備戰(zhàn)2025年高考生物精品教案第二章細胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的運輸課時4物質(zhì)出入細胞的方式及影響因素（Word版附解析）-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

學(xué)生用書P040
1.物質(zhì)出入細胞的方式
（1）小分子和離子的跨膜運輸方式
教材補遺[必修1P66“旁欄思考”]甘油、乙醇等分子能以自由擴散的方式進出細胞，是因為甘油、乙醇等都是脂溶性物質(zhì)，與磷脂分子有較強的親和力，容易通過磷脂雙分子層出入細胞。
辨析
（2）大分子和顆粒性物質(zhì)出入細胞的方式
提醒明辨物質(zhì)運輸?shù)摹安灰欢ā?br>（1）小分子物質(zhì)的跨膜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)的釋放方式主要是胞吐。
（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）需要消耗能量的運輸方式不一定就是主動運輸，胞吞和胞吐也消耗能量。
教材補遺（1）[必修1 P70“與社會的聯(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胞表面轉(zhuǎn)運氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常。
（2）[必修1 P71“相關(guān)信息”]胞吞形成的囊泡，在細胞內(nèi)可以被溶酶體降解。
（3）[必修1 P72“與社會的聯(lián)系”]變形蟲既能通過胞吞攝取單細胞生物等食物，又能通過胞吐排出食物殘渣和廢物。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”腸壁組織細胞。
2.不同因素對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊?br>（1）濃度差
（2）氧氣濃度
A.自由擴散或協(xié)助擴散 B.主動運輸 C.主動運輸
（3）溫度（影響所有運輸方式）
3.利用各運輸方式的特點設(shè)計實驗探究物質(zhì)出入細胞的方式
（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
基礎(chǔ)自測
1.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.植物主動運輸無機鹽離子的過程只發(fā)生在活細胞中。（ √ ）
3.分子或離子通過通道蛋白時，需要與通道蛋白結(jié)合。（ × ）
4.影響自由擴散和協(xié)助擴散物質(zhì)運輸速率的因素相同。（ × ）
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.若某物質(zhì)從細胞內(nèi)運輸?shù)郊毎庑枰哪芰?，則這個過程可能不需要載體蛋白的參與。（ √ ）
7.溫度會影響酶的活性，影響ATP的合成，從而影響主動運輸?shù)乃俾剩挥绊懕粍舆\輸。（ × ）
8.葡萄糖是機體能量的重要來源，能經(jīng)自由擴散通過細胞膜[2023新課標，T1B]。（ × ）
9.動物細胞中某消化酶的分泌通過細胞的胞吞作用實現(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胞內(nèi)過多的水分，以防止細胞漲破。如果將這種草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測其伸縮泡的伸縮情況，分別會發(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)田適時松土，這有利于農(nóng)作物根細胞對無機鹽的吸收。試分析這么做的原因。
提示適時松土→增加土壤中氧氣含量→利于根系有氧呼吸→利于根系細胞通過主動運輸吸收無機鹽。
深度思考
1.舉例說明同一種物質(zhì)能通過不同的方式進出細胞。
提示人的成熟紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，腎小管細胞重吸收葡萄糖的方式是主動運輸。神經(jīng)細胞吸收鉀離子的方式是主動運輸，而神經(jīng)細胞維持靜息電位時鉀離子外流的方式是協(xié)助擴散。
2.果脯在腌制過程中變甜，是細胞通過主動運輸吸收糖分的結(jié)果嗎？說明理由。
提示不是。腌制果脯時，細胞外液濃度過高，細胞失水死亡，細胞膜失去選擇透過性，糖分大量進入細胞導(dǎo)致果脯變甜。
3.根據(jù)通道蛋白和載體蛋白的作用特點，推測兩種物質(zhì)運輸速率的高低。
提示物質(zhì)通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結(jié)合，物質(zhì)運輸速率較高；載體蛋白轉(zhuǎn)運物質(zhì)時，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)運輸速率較低。
4.被動運輸、主動運輸和胞吞、胞吐分別體現(xiàn)了膜的什么特性？
提示被動運輸、主動運輸主要體現(xiàn)了膜的選擇透過性，胞吞和胞吐主要體現(xiàn)了膜的流動性。
5.影響離子泵逆濃度梯度運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輸離子消耗ATP，O2濃度可以影響有氧呼吸，進而影響ATP的產(chǎn)生，最終影響離子泵逆濃度梯度運輸離子；溫度通過影響載體蛋白的運動和酶的活性等影響離子泵逆濃度梯度運輸離子。
學(xué)生用書P042
命題點1 物質(zhì)出入細胞方式的判斷
1.[2023全國甲]物質(zhì)輸入和輸出細胞都需要經(jīng)過細胞膜。下列有關(guān)人體內(nèi)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹觯_的是（ B ）
A.乙醇是有機物，不能通過自由擴散方式跨膜進入細胞
B.血漿中的K＋進入紅細胞時需要載體蛋白并消耗ATP
C.抗體在漿細胞內(nèi)合成時消耗能量，其分泌過程不耗能
D.葡萄糖可通過主動運輸?shù)荒芡ㄟ^協(xié)助擴散進入細胞
解析乙醇屬于有機小分子，可以通過自由擴散方式跨膜進入細胞，A錯誤；血漿中的K＋進入紅細胞的方式屬于主動運輸，需要載體蛋白并消耗能量，B正確；抗體在漿細胞內(nèi)合成時消耗能量，分泌到細胞外的過程也消耗能量，C錯誤；葡萄糖可通過協(xié)助擴散進入細胞，如葡萄糖能通過協(xié)助擴散進入紅細胞，D錯誤。
2.[2023浙江1月]纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，可結(jié)合在微生物的細胞膜上，將K＋運輸?shù)郊毎猓ㄈ鐖D所示），降低細胞內(nèi)外的K＋濃度差，使微生物無法維持細胞內(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輸K＋到膜外
B.纈氨霉素為運輸K＋提供ATP
C.纈氨霉素運輸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
解析細胞內(nèi)的K＋濃度高于細胞外的，因此K＋被纈氨霉素運輸?shù)郊毎鈱儆陧槤舛忍荻冗\輸，A正確；K＋被纈氨霉素運輸?shù)郊毎獾倪^程不需要消耗能量，B錯誤；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，因此纈氨霉素運輸K＋與質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，C錯誤；噬菌體是病毒，沒有細胞結(jié)構(gòu)，因此纈氨霉素對噬菌體不起作用，D錯誤。
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個肽鍵
B.細胞膜的選擇透過性使得纈氨霉素能夠發(fā)揮運輸K＋的作用
C.纈氨霉素的作用類似載體蛋白
D.纈氨霉素同時具有運輸K＋和催化ATP水解的作用
