2025屆新高考生物精準(zhǔn)復(fù)習(xí)：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式

2025屆新高考生物精準(zhǔn)復(fù)習(xí)

物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式知識(shí)點(diǎn)22：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式特例：小分子的神經(jīng)遞質(zhì)釋放是胞吐物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式小分子大分子通道運(yùn)輸載體運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散胞吞胞吐神經(jīng)遞質(zhì)1.自由擴(kuò)散物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫作自由擴(kuò)散，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。定義條件順濃度不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量濃度差運(yùn)輸速率(v)運(yùn)輸方向運(yùn)輸動(dòng)力溶質(zhì):溶質(zhì)分子多(高濃度)→溶質(zhì)分子少(低濃度)水:水分子多(低濃度)→水分子少(高濃度)濃度差實(shí)例①水②氣體(CO2、O2)③脂溶性小分子有機(jī)物(甘油、乙醇、苯等)脂雙層(無(wú)蛋白)水、氣體甘油、尿素、苯乙醇、固醇類(lèi)葡萄糖、氨基酸離子蛋白質(zhì)、核酸2.協(xié)助擴(kuò)散借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，叫作協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。定義條件順濃度、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白濃度差運(yùn)輸速率(v)不需要耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量運(yùn)輸方向溶質(zhì):溶質(zhì)分子多(高濃度)→溶質(zhì)分子少(低濃度)水:水分子多(低濃度)→水分子少(高濃度)運(yùn)輸動(dòng)力濃度差濃度差運(yùn)輸速率(v)0aABb濃度差0~a時(shí)：協(xié)助擴(kuò)散有載體蛋白的協(xié)助，因此其運(yùn)輸速率大于自由擴(kuò)散。濃度差大于a時(shí)：由于載體蛋白的數(shù)量有限，載體蛋白都參與了協(xié)助擴(kuò)散，協(xié)助擴(kuò)散的運(yùn)輸速率達(dá)到最大。濃度差大于b時(shí)：由于自由擴(kuò)散的速率不受載體數(shù)量的限制，因此自由擴(kuò)散的速率超過(guò)協(xié)助擴(kuò)散的速率。A：自由擴(kuò)散B：協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸速率比較濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量自由擴(kuò)散的速率協(xié)助擴(kuò)散的速率種類(lèi)載體蛋白通道蛋白特異性運(yùn)輸特點(diǎn)只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)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(guò)與被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合不與被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變運(yùn)輸過(guò)程中自身構(gòu)象不發(fā)生改變既能參與協(xié)助擴(kuò)散也能參與主動(dòng)運(yùn)輸只能參與協(xié)助擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白實(shí)例1.由載體蛋白參與的協(xié)助擴(kuò)散葡萄糖進(jìn)入絕大多數(shù)組織細(xì)胞(除小腸上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞)葡萄糖葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合運(yùn)輸解離復(fù)原ATPADP+Pi一系列酶的磷酸化蛋白質(zhì)合成脂肪合成糖原合成胰島素胰島素受體囊泡細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取受胰島素的調(diào)節(jié)胰島素促使葡萄糖被各種細(xì)胞吸收，特別是骨骼肌和脂肪細(xì)胞血糖濃度低胰島素升高胰島素促使膜泡中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞上葡萄糖被運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)葡萄糖實(shí)例2.由通道蛋白參與的協(xié)助擴(kuò)散①水通道小管液腎小管上皮細(xì)胞腎小管組織液H2OH2OH2OH2OH2O抗利尿激素水通道水通道蛋白廣泛存在于所有細(xì)胞的細(xì)胞膜上。