第2单元 素养提升课1 新情境下细胞的物质输入和输出(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

素养提升课 (一)　新情境下细胞的物质输入和输出 1.物质出入细胞的基本模式图 提醒　①图1中A、B、C分别表示组成细胞膜的蛋白质、磷脂双分子层和糖蛋白。②图1中a、e表示主动运输,b表示自由扩散,c(借助通道蛋白)、d(借助载体蛋白)表示协助扩散。③图1中有糖蛋白的一侧为膜的外侧,人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖可以用a表示。④图2中胞吞、胞吐依赖膜的流动性,需消耗能量。 2.新情境下物质运输模式图 (1)通道蛋白模型。 提醒　①水分子进出细胞时,既可以直接穿过磷脂双分子层,也可以穿过水通道蛋白,因此渗透作用的实质是水的自由扩散和协助扩散的叠加,以协助扩散为主。②离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,并且只有在特定刺激发生时才瞬间开放。 (2)离子泵模型。 离子泵也是膜运输蛋白之一,也可看作一类特殊的载体蛋白,能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜,同时消耗ATP释放的能量,属于主动运输。离子泵的本质是水解ATP的酶。被活化的离子泵水解ATP,与水解产物磷酸根结合后自身发生构象的改变,从而将离子由低浓度转运到高浓度处,这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度能。细胞内的离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。 ①钠钾泵。 ②钙泵。 钙泵是Ca2+激活的ATP酶,每水解一个ATP转运两个Ca2+到细胞外,形成钙离子梯度。通常细胞质游离Ca2+浓度很低,胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离的Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。钙离子内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内,因此Ca2+是一种十分重要的信号物质。 ③质子泵。 3.协同运输模型 1.(2023·山东卷,T2)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(　　) A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输 B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 解析　Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,说明H+浓度在溶酶体内较高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,方式属于主动运输,A项正确;溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,若载体蛋白失活,溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B项正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C项正确;细胞质基质中的pH与溶酶体内不同,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶可能失活,D项错误。 答案　D 2.(2023·浙江6月选考,T13)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是(　　) A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化 B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降 C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收 解析　共转运体是转运蛋白,转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,A项错误;据题图分析可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内的H+浓度低于细胞外的H+浓度,蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误;植物组织培养过程中,蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。 答案　B 3.(2024·信阳一模)如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的物质跨膜运输,下列叙述错误的是(　　) A.图甲、乙所示的物质跨膜运输方式都是协助扩散 B.图甲、乙所示蛋白还可参与主动运输过程 C.通道蛋白在起转运作用时,不需要与被转运物质结合 D.水分子既可以通过图乙方式运输,也可以通过自由扩散运输,但前者速率更快 解析　题图甲、乙所示的物质跨膜运输都是顺浓度梯度进行且需要膜上转运蛋白的协助,所以都是协助扩散,A项正确;载体蛋白既可以介导协助扩散,也可以介导主动运输,而通道蛋白只介导协助扩散,B项错误;通道蛋白在起转运作用时,不需要与被转运物质结合,C项正确;水分子既可以借助水通道蛋白进行协助扩散运输,也可以通过自由扩散运输,且前者速率更快,D项正确。 答案　B 4.(2024·泰安模拟)人体甲状腺激素(T3、T4)是含碘的酪氨酸衍生物。如图是甲状腺激素合成和分泌的主要过程(a~d代表生理过程):甲状腺内的滤泡细胞利用从血液中吸收的氨基酸和I-(细胞内I-浓度比血液中高20~25倍),首先合成甲状腺球蛋白并分泌到滤泡腔中,然后经碘化后储存。当机体需要甲状腺激素时,滤泡细胞会回收碘化甲状腺球蛋白,并水解产生T3和T4,释放到血液中。 (1)据图分析,I-通过Na+-I-转运体的运输方式是_____________。Na+-I-转运体和钠钾泵都可以同时参与运输两种物质,从被运输物浓度梯度方面考虑,二者的区别是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)甲状腺激素以碘化甲状腺球蛋白形式储存在滤泡腔内,可供人体利用50~120天之久。当机体需要甲状腺激素时,滤泡细胞通过d过程回收碘化甲状腺球蛋白的方式是_____________,完成d过程需要细胞膜上_____________(填“载体”或“受体”)参与。 (3)临床上治疗甲状腺功能亢进病人时,常用丙硫氧嘧啶抑制c过程,但发现药物起效较慢,试解释可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)细胞膜上Na+-I-转运体的化学本质为蛋白质(载体蛋白),I-依靠这一转运体进入细胞的方式是逆浓度梯度进行的,属于主动运输,其中Na+内流为I-的运输供能。据题意可知,Na+-I-转运体运输的两种物质一种顺浓度梯度一种逆浓度梯度,而钠钾泵运输的两种物质都是逆浓度梯度的。(2)当细胞摄取大分子时,利用细胞膜的流动性,首先是大分子或颗粒附着在细胞膜表面,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,这种现象叫作胞吞,据题图可知,当机体需要甲状腺激素时,滤泡细胞内陷,包裹碘化甲状腺球蛋白回收进入细胞内,即d过程属于胞吞作用。完成d(胞吞)过程需要细胞膜上受体参与识别。(3)临床上治疗甲状腺功能亢进病人时,常用丙硫氧嘧啶以抑制c过程,但发现药物起效较慢,原因是滤泡腔内贮存的碘化甲状腺球蛋白多,需要被耗竭后药效才能体现。 答案　(1)主动运输　Na+-I-转运体运输的两种物质一种顺浓度梯度一种逆浓度梯度,钠钾泵运输的两种物质都是逆浓度梯度的 (2)胞吞　受体　(3)滤泡腔内贮存的碘化甲状腺球蛋白多,需要被耗竭后药效才能体现 学科网（北京）股份有限公司 $$