解析由題意可知，纈氨霉素是由12個氨基酸組成的環(huán)形多肽，其分子結(jié)構(gòu)中共含有12個肽鍵，A錯誤。纈氨霉素能結(jié)合在細胞膜上且在磷脂雙分子層間移動，將K＋運輸?shù)郊毎膺M而導(dǎo)致微生物細胞死亡，該過程與生物膜的結(jié)構(gòu)特點——具有一定的流動性有關(guān)，B錯誤。加入纈氨霉素后，K＋可從細胞內(nèi)運輸?shù)郊毎?，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錯誤。
通性通法
三看法快速判定物質(zhì)出入細胞的方式
命題點2 影響物質(zhì)出入細胞方式的因素分析
3.[高考組合，4分]（1）[2021全國甲，T29（3）]細胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細胞對K＋的吸收速率降低，原因是根細胞吸收K＋的方式為主動運輸，呼吸抑制劑使細胞呼吸產(chǎn)生的能量減少。
（2）[2022海南，T16（5）]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使細胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性降低，呼吸速率減慢，為主動運輸提供的能量減少。
解析（1）由細胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞可判斷，根細胞吸收K＋的方式為主動運輸，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，細胞呼吸受抑制，提供的能量減少，因此，根細胞對K＋的吸收速率降低。（2）植物根細胞吸收磷酸鹽的方式為主動運輸，主動運輸需要載體蛋白協(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，細胞呼吸速率減慢，為主動運輸提供的能量減少，從而使根細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。一定時間內(nèi)作物甲和作物乙的根細胞吸收NO3－的速率與O2濃度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。
（1）O2濃度大于a時作物乙吸收NO3－的速率不再增加，推測其原因是（作物乙根細胞的）細胞膜上運輸NO3－的載體蛋白的數(shù)量有限。
（2）據(jù)圖可知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為促進農(nóng)作物根對NO3－的吸收利用，可以采取的措施是中耕松土（或促進根系進行有氧呼吸等）（答出1點即可）。
解析（1）根細胞吸收NO3－的運輸方式為主動運輸，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，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）農(nóng)田適時松土有利于根系的有氧呼吸，而農(nóng)作物根細胞對NO3－的吸收方式為主動運輸，根系的有氧呼吸增強有利于主動運輸所需能量的供應(yīng)。
命題變式
[結(jié)論拓展型]（1）農(nóng)作物能選擇性地吸收NO3－，說明細胞膜具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。
（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在農(nóng)田施肥的同時，還需要適當(dāng)灌溉，其原因是肥料中的無機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NO3－的速率與NO3－濃度的關(guān)系，回答下列問題：
①b點時影響離子吸收速率的主要因素是 NO3－的濃度。
②c點時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3 物質(zhì)出入細胞方式的有關(guān)探究實驗分析
5.為探究某泌鹽植物的泌鹽方式是主動運輸還是被動運輸，某興趣小組設(shè)計了甲（實驗組）、乙（對照組）兩組實驗，一段時間后測定植物泌鹽量。下列敘述錯誤的是（ C ）
A.甲、乙兩組應(yīng)選擇生長狀況相似的植物為實驗材料
B.乙組葉肉細胞正常呼吸，甲組施用細胞呼吸抑制劑
C.若測得甲、乙泌鹽量相同，則泌鹽方式為自由擴散
D.若測得甲組植物的泌鹽量小于乙組，則泌鹽方式為主動運輸
解析該實驗中實驗材料為無關(guān)變量，因此甲、乙兩組應(yīng)選擇生長狀況相似的植物為實驗材料，A正確。乙組為對照組，不進行處理；甲組為實驗組，需進行處理。被動運輸和主動運輸?shù)闹饕獏^(qū)別在于后者需要消耗能量，因此乙組細胞正常呼吸，甲組施用細胞呼吸抑制劑，因為細胞呼吸抑制劑能使主動運輸速率受影響，但不影響被動運輸速率，B正確。若甲、乙泌鹽量相同，則泌鹽方式為被動運輸，但不能區(qū)分是自由擴散還是協(xié)助擴散，C錯誤。若測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)，則泌鹽方式為主動運輸，D正確。
6.[8分]科學(xué)家在研究Na＋通過細胞膜（只考慮Na＋由細胞內(nèi)通過細胞膜到細胞外的情況）的運輸方式時做了如下實驗：向槍烏賊的神經(jīng)細胞內(nèi)注入微量的24Na＋，在不同的條件下，分別檢測神經(jīng)細胞周圍溶液中的24Na＋。實驗方法和現(xiàn)象如表所示。
（1）由實驗1中觀察到的現(xiàn)象可知，神經(jīng)細胞周圍溶液中的24Na＋來源于神經(jīng)細胞。
（2）由實驗2、3及其現(xiàn)象可知，24Na＋穿過神經(jīng)細胞的細胞膜需要消耗能量，據(jù)此可判斷24Na＋通過神經(jīng)細胞細胞膜的運輸方式是主動運輸。
（3）實驗4中加入乙藥物后，除表中現(xiàn)象外，細胞的其他生命活動沒有受到影響，乙藥物最可能是抑制了載體蛋白的作用。
解析（1）由實驗1中觀察到的現(xiàn)象可知，神經(jīng)細胞周圍溶液中的24Na＋來源于神經(jīng)細胞。（2）由實驗2、3及其現(xiàn)象可知，實驗2、3的自變量是是否加入ATP，說明24Na＋穿過神經(jīng)細胞細胞膜需要消耗能量，運輸方式是主動運輸。（3）實驗4中加入乙藥物后，除表中現(xiàn)象外，細胞的其他生命活動沒有受到影響，說明乙藥物不影響細胞呼吸，乙藥物最可能是抑制了載體蛋白的作用。
命題變式
[結(jié)論拓展型]將實驗3的結(jié)果繪制成如圖所示的曲線圖，據(jù)圖作出的下列推斷，錯誤的是（ C ）
A.加入甲藥物后，溶液中24Na＋的量不再增加
B.加入ATP后，細胞中24Na＋的量減少
C.甲藥物的作用機理是抑制ATP水解
D.甲藥物的作用機理是抑制細胞呼吸
解析由題圖可知，在加入甲藥物后，測得周圍溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，周圍溶液中24Na＋的量迅速增加，說明24Na＋從神經(jīng)細胞排出需要消耗能量，屬于主動運輸，且該藥物不是抑制ATP水解，因此該藥物的作用是抑制細胞呼吸的進行，C錯誤。
情境熱點1 載體蛋白、通道蛋白、離子泵與質(zhì)子泵
離子和較大的有機分子的跨膜運輸必須借助于轉(zhuǎn)運蛋白，而轉(zhuǎn)運蛋白又具有選擇性，轉(zhuǎn)運蛋白的種類非常多，下面主要講解高考中常見的幾種轉(zhuǎn)運蛋白：水通道、離子通道、離子泵（ATP驅(qū)動型）、V型質(zhì)子泵、F型質(zhì)子泵。
（1）載體蛋白和通道蛋白分別體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的什么功能？
載體蛋白體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的物質(zhì)運輸和催化功能，通道蛋白體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的物質(zhì)運輸功能。
（2）載體蛋白和通道蛋白都參與哪些運輸方式？
載體蛋白參與協(xié)助擴散和主動運輸，通道蛋白參與協(xié)助擴散。
（3）研究發(fā)現(xiàn)人的紅細胞細胞膜上存在水通道蛋白，而水生動物的卵母細胞上則較少。將人的紅細胞和水生動物的卵母細胞同時移入低滲溶液后，短時間內(nèi)，人的紅細胞很快吸水膨脹而發(fā)生溶血，而水生動物的卵母細胞不膨脹。由此說明了什么？