②離子通道通常情況下：K+在細(xì)胞內(nèi)濃度高，Na+在細(xì)胞外濃度高（Na+-K+泵造成的）K+通道Na+通道K+外流Na+內(nèi)流Ca2+在細(xì)胞外濃度高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中濃度(Ca2+泵造成的)Ca2+通道Ca2+內(nèi)流K+Ca2+Na+K+++++----Na+---++++-Ca2+Ca2+Na+++--++--電壓門(mén)控Na+通道電壓門(mén)控Ca2+通道化學(xué)門(mén)控Na+通道K+通道神經(jīng)細(xì)胞上的K+、Na+、Ca2+通道興奮性神經(jīng)遞質(zhì)K+++++----Na+---++++-Ca2+Ca2+Cl-++--++--電壓門(mén)控Na+通道電壓門(mén)控Ca2+通道化學(xué)門(mén)控Cl-通道K+通道神經(jīng)細(xì)胞上的K+、Cl-、Ca2+通道抑制性神經(jīng)遞質(zhì)纖毛K+機(jī)械門(mén)控通道開(kāi)放纖毛擺動(dòng)K+機(jī)械門(mén)控通道關(guān)閉K+K+K+內(nèi)淋巴液(低Na+、高K+)外淋巴液(高Na+、低K+)Ca2+Ca2+K+電壓門(mén)控Ca2+通道電壓門(mén)控K+通道聽(tīng)毛細(xì)胞聽(tīng)毛細(xì)胞內(nèi)耳聽(tīng)毛細(xì)胞的Ca2+、K+通道選擇性離子通道具有兩個(gè)特征每種通道只對(duì)一種或幾種離子有較高的通透能力，而對(duì)其他離子通透性很小或不通透。門(mén)控性離子通道通常具有開(kāi)和閉的兩種狀態(tài)。由不同的刺激(電壓、化學(xué)物質(zhì)、機(jī)械力、溫度等)引起通道蛋白構(gòu)像改變而實(shí)現(xiàn)開(kāi)或閉。開(kāi)閉通道運(yùn)輸載體運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散水通道離子通道被動(dòng)運(yùn)輸?shù)念?lèi)型細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散載體蛋白通道蛋白協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散載體蛋白通道蛋白細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)念?lèi)型通道運(yùn)輸載體運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散水通道離子通道3.主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫作主動(dòng)運(yùn)輸。定義條件載體蛋白+細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量能量運(yùn)輸速率(v)運(yùn)輸方向運(yùn)輸動(dòng)力逆濃度細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量載體數(shù)量限制通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。意義細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)ATP載體蛋白主動(dòng)運(yùn)輸囊性纖維化與Cl-載體異常關(guān)閉有關(guān)ATPADP+PiH2O稀薄的黏液黏稠的分泌物不斷積累功能正常的氯離子載體功能異常的氯離子載體氯離子氯離子囊性纖維化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?；颊咧夤苤叙ひ涸龆?，造成細(xì)菌感染。擴(kuò)展：主動(dòng)運(yùn)輸?shù)念?lèi)型PiATPADP光H+H+H+H+ATP驅(qū)動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)光驅(qū)動(dòng)ATP驅(qū)動(dòng)Na+Na+Na+K+K+K+Na+Na+Na+K+能量細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)1.鈉鉀泵(Na+-K+泵)Na+-K+泵逆濃度將K+運(yùn)入細(xì)胞將Na+運(yùn)出細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)K+濃度高細(xì)胞外Na+濃度高主要存在動(dòng)物細(xì)胞膜上鈉鉀泵(Na+-K+泵)的生理功能細(xì)胞內(nèi)K+濃度高細(xì)胞外Na+濃度高1.維持動(dòng)物細(xì)胞的滲透平衡細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓平衡K+維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓Na+維持細(xì)胞外液的滲透壓2.神經(jīng)細(xì)胞(可興奮細(xì)胞)靜息電位和動(dòng)作電位形成的基礎(chǔ)細(xì)胞內(nèi)K+濃度高細(xì)胞外Na+濃度高K+外流Na+內(nèi)流靜息電位(外正內(nèi)負(fù))動(dòng)作電位(外負(fù)內(nèi)正)3.作為其他物質(zhì)逆濃度運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力(協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)）細(xì)胞外Na+濃度高Na+順濃度內(nèi)流為其他物質(zhì)逆濃度運(yùn)輸提供能量細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)同向轉(zhuǎn)運(yùn)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)Na+Na+葡糖糖H+2.

