道的作用是在一定条件下通过蛋白质本身的变构作用而在其内部形成一个水相孔洞或沟道，使被转运的物质得以通过。

以此种方式转运的物质是一些简单的离子。

通道的开放和关闭，由化学因素控制的通道，称为化学依赖性通道；由电位因素控制的通道，称电位依赖性通道。

《物质通过多种方式出入细胞》知识清单细胞是生命活动的基本单位，为了维持生命活动的正常进行，细胞需要不断地与外界环境进行物质交换。

物质出入细胞的方式多种多样，每种方式都有其独特的特点和作用。

一、被动运输1、简单扩散（自由扩散）简单扩散是指物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧移动，不需要载体蛋白和能量的参与。

例如，氧气、二氧化碳、乙醇、甘油等小分子物质可以通过简单扩散进出细胞。

这些物质具有脂溶性，能够直接穿过细胞膜的磷脂双分子层。

2、协助扩散协助扩散是指物质在载体蛋白的协助下，从浓度高的一侧向浓度低的一侧移动，不需要消耗能量。

例如，葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散的方式。

载体蛋白具有特异性，只能运输特定的物质。

二、主动运输主动运输是指物质从浓度低的一侧通过细胞膜向浓度高的一侧运输，需要载体蛋白的协助，并且消耗能量。

主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

例如，植物根系吸收矿质离子、小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。

三、胞吞和胞吐1、胞吞胞吞是指大分子物质或颗粒性物质附着在细胞膜表面，细胞膜内陷形成小囊，将物质包裹在其中，然后小囊从细胞膜上分离下来进入细胞内部。

胞吞分为吞噬作用和胞饮作用。

吞噬作用一般是指细胞摄取较大的固体颗粒，如细菌、细胞碎片等；胞饮作用则是摄取液体或微小颗粒。

2、胞吐胞吐是指细胞内合成的大分子物质，在高尔基体中被包装成囊泡，然后囊泡与细胞膜融合，将物质排出细胞外。

例如，胰岛素、消化酶等分泌蛋白就是通过胞吐的方式分泌到细胞外。

物质出入细胞的方式与细胞膜的结构和功能密切相关。

细胞膜具有一定的流动性，这使得物质能够以不同的方式通过细胞膜。

同时，细胞膜上的蛋白质在物质运输过程中发挥着重要的作用，它们不仅作为载体协助物质运输，还能够参与主动运输过程中的能量转换。

不同的物质出入细胞的方式适应了不同的细胞需求和环境条件。

例如，在氧气充足的情况下，细胞可以通过简单扩散快速吸收氧气；而在营养物质浓度较低的环境中，细胞则需要通过主动运输来获取足够的营养。

高考二轮专题综合复习第2讲 细胞的结构和功能、物质出入细胞的方式1.下列关于细胞的结构和功能的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。

(1)同一个体中不同类型细胞的细胞膜上存在相同种类的蛋白质。

( √ )(2)细胞间的信息交流均依赖于细胞膜上的受体。

( × ) (3)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。

( × ) (4)叶绿体内膜上含有光合酶,线粒体内膜上含有呼吸酶。

( × )(5)胞间连丝和细胞骨架均与物质的运输有关。

( √ )(6)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。

( × )(7)内质网膜内连核膜、外连细胞膜,有利于细胞内物质的运输。

( √ )(8)溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入。

( × )(9)解旋酶、DNA 聚合酶、ATP 合成酶均可通过核孔从细胞质运输到细胞核内。

( × ) (10)人体胰岛A 细胞的核糖体可以合成胰高血糖素和胰蛋白酶。

( × )[解析] (1)同一个体中不同类型细胞的细胞膜上蛋白质的种类和含量不完全相同,但存在相同种类的蛋白质,如运输同种离子的载体蛋白、与同种激素结合的受体等。

(2)高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,不需要依赖细胞膜上的受体。

(3)细胞核是遗传信息转录的场所,不是遗传信息翻译的场所。

(4)叶绿体内膜不是光合作用的场所,所以其上不含光合酶。

线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,所以其上含有呼吸酶。

(5)胞间连丝在高等植物相邻的两个细胞间形成通道,与物质的运输有关,细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与物质的运输等生命活动密切相关。

(6)磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的。

(7)内质网膜内连核膜、外连细胞膜,形成细胞内物质运输的通道,有利于细胞内物质的运输。

(8)溶酶体内的酶由高尔基体分泌的小泡(囊泡)运入。

(9)ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,因此ATP合成酶不进入细胞核。

高中生物高考考点闯关8——物质出入细胞的方式一、课标、考纲要求（一）普通高中生物学课程标准（2017）【内容要求】2.1 物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动2.1.1 阐明质膜具有选择透过性2.1.2 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白2.1.3 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞（二）高考全国统一考试大纲（2019）【生物知识内容、要求】细胞的代谢⑴物质出入细胞的方式Ⅱ二、核心知识梳理（一）细胞吸水和失水1.渗透作用发生的条件⑴有半透膜⑵半透膜两侧有物质的量浓度差半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。

2.对渗透现象的解释如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。

渗透平衡时液面差为△h.对此现象解释如下：⑴液面上升的原因：S1溶液浓度高于S2溶液浓度，单位时间内由S2溶液进入S1溶液的水分子数多于由S1溶液进入S2溶液的水分子数，导致液面上升。

⑵液面停止升高的原因：随液面差△h不断增大，漏斗管内液体的压力不断增大，使水分子流出漏斗的速度加快，同时半透膜两侧溶液的浓度差不断减小，使水分子流入漏斗的速度减慢，最终导致水分子的运动达到平衡状态，液面停止升高。

需要强调的是，当液面停止升高时，S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，此时渗透压与液面差产生的压力平衡。

此实验因变量是漏斗内液面变化，不宜用烧杯液面变化作描述指标，因现象不明显。

3.成熟植物细胞和动物细胞的吸水和失水动物细胞的细胞膜和成熟植物细胞的原生质层（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质）相当于一层半透膜，会发生渗透作用。

无论细胞吸水还是失水，都是从水分子浓度大的一侧向水分子浓度小4.质壁分离和复原的原理分析⑴质壁分离发生质壁分离的前提条件：成熟植物的活细胞具有大液泡和细胞壁。

第5课时物质出入细胞的方式及影响因素课标要求 1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。

2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。

考点一各种物质出入细胞方式的比较1．物质进出细胞的方式方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散运输方向低浓度→高浓度细胞内→细胞外是否需要(消耗)蛋白质不需要需要需要能量不消耗模型举例O2、CO2、甘油、乙醇、苯人的红细胞吸收、H2O通过通道蛋白的运输小肠上皮细胞吸收葡萄糖、无机盐、氨基酸等白细胞吞噬病菌分泌蛋白的分泌影响因素浓度差浓度差；转运蛋白的种类和数量载体蛋白种类和数量；能量温度；能量提醒(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。

(2)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。

(3)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。

(1)源于必修1 P70“与社会的联系”：囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl －的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的________________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过____________________________来实现的。

(2)源于必修1 P71“相关信息”：胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。

(3)源于必修1 P72概念检测T2：果脯在腌制过程中慢慢变甜________(填“是”或“不是”)细胞通过主动运输吸收糖分的结果。

腌制果脯时由于细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，然后糖分大量进入细胞才导致果脯慢慢变甜。

2．协助扩散中转运蛋白类型(1)载体蛋白类：只容许与__________________相适应的分子或离子通过，且每次转运时都会发生________________的改变。

(2)通道蛋白类：只容许与自身通道的直径和________相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。