水分子通過水通道蛋白進入細胞的速率大于通過自由擴散進入細胞的速率。
1.[2023山東]溶酶體膜上的H＋載體蛋白和 Cl－/H＋轉(zhuǎn)運蛋白都能運輸H＋，溶酶體內(nèi)H＋濃度由H＋載體蛋白維持，Cl－/H＋轉(zhuǎn)運蛋白在H＋濃度梯度驅(qū)動下，運出H＋的同時把Cl－逆濃度梯度運入溶酶體。Cl－/ H＋轉(zhuǎn)運蛋白缺失突變體的細胞中，因 Cl－轉(zhuǎn)運受阻導(dǎo)致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累，嚴重時可導(dǎo)致溶酶體破裂。下列說法錯誤的是（ D ）
A.H＋進入溶酶體的方式屬于主動運輸
B.H＋載體蛋白失活可引起溶酶體內(nèi)的吞噬物積累
C.該突變體的細胞中損傷和衰老的細胞器無法得到及時清除
D.溶酶體破裂后，釋放到細胞質(zhì)基質(zhì)中的水解酶活性增強
解析由題干信息“溶酶體內(nèi)H＋濃度由H＋載體蛋白維持，Cl－/H＋轉(zhuǎn)運蛋白在H＋濃度梯度驅(qū)動下，運出H＋的同時把Cl－逆濃度梯度運入溶酶體”可知，溶酶體內(nèi)的H＋濃度高于細胞質(zhì)基質(zhì)，H＋進入溶酶體是逆濃度梯度進行的，方式屬于主動運輸，A正確。H＋載體蛋白失活將無法維持溶酶體內(nèi)的高H＋濃度，Cl－/H＋轉(zhuǎn)運蛋白則不能將Cl－逆濃度梯度運入溶酶體，進而導(dǎo)致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累，B正確。Cl－/H＋轉(zhuǎn)運蛋白缺失突變體的細胞中無Cl－/H＋轉(zhuǎn)運蛋白，不能將Cl－逆濃度梯度運入溶酶體，進而導(dǎo)致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累，嚴重時可導(dǎo)致溶酶體破裂，據(jù)此推測，該突變體的細胞中損傷和衰老的細胞器無法得到及時清除，C正確。溶酶體中的H＋濃度高于細胞質(zhì)基質(zhì)，溶酶體破裂后，溶酶體中的水解酶釋放到細胞質(zhì)基質(zhì)中，水解酶活性將減弱，D錯誤。
2.[2024重慶南開中學(xué)一測]如圖為利用細菌視紫紅質(zhì)（一種能捕捉光能的膜蛋白）、ATP合成酶和脂質(zhì)體構(gòu)建的一種人工合成脂質(zhì)體。在黑暗和光照條件下檢測有無H＋跨膜運輸及ATP的產(chǎn)生，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（ D ）
A.視紫紅質(zhì)是一種H＋通道蛋白
B.ATP合成酶抑制劑可以抑制視紫紅質(zhì)對H＋的運輸
C.用線粒體內(nèi)膜上的呼吸酶代替視紫紅質(zhì)，可在同樣條件下進行該實驗
D.該脂質(zhì)體合成ATP的過程中，能量的轉(zhuǎn)化形式：光能→H＋電化學(xué)勢能→ATP中的化學(xué)能
解析如圖所示過程為視紫紅質(zhì)作為載體蛋白利用光能主動運輸H＋，在人工合成的脂質(zhì)體內(nèi)建立質(zhì)子梯度，形成的H＋電化學(xué)勢能驅(qū)動ATP合成酶合成ATP，A錯誤；ATP合成酶抑制劑抑制ATP的合成，而不能抑制視紫紅質(zhì)對H＋的主動運輸，B錯誤；線粒體內(nèi)膜上的呼吸酶無法利用光能，無法在同樣條件下進行該實驗，C錯誤；該脂質(zhì)體合成ATP的過程中，能量的轉(zhuǎn)化形式為：光能→H＋電化學(xué)勢能→ATP中的化學(xué)能，D正確。
3.[高考組合，9分]回答下列關(guān)于通道蛋白和載體蛋白的問題：
（1）[2022海南，T16（2）]細胞膜上的水通道蛋白是水分子進出細胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白進出細胞的方式屬于協(xié)助擴散（易化擴散）。
（2）[2022海南，T16（3）]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 下降；此過程中，H＋－ATP酶作為載體蛋白在轉(zhuǎn)運H＋時發(fā)生的變化是自身構(gòu)象發(fā)生改變（或空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變）。
（3）[2021全國甲，T29（2）]細胞外的K＋能夠通過離子通道進入植物的根細胞。離子通道是由蛋白質(zhì) 復(fù)合物構(gòu)成的，其運輸?shù)奶攸c是一種離子通道只允許一種或一類離子通過（答出1點即可）。
解析（1）水分子借助細胞膜上的水通道蛋白進出細胞，這種借助膜上轉(zhuǎn)運蛋白順濃度梯度進出細胞的物質(zhì)擴散方式稱為協(xié)助擴散（易化擴散）。（2）細胞膜上的H＋－ATP酶能利用ATP水解釋放的能量將H＋泵出細胞，導(dǎo)致細胞外的H＋增多，pH下降；載體蛋白在每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變。（3）離子通道是由蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)成的，其運輸特點是一種離子通道只允許一種或一類離子通過。
1.[2023遼寧]血腦屏障的生物膜體系在控制物質(zhì)運輸方式上與細胞膜類似。下表中相關(guān)物質(zhì)不可能存在的運輸方式是（ C ）
A.A B.B C.C D.D
解析神經(jīng)生長因子蛋白是生物大分子，以胞吞、胞吐方式通過血腦屏障生物膜體系，A正確。葡萄糖進入哺乳動物體細胞的方式多為協(xié)助擴散，故葡萄糖通過血腦屏障生物膜體系的方式可能為協(xié)助擴散，B正確。一般認為，谷氨酸跨膜運輸需要載體蛋白的協(xié)助，當(dāng)谷氨酸作為神經(jīng)遞質(zhì)時，其以胞吐的方式出細胞，故其跨膜運輸方式不可能是自由擴散，C錯誤。鈣離子通過生物膜需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助，推測鈣離子通過血腦屏障生物膜體系的方式可能為主動運輸，D正確。
2.[2023湖南，不定項]鹽堿化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙之一。植物可通過質(zhì)膜H＋泵把Na＋排出細胞，也可通過液泡膜H＋泵和液泡膜NHX載體把Na＋轉(zhuǎn)入液泡內(nèi)，以維持細胞質(zhì)基質(zhì)Na＋穩(wěn)態(tài)。下圖是NaCl處理模擬鹽脅迫，礬酸鈉（質(zhì)膜H＋泵的專一抑制劑）和甘氨酸甜菜堿（GB）影響玉米Na＋的轉(zhuǎn)運和相關(guān)載體活性的結(jié)果。下列敘述正確的是（ BD ）
A.溶質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運都會引起細胞膜兩側(cè)滲透壓的變化
B.GB可能通過調(diào)控質(zhì)膜H＋泵活性增強Na＋外排，從而減少細胞內(nèi)Na＋的積累
C.GB引起鹽脅迫下液泡中Na＋濃度的顯著變化，與液泡膜H＋泵活性有關(guān)
D.鹽脅迫下細胞質(zhì)基質(zhì)Na＋排出細胞或轉(zhuǎn)入液泡都能增強植物的耐鹽性
解析細胞膜兩側(cè)的滲透壓受多種物質(zhì)的影響，溶質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運不一定會引起細胞膜兩側(cè)滲透壓的變化，A錯誤。由第一個圖可知，在鹽脅迫條件下，GB可使外排的凈Na＋流量顯著升高，在該條件下，用礬酸鈉（質(zhì)膜H＋泵的專一抑制劑）處理后，與NaCl處理相比，NaCl＋GB處理后的凈Na＋流量變化不明顯，推測GB可能通過調(diào)控質(zhì)膜H＋泵活性增強Na＋外排，從而減少細胞內(nèi)Na＋積累，B正確。由圖可知，在鹽脅迫條件下，有、無GB組相比，液泡膜NHX載體活性相差較大，液泡膜H＋泵活性相差不大，推測GB引起鹽脅迫下液泡中Na＋濃度的顯著變化，與液泡膜H＋泵活性無關(guān)，可能與液泡膜NHX載體活性有關(guān)，C錯誤。鹽脅迫條件下，細胞質(zhì)基質(zhì)中Na＋排出細胞或轉(zhuǎn)入液泡均有助于維持細胞質(zhì)基質(zhì)Na＋穩(wěn)態(tài)，可增強植物的耐鹽性，D正確。
