第3节　
物质跨膜运输的方式
考点一　物质跨膜运输的方式
【核心知识通关】
1.物质出入细胞的方式(连线)：
2.物质跨膜运输方式图解：
主动运输
协助扩散
3.主动运输的意义：摄取、积累物质以及不断排出___
_______，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生
命活动的正常进行。
代
谢废物
4.大分子物质进出细胞的方式：
胞吞
胞吞
(2)特点：需要_________，同时体现了细胞膜的_____
___。
消耗能量
流动
性
(3)实例。
①胞吞：白细胞吞噬病菌等。
②胞吐：分泌蛋白的分泌、神经递质的释放等。
【特别提醒】
与物质出入细胞相关的六点提醒
(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，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。
(4)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。
(5)胞吞(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(出)细胞的。
(6)RNA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。
【深化探究】
(1)根据上图填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：
甲：_________；　乙：_________；　丙：_________；
a：_________。
(2)与图中丙运输有关的细胞器主要有_____________
___，前者主要提供_________，后者主要提供_____。
自由扩散
协助扩散
主动运输
载体蛋白
核糖体和线粒
体
载体蛋白
能量
【典题技法归纳】
(2014·安徽高考)如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是(　　)
【解题指南】(1)关键知识：物质逆浓度梯度运输为主动运输；物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量，为被动运输。
(2)图示信息：管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度运输；管腔中Na+进入上皮细胞为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量；上皮细胞中氨基酸进入组织液为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能
量；上皮细胞中Na+进入组织液为逆浓度梯度运输，是主动运输，但是题目没有设问。
【解析】选D。本题考查物质的跨膜运输知识，意在考查识图分析与比较能力。根据图形分析可知，管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度的运输，属于主动运输；管腔中的Na+进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输，不消耗能量，是被动运输；上皮细胞中的氨基酸进入组织液为顺浓度梯度的运输，是被动运输，因此D项正确。
【母题变式】
抗体分泌到细胞外，与上题中氨基酸运输方式的主要
区别是：_______________________________________
_______________________________________________
_______________________________________。
抗体以胞吐方式运输到细胞外，不需要载体
蛋白协助，不属于跨膜运输；氨基酸的运输方式是主
动运输，需要载体蛋白协助，属于跨膜运输
【方法规律】“三步法”判断物质出入细胞的方式
【高考模拟精练】
1.(2014·山东高考)有关细胞内囊泡运输的描述，正确的是(　　)
A.细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质
B.蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外
C.细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输
D.囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量
【解题指南】(1)题干关键词：“囊泡运输”。
(2)关键知识：①大分子物质(如蛋白质)和神经递质通过囊泡的方式进行运输；
②囊泡运输的结构基础是膜的流动性；
③细胞内部各结构之间物质运输的方式。
【解析】选B。本题考查囊泡运输的过程和意义。细胞
核内的RNA通过核孔运输到细胞质中，故A项错误；蛋
白质类激素在内质网进行初步加工，通过形成囊泡将
初步加工的蛋白质运输至高尔基体，进行进一步加工
形成具有生物活性的激素，经过囊泡运输至细胞膜，
将其分泌到细胞外，故B项正确；核糖体与中心体没有
膜结构，组成线粒体与叶绿体的蛋白质不需内质网和
高尔基体的加工，以上四种细胞器与其他细胞器之间均不通过囊泡进行物质运输，因此囊泡不是所有细胞器间物质运输的共有方式，故C项错误；囊泡运输过程涉及膜的融合，所以依赖于膜的流动性，且消耗能量，故D项错误。
2.(2016·保定模拟)下列有关物质跨膜运输的叙述正确的是(　　)
A.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体蛋白
B.激素必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节
C.相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞
D.协助扩散和自由扩散都不需要膜上载体蛋白的协助
【解析】选A。葡萄糖进出肌细胞必须要有载体蛋白的
协助，所以肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖运输的载
体蛋白，故A项正确；不同激素化学本质不同，如蛋白
质类激素——胰岛素以胞吐和胞吞方式出入细胞，故B