Ca2+泵細(xì)胞膜上的Ca2+泵內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和液泡等膜上Ca2+泵Ca2+泵出細(xì)胞Ca2+泵入細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)低鈣環(huán)境ATPADP+PiCa2+ATPADP+Pi內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)3.

H+泵①細(xì)菌和真菌及植物細(xì)胞膜上沒(méi)有Na+-K+泵，有H+泵，形成H+濃度，為營(yíng)養(yǎng)物的吸收提供動(dòng)力(H+驅(qū)動(dòng)的同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn))。ATPADP+PiH+H+A小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)②溶酶體和液泡等膜上存在H+泵，形成這些細(xì)胞器內(nèi)部的酸性環(huán)境。ATPADP+PiH+4.

ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATPATPATP酶2ATP2ADP+2Pi細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)①存在于原核細(xì)胞膜上，將物質(zhì)運(yùn)入細(xì)胞2個(gè)ATP與2個(gè)ATP酶結(jié)合2個(gè)ATP酶聚合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)改變，與物質(zhì)結(jié)合并運(yùn)輸ATP被水解，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)恢復(fù)4.

ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATPATPATP酶2ATP2ADP+2Pi細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)②存在于真核細(xì)胞膜上，將物質(zhì)運(yùn)出細(xì)胞2個(gè)ATP與2個(gè)ATP酶結(jié)合2個(gè)ATP酶聚合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)改變，與物質(zhì)結(jié)合并運(yùn)輸ATP被水解，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)恢復(fù)協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)同向轉(zhuǎn)運(yùn)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)Na+Na+葡糖糖H+也稱(chēng)繼發(fā)性主動(dòng)運(yùn)輸或次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸1.Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)載體存在于小腸和腎小管的上皮細(xì)胞葡萄糖Na+Na+K+ATP葡萄糖葡萄糖小腸或腎小管腔小腸或腎小管上皮細(xì)胞組織液高Na+高葡萄糖低Na+低葡萄糖高Na+低葡萄糖主動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散葡萄糖的主動(dòng)運(yùn)輸頂端膜基底膜ATPADP+PiH+H+2.植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向運(yùn)輸載體液泡腔(pH=3~6)H+Ca2+蔗糖蔗糖的主動(dòng)運(yùn)輸Ca2+的主動(dòng)運(yùn)輸H+驅(qū)動(dòng)蔗糖逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，使得液泡在白天將葉綠體光合作用合成的多余蔗糖儲(chǔ)存在液泡中，夜間再將這些蔗糖運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。H+Na+的主動(dòng)運(yùn)輸Na+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(pH=7.0)H+的主動(dòng)運(yùn)輸光H+H+H+H+光驅(qū)動(dòng)一種噬鹽的厭氧細(xì)胞膜上特有的蛋白質(zhì)(細(xì)菌視紫紅質(zhì))，可在光能的激發(fā)下，逆濃度將H+運(yùn)出細(xì)胞，造成細(xì)胞外積累高能濃度H+，這種H+濃度差可被另一種蛋白利用合成ATP。H+H+ATPADP+Pi細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)ATP合酶細(xì)菌視紫紅質(zhì)光能H+濃度差(勢(shì)能)ATP中的化學(xué)能水葡萄糖Na+K+Ca2+總結(jié)：常見(jiàn)物質(zhì)的擴(kuò)膜運(yùn)輸方式自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散(通過(guò)水通道的協(xié)助擴(kuò)散速率更快)協(xié)助擴(kuò)散(通過(guò)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入絕大多數(shù)組織細(xì)胞)主動(dòng)運(yùn)輸(通過(guò)Na+驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入小腸和腎小管上皮細(xì)胞)主動(dòng)運(yùn)輸(通過(guò)Na+-K+泵排出細(xì)胞)協(xié)助擴(kuò)散(通過(guò)Na+通道流入細(xì)胞)主動(dòng)運(yùn)輸(通過(guò)Na+-K+泵進(jìn)入細(xì)胞)協(xié)助擴(kuò)散(通