3.[2022山東]NO3－和NH4＋是植物利用的主要無機氮源，NH4＋的吸收由根細胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動，NO3－的吸收由H＋濃度梯度驅(qū)動，相關(guān)轉(zhuǎn)運機制如圖。銨肥施用過多時，細胞內(nèi)NH4＋的濃度增加和細胞外酸化等因素引起植物生長受到嚴重抑制的現(xiàn)象稱為銨毒。下列說法正確的是（ B ）
A.NH4＋通過AMTs進入細胞消耗的能量直接來自ATP
B.NO3－通過SLAH3轉(zhuǎn)運到細胞外的方式屬于被動運輸
C.銨毒發(fā)生后，增加細胞外的NO3－會加重銨毒
D.載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運NO3－和H＋的速度與二者在膜外的濃度呈正相關(guān)
解析由題干信息可知，NH4＋的吸收是由根細胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動的，所以NH4＋通過AMTs進入細胞消耗的能量不是直接來自ATP，A錯誤。由題干和題圖可知，NO3－的吸收是由H＋濃度梯度驅(qū)動的，為逆濃度梯度運輸，所以NO3－通過SLAH3轉(zhuǎn)運到細胞外是順濃度梯度運輸，且不消耗能量，屬于被動運輸，B正確。銨毒發(fā)生后，增加細胞外的NO3－可以促使H＋向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，減少細胞外的H＋，可減輕細胞外酸化程度，從而減輕銨毒，C錯誤。載體蛋白NRT1.1運輸兩物質(zhì)時，都是從膜外到膜內(nèi)，它們的運輸速率在一定范圍內(nèi)都與膜外離子濃度呈正相關(guān)，超過一定濃度范圍，基本對運輸速率不產(chǎn)生影響，D錯誤。
4.[2021江蘇]細胞可運用不同的方式跨膜轉(zhuǎn)運物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯誤的是（ B ）
A.物質(zhì)自由擴散進出細胞的速度既與濃度梯度有關(guān)，也與分子大小有關(guān)
B.小腸上皮細胞攝入和運出葡萄糖與細胞質(zhì)中各種溶質(zhì)分子的濃度有關(guān)
C.神經(jīng)細胞膜上運入K＋的載體蛋白和運出K＋的通道蛋白都具有特異性
D.腎小管上皮細胞通過主動運輸方式重吸收氨基酸
解析小腸上皮細胞攝入和運出葡萄糖與細胞質(zhì)中葡萄糖分子的濃度有關(guān)，而不是與細胞質(zhì)中各種溶質(zhì)分子的濃度有關(guān)，B錯誤。
5.[2020山東]碘是甲狀腺激素合成的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細胞膜上的鈉—鉀泵可維持細胞內(nèi)外的Na＋濃度梯度，鈉—碘同向轉(zhuǎn)運體借助Na＋的濃度梯度將碘轉(zhuǎn)運進甲狀腺濾泡上皮細胞，碘被甲狀腺過氧化物酶活化后，進入濾泡腔參與甲狀腺激素的合成。下列說法正確的是（ B ）
A.長期缺碘可導(dǎo)致機體的促甲狀腺激素分泌減少
B.用鈉—鉀泵抑制劑處理甲狀腺濾泡上皮細胞，會使其攝碘能力減弱
C.抑制甲狀腺過氧化物酶的活性，可使甲狀腺激素合成增加
D.使用促甲狀腺激素受體阻斷劑可導(dǎo)致甲狀腺激素分泌增加
解析碘是甲狀腺激素合成的重要原料，長期缺碘可導(dǎo)致甲狀腺激素的合成和分泌減少，進而通過反饋調(diào)節(jié)導(dǎo)致機體的促甲狀腺激素分泌增多，A錯誤；甲狀腺濾泡上皮細胞膜上的鈉—鉀泵可維持細胞內(nèi)外的Na＋濃度梯度，鈉—碘同向轉(zhuǎn)運體借助Na＋濃度梯度將碘
轉(zhuǎn)運進甲狀腺濾泡上皮細胞，用鈉—鉀泵抑制劑處理甲狀腺濾泡上皮細胞，會使其攝碘能力減弱，B正確；由題意可知，碘被甲狀腺過氧化物酶活化后，進入濾泡腔參與甲狀腺激素的合成，故抑制甲狀腺過氧化物酶的活性，會使甲狀腺激素的合成減少，C錯誤；使用促甲狀腺激素受體阻斷劑可阻斷促甲狀腺激素對甲狀腺的作用，從而促使甲狀腺激素的分泌量減少，D錯誤。
6.[全國Ⅱ高考]某種H＋－ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細胞懸浮在一定pH的溶液中（假設(shè)細胞內(nèi)的pH高于細胞外），置于暗中一段時間后，溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組，一組照射藍光后溶液的pH明顯降低；另一組先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制劑（抑制ATP水解），再用藍光照射，溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果，下列推測不合理的是（ C ）
A.H＋－ATPase位于保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上，藍光能夠引起細胞內(nèi)的H＋轉(zhuǎn)運到細胞外
B.藍光通過保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的H＋－ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H＋逆濃度梯度跨膜運輸
C.H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋所需的能量可由藍光直接提供
D.溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細胞
解析由題意可知，H＋－ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，細胞內(nèi)的pH高于細胞外，照射藍光后溶液的pH明顯降低，說明藍光能引起細胞內(nèi)的H＋由細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運到細胞外，A合理。對比②中兩組實驗可知，藍光引起細胞內(nèi)H＋轉(zhuǎn)運到細胞外需要通過H＋－ATPase，且由題干中①可知，細胞內(nèi)pH高于細胞外，即細胞內(nèi)H＋濃度低于細胞外，因此H＋為逆濃度梯度轉(zhuǎn)運，B合理。H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋所需的能量由ATP水解直接提供，C不合理。抑制H＋－ATPase的活性，再用藍光照射，溶液的pH不變，說明溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式經(jīng)細胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細胞，D合理。
7.[海南高考，10分]在適宜條件下，測得的某植物根細胞對a、b兩種物質(zhì)的吸收速率與外界溶液中這兩種物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖所示（a、b兩條曲線分別代表植物根細胞對不同濃度a、b兩種物質(zhì)的吸收速率）?；卮鹣铝袉栴}。
（1）根據(jù)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)a是通過自由擴散方式跨膜運輸?shù)摹Ｗ杂蓴U散的含義是物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式。
（2）實驗結(jié)果表明：當(dāng)外界溶液中b的濃度達到一定數(shù)值時，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加?？赡艿脑蚴?載體數(shù)量飽和。
（3）王同學(xué)據(jù)圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，李同學(xué)則認為是協(xié)助擴散。請設(shè)計實驗確定王同學(xué)的判斷是否正確。要求簡要寫出實驗思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論。