项错误；离子等小分子物质可通过主动运输出入细
胞，故C项错误；协助扩散需要载体蛋白的协助，自由
扩散不需要载体蛋白协助，动力是浓度差，故D项错误。
3.(2016·山东师大附中模拟)下列关于物质跨膜运输的叙述不正确的是(　　)
A.人体内红细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式不同
B.叶肉细胞中的CO2进入叶绿体和排出细胞的方式完全相同
C.将人体红细胞置于等渗溶液中，几乎无水分子进出细胞
D.海带细胞通过主动运输积累I-等溶质，通常不会在海水中发生质壁分离
【解析】选C。人体内红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，肾小管上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输；叶肉细胞中的CO2进入叶绿体和排出细胞的方式完全相同，都是自由扩散；将成熟的红细胞置于等渗溶液中，水分子进出平衡；海带细胞通过主动运输积累I-等溶质，使细胞液浓度不会太低，通常不会在海水中发生质壁分离。
4.(2016·开封模拟)如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是(　　)
A.若图示为肝细胞膜，则b可代表CO2进出细胞的方向
B.细胞间的识别、细胞的癌变与①有密切的关系
C.适当提高温度将加快②和③的流动速度
D.不同物种的细胞中①②③的种类均不相同
【解析】选D。肝细胞进行细胞呼吸产生CO2，运输方式是自由扩散，且是运出细胞，即图中的b过程，A正确；①表示糖蛋白，能进行细胞识别、保护和润滑，癌细胞表面糖蛋白减少，使得癌细胞容易扩散和转移，B正确；②和③分别是蛋白质与磷脂双分子层，多数是运动的，适当提高温度将加快②和③的流动速度，C正确；③是磷脂双分子层，在不同物种的细胞中是相同的，D错误。
【加固训练】
下列有关细胞中物质运输方式的叙述，正确的是(　　)
A.小麦细胞核中转录产生的mRNA通过胞吐进入细胞质
B.午餐后氨基酸以主动运输方式进入人小肠上皮细胞
C.神经纤维动作电位产生过程中Na+内流属于自由扩散
D.血液中葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白协助，并消
耗能量
【解析】选B。小麦细胞核中转录产生的mRNA通过核孔进入细胞质，不是胞吐；午餐后消化道内氨基酸进入小肠上皮细胞的方式为主动运输；神经纤维动作电位产生过程中Na+内流不消耗能量，且从高浓度流向低浓度，同时需要载体蛋白协助，因此属于协助扩散；血液中葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，需要载体蛋白协助，但不消耗能量。
考点二　影响物质跨膜运输的因素　　　
【核心知识通关】
1.物质浓度：
(1)图中甲表示_________，运输的动力是_____________
_____，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运
输速率与物质浓度成_____。
(2)图中乙表示___________________，共同点是都需要
_____________，在物质浓度较低时，随物质浓度的增
大，运输速率也逐渐_____，到达一定物质浓度时，由
于受膜上_____________的限制，运输速率不再随浓度
增大而增大。
自由扩散
两侧溶液的浓
度差
正比
协助扩散或主动运输
载体蛋白协助
增大
载体蛋白数量
(3)图中丙表示_________，运输方向可以由_______一
侧到_______一侧，也可以由_______一侧到_______一
侧，随着时间的进行，由于受_____________________
_____的限制，运输速率不会一直增大。
主动运输
高浓度
低浓度
低浓度
高浓度
膜上载体蛋白数量或者
能量
2.氧气浓度(红细胞的主动运输与O2无关)：
(1)图中甲表示___________________，它们统称为被动
运输，其运输方向都是从_______一侧到_______一侧，
其运输的动力都是_______，不需要能量，因此与氧气
浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。
自由扩散和协助扩散
高浓度
低浓度
浓度差
(2)图中乙表示_________，特点是___________________
_______________。
①在氧气浓度为零时(图中Q点)，通过细胞_________供
能，但无氧呼吸产生能量较少，所以运输速率较低；
主动运输
既需要载体蛋白协助
又需要消耗能量
无氧呼吸
②在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产
生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气
浓度足够高时(图中P点)，能量供应充足，但由于受到
_____________的限制，运输速率不再随氧气浓度增大
而加快。
载体蛋白数量
3.温度：
温度影响物质运输速率时，既与分子的运动有关，也与细胞呼吸有关。
【特别提醒】
影响物质跨膜运输的四点提醒
(1)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，还有协助扩散。
(2)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，还有浓度差。
(3)抑制某载体蛋白的活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运输受到影响，对其他物质运输不影响。
(4)抑制细胞呼吸，所有以主动运输方式跨膜的物质运输都会受到影响。
【高考模拟精练】
1.(2015·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：
下列分析正确的是(　　)
A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【解题指南】(1)表中信息：第一、二组对照，自变量为含氧量，因变量为离子相对吸收量；第一、三组对照，自变量为温度，因变量也是离子相对吸收量。
(2)关键知识：矿质元素离子以主动运输的方式进出细胞。