實驗思路：將長勢相同的若干某植物根細胞平均分為甲、乙兩組，放入適宜濃度的含有b的培養(yǎng)液中，其中甲組放在氧氣充足條件下，乙組放在無氧條件下，其他條件相同且適宜，一段時間后分別測定根細胞對b物質(zhì)的吸收速率。預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：若甲組根細胞對b物質(zhì)的吸收速率大于乙組，則說明b物質(zhì)的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細胞對b物質(zhì)的吸收速率大致相同，則說明b物質(zhì)的跨膜運輸方式為協(xié)助擴散。
解析（1）自由擴散是指物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式。（2）由于載體的數(shù)量是有限的，當(dāng)外界溶液中b的濃度達到一定數(shù)值時，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加。（3）由于協(xié)助擴散需要載體，但不消耗能量，而主動運輸需要載體，并消耗能量，所以可以通過改變細胞呼吸的方式來確定b的跨膜運輸方式，具體實驗思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論見答案。
學(xué)生用書·練習(xí)幫P391
一、選擇題
1.[2024武威模擬]下列物質(zhì)進出細胞的實例中，不需要載體蛋白協(xié)助，但需要消耗能量的是（ D ）
A.人體成熟紅細胞從血漿中吸收葡萄糖
B.腎小管上皮細胞吸收K＋
C.葉綠體中的氧氣進入線粒體
D.胰島B細胞分泌胰島素
解析人體成熟紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散，該過程需要載體蛋白協(xié)助，但不需要消耗能量，A不符合題意；腎小管上皮細胞吸收K＋的方式為主動運輸，該過程需要載體蛋白和能量，B不符合題意；氧氣進入線粒體的方式為自由擴散，該過程不需要載體蛋白和能量，C不符合題意；胰島B細胞分泌胰島素的方式為胞吐，該過程不需要載體蛋白，但需要消耗能量，D符合題意。
2.[2024福州一中模擬]大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐的方式進出細胞，下列說法錯誤的是（ A ）
A.該過程不需要與膜上蛋白質(zhì)結(jié)合
B.該過程伴隨細胞膜的更新
C.胞吞形成的囊泡可被溶酶體降解
D.該過程需要代謝提供能量
解析胞吞、胞吐過程需要細胞膜上的蛋白質(zhì)的識別等作用，需要與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，A錯誤；胞吞、胞吐的過程涉及膜的融合過程，該過程中伴隨細胞膜的更新，B正確；溶酶體是細胞的“消化車間”，能分解衰老、損傷的細胞器，胞吞形成的囊泡可被溶酶體降解，C正確；胞吞、胞吐的過程需要細胞代謝提供能量，D正確。
3.[2024仙桃模擬]材料1：研究發(fā)現(xiàn)水通過腎小管的速度大大超過了水穿過人工膜（只由磷脂雙分子層構(gòu)成）的速度，蛋白A在腎小管細胞膜中含量豐富。
材料2：科學(xué)家將蛋白A結(jié)合到由人工膜構(gòu)成的脂質(zhì)體上，將其置于低濃度外界溶液中，脂質(zhì)體迅速膨脹至破裂。
材料3：科學(xué)家把蛋白A基因?qū)敕侵拮傅穆涯讣毎辜毎ど弦簿哂辛说鞍譇，置于低濃度的外界溶液中，非洲爪蟾卵母細胞也會迅速膨脹。
閱讀材料，下列說法錯誤的是（ B ）
A.材料1說明水分子進出細胞存在除自由擴散之外的方式
B.材料2導(dǎo)入蛋白A的脂質(zhì)體通過主動運輸吸收水分
C.上述3個材料表明蛋白A是水分子進出細胞的通道蛋白
D.不同組織細胞膜上通道蛋白的種類和數(shù)量一般不同
解析人工膜只由磷脂雙分子層構(gòu)成，腎小管細胞膜富含蛋白A，且水通過腎小管的速度大大超過了水穿過人工膜的速度，說明水分子進出細胞存在除自由擴散之外的方式，A正確；材料2導(dǎo)入蛋白A的脂質(zhì)體，在低濃度外界溶液中，迅速吸水膨脹至破裂，但不消耗能量，是通過協(xié)助擴散方式吸收水分的，B錯誤；上述3個材料表明蛋白A是水分子進出細胞的通道蛋白，C正確；不同組織細胞的功能有差異，所以不同組織細胞膜上通道蛋白的種類和數(shù)量一般不同，D正確。
4.[2023福州質(zhì)檢]囊性纖維化患者支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年時死于肺部感染，相關(guān)機理如圖所示。下列敘述錯誤的是（ D ）
A.圖中Cl－的運輸方式為主動運輸
B.CFTR蛋白異常關(guān)閉，影響H2O向外擴散
C.CFTR蛋白轉(zhuǎn)運Cl－過程中自身的構(gòu)象發(fā)生改變
D.CFTR蛋白轉(zhuǎn)運Cl－過程中形成與之適配的通道
解析圖中Cl－是逆濃度梯度運輸?shù)?，需要ATP水解釋放的能量，屬于主動運輸，A正確。CFTR蛋白異常關(guān)閉，細胞內(nèi)Cl－濃度增大，影響H2O向外擴散，B正確。轉(zhuǎn)運蛋白可以分為載體蛋白和通道蛋白。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，而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變；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，不需要與通道蛋白結(jié)合。CFTR蛋白是載體蛋白，CFTR蛋白轉(zhuǎn)運Cl－過程中自身的構(gòu)象發(fā)生改變，C正確、D錯誤。
5.[2023廣東六校第一次聯(lián)考]如圖為物質(zhì)a進入細胞的示意圖（圖中“●”表示物質(zhì)a）。據(jù)圖判斷，下列敘述錯誤的是（ A ）
A.X與物質(zhì)a結(jié)合后不會產(chǎn)生自身構(gòu)象的改變
B.物質(zhì)a進入細胞的方式是協(xié)助擴散
C.物質(zhì)a的運輸速率受細胞膜上X數(shù)量的限制
D.X表示載體蛋白
解析據(jù)圖可知，X與物質(zhì)a結(jié)合后自身構(gòu)象會發(fā)生改變，A錯誤；圖中物質(zhì)a進入細胞是順濃度梯度進行的，需要載體蛋白協(xié)助，不需要消耗能量，所以物質(zhì)a進入細胞的方式為協(xié)助擴散，其中X為載體蛋白，B、D正確；在協(xié)助擴散過程中，物質(zhì)的運輸速率受細胞膜上載體蛋白數(shù)量的限制，C正確。
6.[2023河南聯(lián)考]Na＋跨膜運輸會使細胞內(nèi)pH發(fā)生改變，引起紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞花青素顏色由淺紫色逐漸變?yōu)樯钏{色。加入細胞呼吸抑制劑后，顏色的改變過程減緩。根據(jù)以上信息，判斷下列分析錯誤的是（ C ）
A.花青素顏色不同時，細胞液的pH不同
B.Na＋的跨膜運輸需要膜載體蛋白的協(xié)助
C.Na＋濃度是限制其跨膜運輸速率的主要因素
D.Na＋的跨膜運輸方式是主動運輸，會消耗ATP
解析由題意可知，pH改變會使紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞花青素顏色由淺紫色逐漸變?yōu)樯钏{色，A正確；由題中“加入細胞呼吸抑制劑后，顏色的改變過程減緩”可知，Na＋的跨膜運輸屬于主動運輸，需要消耗能量，也需要載體蛋白的協(xié)助，B、D正確；影響主動運輸速率的因素主要是溫度、O2濃度、載體蛋白的種類和數(shù)量，C錯誤。
7.[2023武漢調(diào)研]細胞質(zhì)酸化是植物面臨的生存威脅之一。液泡可對細胞內(nèi)的pH起調(diào)節(jié)作用，這與液泡膜上的質(zhì)子泵（H＋載體蛋白）密切相關(guān)，質(zhì)子泵利用ATP水解產(chǎn)生的能量將H＋泵入液泡，以維持細胞質(zhì)pH穩(wěn)定（如圖所示）。下列敘述錯誤的是（ C ）
A.質(zhì)子泵也是一種能催化ATP水解的酶
B.質(zhì)子泵轉(zhuǎn)運H＋的過程屬于主動運輸
C.細胞外環(huán)境、細胞質(zhì)基質(zhì)、液泡液三者中，pH最大的是液泡液
D.細胞膜上的質(zhì)子泵也有助于緩解細胞質(zhì)酸化
解析由圖可知，質(zhì)子泵既是H＋載體蛋白，也是一種能催化ATP水解的酶，A正確；質(zhì)子泵在轉(zhuǎn)運H＋時，需要消耗能量，該過程為主動運輸，B正確；結(jié)合圖示可知，H＋以主動運輸方式進入液泡或排出細胞，方向為低→高，因此細胞質(zhì)基質(zhì)中的H＋濃度低，其pH最大，C錯誤；細胞膜上的質(zhì)子泵可以將細胞質(zhì)中的H＋運出細胞，從而緩解細胞質(zhì)酸化，D正確。
8.[2023河南名校聯(lián)考]如圖是某種小分子物質(zhì)進入細胞時運輸速率與O2濃度的關(guān)系曲線，其他環(huán)境因素都是適宜的。下列有關(guān)敘述正確的是（ D ）
A.該物質(zhì)進入細胞不需要載體蛋白協(xié)助
B.該曲線可表示O2進入組織細胞的運輸速率和O2濃度的關(guān)系
C.A點時運輸速率低是由于沒有能量提供
D.BC段限制運輸速率的因素是細胞膜上轉(zhuǎn)運該物質(zhì)的載體蛋白的數(shù)量
解析題圖中物質(zhì)進入細胞的方式是主動運輸，需要載體蛋白協(xié)助，A錯誤；O2進入組織細胞的方式為自由擴散，不需要能量，B錯誤；A點時運輸速率低是由于細胞通過無氧呼吸供能，提供能量較少，C錯誤；BC段物質(zhì)運輸速率不再升高的原因是細胞膜上轉(zhuǎn)運該物質(zhì)的載體蛋白的數(shù)量有限，D正確。
9.[2023南京六校聯(lián)考]如圖所示，載體蛋白1和載體蛋白2依賴于細胞膜兩側(cè)的Na＋濃度差完成相應(yīng)物質(zhì)的逆濃度梯度運輸。下列敘述正確的是（ D ）
A.圖中所示過程充分體現(xiàn)了細胞膜具有流動性
B.圖中細胞對C6H12O6的吸收方式屬于協(xié)助擴散
C.圖中Na＋－K＋泵只具有轉(zhuǎn)運物質(zhì)的功能，不具有催化功能
D.圖中上面是胞外，下面是胞內(nèi)，胞外pH低于胞內(nèi)pH
解析圖中物質(zhì)的運輸依賴具有專一性的載體蛋白，體現(xiàn)了細胞膜的功能特點——選擇透過性，A錯誤；據(jù)題干信息可知，細胞膜兩側(cè)的Na＋濃度差產(chǎn)生的化學(xué)勢能為細胞吸收C6H12O6提供了能量，因此圖中細胞吸收C6H12O6的方式為主動運輸，B錯誤；據(jù)圖示分析可知，Na＋－K＋泵既能轉(zhuǎn)運K＋、Na＋，又能催化ATP水解，C錯誤；ATP水解發(fā)生在細胞內(nèi)，因此圖中下面為胞內(nèi)，上面是胞外，載體蛋白2依賴于Na＋順濃度梯度產(chǎn)生的化學(xué)勢能將H＋運出細胞，胞外H＋多，因此胞外pH低于胞內(nèi)pH，D正確。
10.[2023四省名校聯(lián)考]麗藻是一種水生植物，其細胞液與它生活的池水中多種離子的濃度比如表所示。下列說法錯誤的是（ C ）
A.麗藻細胞對以上離子的吸收方式均為主動運輸
B.麗藻細胞對以上離子的吸收速率會受環(huán)境溫度影響
C.麗藻細胞對以上離子的吸收與細胞膜的流動性無關(guān)，但與細胞膜的選擇透過性有關(guān)
D.無氧條件下，麗藻細胞對以上離子的吸收速率也不會為0
解析從表中信息可知，4種離子在細胞液中的濃度均高于池水中的濃度，因此麗藻細胞吸收這4種離子是逆濃度梯度進行的，吸收方式均為主動運輸，A正確；主動運輸需要消耗能量，而溫度會影響膜上分子的運動以及呼吸酶的活性，進而影響細胞對離子的主動吸收，B正確；細胞膜對物質(zhì)的吸收具有選擇透過性，其基礎(chǔ)是細胞膜的流動性，麗藻細胞對離子的吸收與細胞膜的流動性有關(guān)，C錯誤；無氧條件下，麗藻細胞無氧呼吸產(chǎn)生的ATP可為主動運輸提供能量，對4種離子的吸收速率不為0，D正確。
二、非選擇題
11.[8分]物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)特點以及細胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
（1）主動運輸作為一種重要的跨膜運輸方式，可以按照生命活動所需吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物。離子或分子與載體蛋白結(jié)合后，在細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu) 發(fā)生（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）變化，將它所結(jié)合的離子或分子從細胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)并釋放出來。與被動運輸相比，主動運輸?shù)奶攸c是逆濃度梯度運輸、需要消耗能量。
（2）HgCl2是一種可以影響ATP水解的細胞代謝抑制劑，為探究主動運輸是否需要能量，科研工作者設(shè)計了圖1所示裝置進行實驗，實驗結(jié)果如圖2所示。
圖1
圖2
①根據(jù)實驗結(jié)果推斷科研人員在實驗前后需測定溶液中磷酸鹽的濃度。
②比較乙組和甲組的結(jié)果，得出的結(jié)論是主動運輸需要消耗能量（或能量供應(yīng)不足會影響主動運輸）。
③與甲組相比，丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是幼嫩組織細胞膜上載體蛋白數(shù)量少（答案合理即可）。
解析（1）載體蛋白在運輸相應(yīng)的物質(zhì)時，其空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，將它所結(jié)合的離子或分子從細胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)并釋放出來。與被動運輸相比，主動運輸具有逆濃度梯度運輸、需要消耗能量的特點。（2）①根據(jù)柱形圖的縱軸是實驗前后溶液中磷酸鹽濃度差可知，需要在實驗前后測定溶液中磷酸鹽的濃度。②HgCl2是一種可以影響ATP水解的細胞代謝抑制劑，乙組錐形瓶中加入了HgCl2溶液，說明其能量供應(yīng)不足，影響了細胞吸收磷酸鹽的量，因此可得出結(jié)論：主動運輸需要消耗能量（或能量供應(yīng)不足會影響主動運輸）。③甲組中材料是成熟胡蘿卜片，丙組中材料是幼嫩胡蘿卜片，其他條件都相同，推測丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是幼嫩組織細胞膜上載體蛋白數(shù)量少。
一、選擇題
12.[2024濟南模擬]當(dāng)細胞通過胞吞攝取大分子時，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)識別并結(jié)合，從而引起這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部；細胞需要胞吐大分子時，先在細胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞。下列說法錯誤的是（ A ）
A.細胞對通過胞吞、胞吐進出細胞的大分子沒有識別功能
B.胞吞、胞吐過程的發(fā)生需要細胞提供能量
C.胞吞形成的囊泡，在細胞內(nèi)可以被溶酶體降解
D.附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)分泌到細胞外的過程屬于胞吐
解析由題意可知，當(dāng)細胞胞吞大分子時，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)識別并結(jié)合，從而引起這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子，可見細胞對通過胞吞、胞吐進出細胞的大分子有識別功能，A錯誤；胞吞、胞吐依賴細胞膜的流動性，該過程的發(fā)生需要細胞提供能量，B正確；溶酶體內(nèi)含多種水解酶，胞吞形成的囊泡，在細胞內(nèi)可以被溶酶體降解，C正確；附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)是分泌蛋白，其分泌到細胞外的過程屬于胞吐，D正確。