【解析】选A。本题考查实验分析能力。第一组实验有
氧气，离子相对吸收量高；第二组实验无氧气，离子
相对吸收量低，因此，有氧条件有利于该植物幼根对
该离子的吸收，故A正确。第一、三组实验温度不同，
对离子的相对吸收量不同，因此，温度影响该植物幼
根对该离子的吸收，故B错误。该矿质元素离子进入细
胞的方式为主动运输，消耗ATP，故C错误。与空气相
比，氮气环境中离子相对吸收量低，不利于该植物幼根对该离子的吸收，故D错误。
【方法技巧】从影响因素角度探究物质运输方式的方法
(1)探究是主动运输还是被动运输的方法：
(2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法：
2.(2013·全国卷Ⅰ)关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是(　　)
A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D.叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子
【解题指南】解答本题要注意题干中关键词“主动运输方式吸收所需矿质元素离子”，注意主动运输应具备载体蛋白、能量这两个条件。
【解析】选C。本题以植物细胞吸收矿质元素离子为命
题线索，综合考查主动运输的条件和影响因素。主动
运输既需要载体蛋白的协助，又需要消耗能量ATP。由
于细胞膜上所含的载体蛋白的种类和数量不同，因而
植物细胞吸收不同矿质元素离子的速率不同，A错误；
低温通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸，使得细胞
呼吸速率降低，产生的能量减少，导致细胞对矿质元
素离子的吸收速率降低，B错误；矿质元素离子进出细胞的方式为主动运输，该过程只发生在活细胞中，C正确；在根外施肥或叶面施肥时，叶肉细胞能通过主动运输方式吸收矿质元素离子，起到快速吸收矿质元素离子的作用，D错误。
3.(2016·武汉模拟)将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下表所示，对表中现象最合理的解释是(　　)
A.细胞吸收M的方式为自由扩散
B.细胞吸收M的方式为主动运输
C.细胞吸收M需载体蛋白的参与
D.细胞吸收M所需能量供应不足
【解析】选C。分析表中数据可知，通入空气前后吸收速率不变，说明该物质的吸收方式与细胞供能无关，可排除M的吸收方式为主动运输，故选项B、D错误；物质M的溶液浓度不同，但吸收速率相同，可排除吸收M物质的方式为自由扩散，A选项错误；物质M的吸收方式可以是协助扩散，需要载体蛋白的参与，当载体蛋白出现饱和现象时，虽然增大物质M的溶液浓度，但是吸收速率不再变化，C选项正确。
4.(2016·岳阳模拟)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下列四种曲线表示：
在研究肝细胞运输物质X时，发现与曲线②和③相符，试问：物质X的运输方式是(　　)
A.主动运输　　　　　　　　B.自由扩散
C.胞吞和胞吐 D.协助扩散
【解题指南】解答本题需明确曲线代表的含义：②曲线说明该物质的运输与浓度有关，③曲线说明与O2浓度无关，即不消耗能量。
【解析】选D。曲线②表明物质X的运输有饱和现象，即需要载体蛋白。曲线③表明物质X的运输与O2浓度无关，即不消耗能量。由此可断定物质X的运输方式是协助扩散。
【易错提醒】(1)在跨膜运输方式中，只有主动运输需要能量。
(2)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输。
【加固训练】
1.下列四项表示正常情况下，
不同物质穿过细胞膜进入细
胞内的四种情况。若在X点加
入有氧呼吸抑制剂，下列曲线
中将会发生明显变化的
是(　　)
【解析】选C。据题图可知，A和D的运输方式是自由扩散，不需要能量；B的运输方式是协助扩散，不需要能量；C是主动运输，需要消耗能量。加入呼吸抑制剂对其影响较大，故C正确。
2.如图表示物质进出小肠上皮细胞的过程示意图。其中●、▲的个数代表分子(离子)的浓度。下列叙述不正确的是(　　)
A.葡萄糖通过主动运输的方式进入此细胞，需要消耗ATP
B.葡萄糖被运出此细胞的速率受O2浓度的影响
C.钠离子通过协助扩散的方式进入此细胞，不需要消耗ATP
D.人体的体温发生变化时会影响钠离子进入细胞的速率
【解析】选B。题图表明葡萄糖进入小肠上皮细胞是从低浓度一侧进入高浓度一侧，属于主动运输，需消耗ATP；葡萄糖被运出小肠上皮细胞是由高浓度一侧进入低浓度一侧，需要载体蛋白，属于协助扩散，运输速率与O2浓度无关；钠离子进入小肠上皮细胞是由高浓度一侧进入低浓度一侧，需要载体蛋白，属于协助扩散；体温变化会影响载体蛋白的运输速率，进而影响钠离子的运输。
阅卷案例3 物质跨膜运输的方式
【找错·纠错】
——请找出题目中的错误答案并纠正
错答1：序号______
正答：________________
错答2：序号______
正答：______
②
血液进入肠腔
③
低
错答3：序号______
正答：______
错答4：序号______
正答：______________
④
高
⑥
Na+载体蛋白
【全国卷题型特训】简答式
(1)实验开始时，如果丙组水从血液进入肠腔，原因
是_________________________________。
(2)比较乙和丁的实验结果，丁组肠袋内NaCl溶液的
量减少不明显，理由是_________________________
______________________________________。
丙组肠腔中的溶液浓度高于血液
与乙组相比，丁组加入了
Na+载体蛋白的抑制剂，使吸收的Na+减少
【满分答题规则】
【解析】(1)根据渗透作用原理，水分子由低渗溶液向高渗溶液流动。由题可知，血液的渗透压与浓度为0.9%的NaCl溶液相等，实验开始时甲组肠袋内溶液渗透压低于血液的渗透压，因此水从肠腔向血液移动，丙组的肠袋内溶液渗透压高于血液的渗透压，因此水从血液向肠腔移动。
(2)与乙组不同的是丁组实验加入了Na+载体蛋白的抑制剂，其结果是半小时内丁组中被吸收的Na+减少，则丁组肠袋内NaCl溶液的浓度降低不明显，因此肠袋内NaCl溶液量基本不变。与乙组比较说明小肠吸收Na+时需要Na+载体蛋白的参与。