13.[2024安徽六校聯(lián)考]如圖表示ATP為Ca2＋主動運輸供能的過程，ATP分子末端磷酸基團脫離后與轉(zhuǎn)運Ca2＋的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而使其磷酸化，轉(zhuǎn)運Ca2＋的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也會改變。下列相關(guān)分析錯誤的是（ B ）
A.轉(zhuǎn)運Ca2＋的蛋白質(zhì)的磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，該過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移
B.轉(zhuǎn)運Ca2＋的蛋白質(zhì)本質(zhì)上是通道蛋白，加入蛋白質(zhì)變性劑會降低Ca2＋跨膜轉(zhuǎn)運的速率
C.轉(zhuǎn)運Ca2＋的蛋白質(zhì)既具有運輸Ca2＋的作用也能催化ATP水解
D.ATP分子末端脫去兩個磷酸基團后的產(chǎn)物可作為合成mRNA的原料
解析轉(zhuǎn)運Ca2＋的蛋白質(zhì)是載體蛋白，ATP分子末端磷酸基團脫離后與載體蛋白結(jié)合，載體蛋白發(fā)生磷酸化，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，A正確、B錯誤；由題圖可知，參與Ca2＋主動運輸?shù)妮d體蛋白可以催化ATP水解，C正確；ATP分子末端脫去兩個磷酸基團后的產(chǎn)物是腺嘌呤核糖核苷酸，可作為合成mRNA的原料，D正確。
14.[2024泰安一中檢測，多選]在哺乳動物細胞中發(fā)現(xiàn)的水通道蛋白（AQPs）可分為水選擇型（如AQP2）、水—甘油型（如AQP7）等。其中AQP2只運輸水分子，AQP7既能運輸水分子，又能順濃度梯度轉(zhuǎn)運甘油、尿素等。下列說法正確的是（ BC ）
A.僅有少量水分子通過AQPs進出細胞，多數(shù)水分子通過自由擴散的方式進出細胞
B.通過AQPs進行水分子的跨膜運輸比直接通過磷脂雙分子層要快
C.若抑制AQP2的活性，成熟紅細胞在蒸餾水中破裂的時間會延長
D.當(dāng)機體缺氧時，細胞膜上AQP7排出尿素的速率會明顯降低
解析僅有少量水分子通過自由擴散的方式進出細胞，更多的水分子借助AQPs以協(xié)助擴散方式進出細胞，A錯誤；由于磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性，水分子以自由擴散的方式通過細胞膜時會受到一定阻礙，所以通過AQPs進行水分子的跨膜運輸比直接通過磷脂雙分子層要快，B正確；若抑制AQP2的活性，則通過AQPs進行水分子的跨膜運輸受阻，成熟紅細胞吸水的速率變慢，在蒸餾水中破裂的時間會延長，C正確；細胞膜上AQP7排出尿素的過程屬于協(xié)助擴散，不需要能量，因此當(dāng)機體缺氧時，細胞膜上AQP7排出尿素的速率不會受到影響，D錯誤。
15.[2024揭陽段考]圖甲中曲線a、b表示物質(zhì)跨膜運輸?shù)膬煞N方式，圖乙表示細胞對大分子物質(zhì)“胞吞”和“胞吐”的過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是（ C ）
A.圖甲中曲線a表示自由擴散，曲線b表示協(xié)助擴散或主動運輸
B.圖甲中曲線b達到最大轉(zhuǎn)運速率后的限制因素可能是載體蛋白的數(shù)量
C.圖乙中的胞吞和胞吐過程說明細胞膜具有選擇透過性
D.圖乙中的胞吞和胞吐過程都需要消耗能量
解析分析曲線可知，曲線a表示的運輸方式的轉(zhuǎn)運速率只與被轉(zhuǎn)運分子的濃度有關(guān)，且與濃度呈正相關(guān)，曲線a表示自由擴散；曲線b表示的運輸方式除與被轉(zhuǎn)運分子的濃度相關(guān)外，還與載體蛋白的數(shù)量有關(guān)，屬于協(xié)助擴散或主動運輸，其最大轉(zhuǎn)運速率可能與載體蛋白的數(shù)量有關(guān)，A、B正確。圖乙中的胞吞和胞吐過程說明細胞膜具有一定的流動性，C錯誤。胞吞和胞吐是耗能過程，需要細胞內(nèi)部提供能量，D正確。
16.[2023哈爾濱質(zhì)檢]如圖是某細胞的細胞膜結(jié)構(gòu)模型示意圖。下列列舉的物質(zhì)運輸方式錯誤的是（ B ）
A.用高濃度的鹽水殺菌時，細菌細胞通過a或d的方式失水死亡
B.胰島素通過圖中c方式分泌到細胞外，此過程消耗能量
C.人體紅細胞內(nèi)K＋濃度比血漿高30倍，K＋通過b方式進入紅細胞
D.植物葉肉細胞通過光合作用產(chǎn)生的氧氣通過d方式釋放到外界
解析據(jù)圖分析可知，①表示糖蛋白，②表示磷脂雙分子層，Ⅰ表示細胞外，Ⅱ表示細胞內(nèi)。因為不清楚細菌細胞膜上水通道蛋白的含量，因此細菌細胞內(nèi)的水分子以自由擴散或協(xié)助擴散的方式運輸?shù)郊毎?，A正確。胰島素分泌到細胞外的方式是胞吐，不需要載體蛋白，但消耗能量；而c方式既需要載體蛋白，又消耗能量，是主動運輸，B錯誤。人體紅細胞內(nèi)的K＋濃度遠遠大于血漿中的，K＋由血漿進入紅細胞的方式是主動運輸，即圖中b方式，C正確。氧氣等氣體分子以自由擴散的方式進出細胞，圖中d方式表示自由擴散，D正確。
17.氰化物是一種劇毒物質(zhì)，其可抑制[H]與O2的結(jié)合，使組織細胞不能利用O2。如圖為研究植物根尖細胞吸收K＋的相關(guān)實驗結(jié)果示意圖。下列分析錯誤的是（ D ）
A.根據(jù)圖甲可以判斷植物根尖細胞吸收K＋的方式屬于主動運輸
B.圖甲中，4 h后O2消耗速率下降可能是因為根尖細胞外K＋濃度降低
C.圖乙中，4 h后根尖細胞吸收K＋所消耗的能量可能來自無氧呼吸
D.圖乙中，加入氰化物后，細胞對O2的吸收速率不變
解析據(jù)圖甲分析可知，加入KCl后，一段時間內(nèi)O2消耗速率增大，有氧呼吸可以提供能量，說明植物根尖細胞吸收K＋需要消耗能量，推測植物根尖細胞吸收K＋的方式屬于主動運輸，A正確；圖甲中，4 h后O2消耗速率下降可能是因為根尖細胞外K＋濃度降低，細胞可吸收的K＋量減少，消耗的能量減少，B正確；圖乙中，加入氰化物后，K＋吸收速率降低，又知氰化物可以抑制[H]和O2結(jié)合，使組織細胞不能利用O2，即抑制細胞有氧呼吸的過程，故推測4 h后根尖細胞吸收K＋所消耗的能量可能來自無氧呼吸，C正確；氰化物可使組織細胞不能利用O2，故圖乙中，加入氰化物后，細胞對O2的吸收速率下降，D錯誤。
二、非選擇題
18.[11分]研究發(fā)現(xiàn)，水分子存在兩種跨膜運輸機制：一種是自由擴散，另一種是通過水通道蛋白的協(xié)助擴散。某興趣小組為探究腎小管上皮細胞的吸水方式，進行了如下實驗。
注：Hg2＋能顯著抑制水通道蛋白的活性。
回答下列問題：
（1）自由擴散與協(xié)助擴散的共同點有都是順濃度梯度進行跨膜運輸；不需要消耗能量（答出兩點）。
（2）該實驗選擇腎小管上皮細胞作為實驗材料的原因是腎小管上皮細胞含有較多的水通道蛋白。步驟①中“X”應(yīng)為等量的生理鹽水。步驟②中橫線處的具體操作是在蓋玻片一側(cè)滴加蒸餾水，另一側(cè)用吸水紙引流，重復(fù)多次。
（3）實驗結(jié)果及結(jié)論分析：
若甲組和乙組破裂的細胞數(shù)目基本相同，說明水進入腎小管上皮細胞的主要方式是自由擴散；若甲組破裂的細胞數(shù)目明顯少于乙組，說明水進入腎小管上皮細胞的主要方式是通過水通道蛋白的協(xié)助擴散。
解析（1）自由擴散和協(xié)助擴散都是被動運輸，都是順濃度梯度進行跨膜運輸，不需要消耗能量。（2）該實驗的目的是探究腎小管上皮細胞的吸水方式是自由擴散還是通過水通道蛋白的協(xié)助擴散。腎小管上皮細胞含有較多的水通道蛋白，因此，腎小管上皮細胞是該實驗的合適材料。根據(jù)實驗設(shè)計的控制變量原則，無關(guān)變量要保持相同且適宜，實驗中只能有一個自變量，因此步驟①中參照甲組可知乙組的X為等量的生理鹽水。步驟②中橫線處的具體操作是在蓋玻片一側(cè)滴加蒸餾水，另一側(cè)用吸水紙引流，重復(fù)多次。（3）由于Hg2＋能顯著抑制水通道蛋白的活性，若甲組和乙組破裂的細胞數(shù)目基本相同，說明水跨膜運輸不需要通道蛋白，則水進入腎小管上皮細胞的主要方式是自由擴散；若甲組破裂的細胞數(shù)目明顯少于乙組，說明無水通道蛋白，水基本不能跨膜運輸，則水進入腎小管上皮細胞的主要方式是通過水通道蛋白的協(xié)助擴散。
19.[13分]現(xiàn)有兩瓶質(zhì)量分數(shù)均為30％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透過半透膜，蔗糖分子不能透過。請回答以下問題：
圖1
圖2
（1）有同學(xué)把體積相同的葡萄糖溶液與蔗糖溶液用半透膜隔開（如圖1所示），在一段時間內(nèi)，乙液面的變化情況是先下降后上升，最后乙液面高于（填“高于”“低于”或“等于”）甲液面。
（2）如圖2是生物膜的流動鑲嵌模型及物質(zhì)跨膜運輸示意圖，其中①②③④代表物質(zhì)運輸方式。鯊魚體內(nèi)能積累大量的鹽分，鹽分過高時就要及時將多余的排出體外，且該過程不消耗能量，其跨膜運輸?shù)姆绞绞?② （填序號）；自由擴散是指物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式。
（3）蟾蜍心肌細胞吸收 Ca2＋、K＋的方式是 ④ （填序號）。若用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞，則圖2中不會受到顯著影響的運輸方式是 ①②③ （填序號）。
若對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后Ca2＋吸收明顯減少，但K＋的吸收不受影響，最可能的原因是該毒素抑制了轉(zhuǎn)運Ca2＋的載體蛋白的活性。
解析（1）開始時，雖然兩種溶液的質(zhì)量分數(shù)相同，但由于蔗糖的相對分子質(zhì)量較葡萄糖大，因此，蔗糖溶液的物質(zhì)的量濃度低于葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度，滲透壓較低，水流向葡萄糖溶液一側(cè)，蔗糖溶液側(cè)液面下降。隨著葡萄糖分子通過半透膜進入蔗糖溶液一側(cè)，蔗糖溶液一側(cè)濃度升高，液面上升，故在一段時間內(nèi)，乙液面的變化情況是先下降后上升。隨著葡萄糖分子透過半透膜進入乙側(cè)，乙側(cè)滲透壓高于甲側(cè)，故最終乙液面高于甲液面。（2）將鯊魚體內(nèi)多余的鹽分快速排出體外，且該過程不消耗能量，其跨膜運輸?shù)姆绞绞洽谕ㄟ^離子通道的協(xié)助擴散。（3）蟾蜍心肌細胞吸收Ca2＋、K＋的方式是④主動運輸。若用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞，則圖2中不會受到顯著影響的運輸方式是被動運輸，包括①自由擴散，②③協(xié)助擴散。對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后Ca2＋吸收明顯減少，但K＋的吸收不受影響，說明不是能量供應(yīng)發(fā)生障礙，最可能的原因是該毒素抑制了轉(zhuǎn)運Ca2＋的載體蛋白的活性。課標要求
核心考點
五年考情
核心素養(yǎng)對接
1.舉例說明有些物質(zhì)順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量；有些物質(zhì)逆濃度梯度進出細胞，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、胞吐進出細胞
物質(zhì)出入細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ⅡT3
1.科學(xué)思維——歸納與概括：比較主動運輸、自由擴散、協(xié)助擴散和胞吞、胞吐等概念，歸納幾種物質(zhì)出入細胞方式的過程及其影響因素。
2.社會責(zé)任——將物質(zhì)跨膜運輸?shù)南嚓P(guān)知識運用到生產(chǎn)實踐或生活中，培養(yǎng)考生的社會責(zé)任素養(yǎng)
命題分析預(yù)測
1.高考對本部分的考查多以選擇題的形式呈現(xiàn)，通過一些實例分析物質(zhì)出入細胞的方式及其影響因素，以及比較不同運輸方式之間的異同，但有時候也會以非選擇題的形式呈現(xiàn)。
2.預(yù)計2025年高考會以文字表述、模式圖為載體考查物質(zhì)出入細胞方式的判斷及影響因素
物質(zhì)出入細
胞的方式
被動運輸
主動運輸
自由擴散
協(xié)助擴散
圖例
運輸方向
高濃度→低濃度
低濃度→高濃度
特點
轉(zhuǎn)運蛋白
[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、苯等出入細胞
人的成熟紅細胞吸收葡萄糖
靜息電位恢復(fù)過程中K＋進入細胞、Na＋出細胞
項目
載體蛋白
通道蛋白
不同點
參與的運輸方式
協(xié)助擴散或主動運輸
協(xié)助擴散
是否與被運輸物質(zhì)相結(jié)合
結(jié)合
不結(jié)合
轉(zhuǎn)運對象
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
①均為蛋白質(zhì)；②均分布在細胞的膜結(jié)構(gòu)中；③均控制特定物質(zhì)的跨膜運輸，具有特異性
物質(zhì)出入細胞的方式
胞吞
胞吐
圖例
運輸方向
胞外→胞內(nèi)
胞內(nèi)→胞外
特點
物質(zhì)通過囊泡轉(zhuǎn)移，[7] 不需要轉(zhuǎn)運蛋白，但[8] 消耗（需要）能量
舉例
吞噬細胞吞噬抗原
分泌蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)等的分泌
影響因素
與細胞代謝有關(guān)的因素等
組別
實驗方法
觀察到的現(xiàn)象
1
向槍烏賊的神經(jīng)細胞內(nèi)注入微量的24Na＋
—
—
神經(jīng)細胞周圍溶液中出現(xiàn)24Na＋
2
向槍烏賊的神經(jīng)細胞內(nèi)注入微量的24Na＋
加入甲
藥物
—
神經(jīng)細胞周圍溶液中沒有出現(xiàn)24Na＋
3
向槍烏賊的神經(jīng)細胞內(nèi)注入微量的24Na＋
加入甲
藥物
加入
ATP
神經(jīng)細胞周圍溶液中出現(xiàn)24Na＋
4
向槍烏賊的神經(jīng)細胞內(nèi)注入微量的24Na＋
加入乙
藥物
加入
ATP
神經(jīng)細胞周圍溶液中沒有出現(xiàn)24Na＋
種類
模型
模型解讀
通道蛋白
水通道
1.水通道為一種連續(xù)開放型通道，不與水分子結(jié)合，以保證水分子快速通過磷脂雙分子層；
2.通常對水轉(zhuǎn)運量大的細胞膜上，水通道蛋白的數(shù)量就多，如腎小管和集合管細胞膜
離子
通道
1.不與被運輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合；
2.對被運輸物質(zhì)具有選擇性（對直徑、形狀、大小、電荷等有較高要求）；
3.通道的打開與關(guān)閉需要信號分子的刺激
載體蛋白
離子泵
（ATP
驅(qū)動型）
1.既具有酶的催化功能（催化ATP水解），又具有運輸離子的功能；
2.通過主動運輸?shù)姆绞綄μ囟x子進行跨膜運輸
V型
質(zhì)子泵
1.V型質(zhì)子泵也可以看作H＋離子泵；
2.利用ATP水解釋放的能量，逆濃度梯度轉(zhuǎn)運H＋；
3.位于液泡膜、溶酶體膜、胃黏膜上皮細胞膜上，通過積累H＋來維持酸性環(huán)境；
4.維持細胞質(zhì)基質(zhì)pH中性和細胞器內(nèi)的pH酸性
F型
質(zhì)子泵
（ATP
合成酶）
1.F型質(zhì)子泵為典型的能量轉(zhuǎn)換機制；
2.利用H＋順濃度梯度跨膜運輸產(chǎn)生的能量來合成ATP，又被稱為ATP合成酶；
3.多見于細菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、類囊體薄膜上
選項
通過血腦屏障生物膜體系的物質(zhì)
運輸方式
A
神經(jīng)生長因子蛋白
胞吞、胞吐
B
葡萄糖
協(xié)助擴散
C
谷氨酸
自由擴散
D
鈣離子
主動運輸
離子
K＋
Cl－
Na＋
SO42－
細胞液濃度/池水濃度
1 065
100
46
25
步驟
相關(guān)操作
①
實驗分組：
甲組：腎小管上皮細胞＋生理鹽水配制的HgCl2溶液
乙組：腎小管上皮細胞＋X
②
將甲、乙兩組制成裝片，，顯微鏡觀察
③
統(tǒng)計一段時間內(nèi)細胞破裂的數(shù)目

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