4.2 主动运输与胞吞、胞吐（精讲导学案）-【帮课堂】2024-2025学年高一生物同步学与练（2019人教版必修1）

第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延伸思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.阐明主动运输的过程、特点和意义。（重点） 2.举例说明胞吞和胞吐的过程。（重点） 3.利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。（难点） · 基础感知 1．主动运输 （1） ，这种方式叫作主动运输。 （2）实例：小肠上皮细胞吸收小肠液中的氨基酸和葡萄糖；多数 逆浓度跨膜运输。 （3）意义：主动运输普遍存在于动植物和 中，通过主动运输来选择吸收 ，排出代谢废物和 。 2．主动运输的条件： 、 。方向： 。自由扩散和协助扩散都是 运输，都 耗能，因此属于被动运输。 3．主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出 和对细胞有害的物质，从而 。（P70） 4．大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的 性） （1）胞吞：细胞外→细胞内， （消耗/不消耗）能量，如 、变形虫摄食等。 （2）胞吐：细胞内→细胞外， （消耗/不消耗）能量，如 等分泌蛋白的分泌。 5．胞吞与胞吐： （1）结构基础：依赖于 。 （2）胞吞：细胞外→细胞内，消耗 。如 、 等。 （3）胞吐：细胞内→细胞外，消耗 。如 。 6．(必修1 P66～67正文)转运蛋白分为 和 两种类型。载体蛋白只容许与自身 相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生 的改变；通道蛋白只容许与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时， 与通道蛋白结合。 7．细胞是开放的生命系统，可通过不同运输方式与外界环境发生物质交换。回答下表中相关问题： 物质运输类型 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐 物质运输方向 顺浓度梯度 （1） （2） / / 需要载体蛋白情况 （3） （填“需要”或“不需要”）转运蛋白 （4） 转运蛋白 （5） 载体蛋白 消耗能量情况 （6） （填“消耗”或“不消耗”）能量 （7） 能量 具体实例 （8） 进入人肝脏细胞（答出两种物质名称即可） （9）葡萄糖进入人 （10） （举出一实例即可） 吞噬细胞吞噬病原体 （11） （举出一实例即可） · 思考提升 1.柽柳是一种强耐盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明(实验材料：形态及生理状况相似的柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水)，写出实验步骤，并预测实验结果。 · 预习检测 4．判断关于主动运输的叙述 (1)同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量可能不同(　 　) (2)在细胞主动运输过程中，均需要ATP水解直接供能(　 　) (3)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(　 　) (4)同种物质进出同一细胞的方式一定相同(　 　) 5．判断关于胞吞、胞吐的叙述 (1)只有某些酶和激素类蛋白质才通过胞吐排出细胞外(　 　) (2)胰腺细胞分泌胰蛋白酶的过程不需要穿过膜结构(　 　) 探究一 主动运输发生条件及影响因素 资料1：肾小球每天滤过钠约500 g，每天尿液中排出3～5 g。 1．探究Na＋进、出肾小管上皮细胞的方式。 肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10 mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 (1)肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 (2) Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 资料2：原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收。 2．探究葡萄糖进出肾小管上皮细胞的方式。 肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na＋浓度差的能量。但是Na＋浓度差的建立是依靠Na＋－K＋泵的，而Na＋－K＋泵需要消耗ATP。 (1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式？ (2)Na＋－K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？ (3)图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？并举例说明。 3．请根据资料分析主动运输的意义。 资料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60 mmol氢离子(H＋)固定酸，这些氢离子必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌氢离子的功能可以确保其从尿液中顺利排出。 4．请据资料分析影响主动运输运输速率的因素。 资料4：若切断肾的供氧渠道，重吸收速率降低。 资料5：载体介导的跨膜运输速率存在饱和现象，表现为载体对所转运物质存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。 探究二 物质跨膜运输方式的比较和影响因素 1．列表比较主动运输和被动运输 运输方式 方向 转运蛋白 能量 实例 被动运输 自由扩散 顺浓度梯度 不需要 不需要 O2、CO2、乙醇、甘油、苯等 协助扩散 顺浓度梯度 需要 不需要 水、葡萄糖、某些离子等 主动运输 逆浓度梯度 需要 需要 小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K＋等 2.分析下列曲线所代表的物质跨膜运输方式及物质运输速率的影响因素 (1)①的运输方式是自由扩散， 影响物质运输速率的因素是物质浓度。 (2)②的运输方式是协助扩散或主动运输。 影响a点运输速率的因素是物质浓度；b点之后运输速率不再改变的原因是膜上转运蛋白的数量有限(主动运输还受能量限制)。 (3)③的运输方式是自由扩散或协助扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输。 (4)④的运输方式是主动运输。a点所需能量来自无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是氧气浓度；c点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。 ★易错提示： 1.温度也会影响物质运输速率 2.胞吞、胞吐的易错点 (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。 探究三 胞吞与胞吐和物质跨膜运输 1．胞吞与胞吐 (1)胞吞的过程：大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起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，进入细胞内部的现象。 (2)胞吐的过程：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，并与之融合，将大分子排出细胞的现象。 (3)特点 在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 2．细胞膜具有选择透过性的结构基础 细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 3．胞吞与胞吐的结构基础：需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 · 基础过关练 一、单选题 1．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（　　） A．低温会影响植物对矿质元素离子的吸收速率 B．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞液浓度升高 C．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分 D．台盼蓝不能进入活细胞进行染色，体现了细胞膜具有一定的流动性 2．胞吞和胞吐是物质进出细胞的一种重要方式，如图为胞吞和胞吐过程示意图。下列叙述错误的是（    ） A．物质通过胞吞和胞吐进出细胞的过程均需要膜蛋白参与 B．在物质进出细胞的过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，并且需要消耗能量 C．物质通过胞吞和胞吐进出细胞的过程主要依赖于细胞膜的选择透过性 D．分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到细胞外的过程属于胞吐，穿0层膜 3．研究表明，植物根系的细胞膜上广泛存在Shaker钾离子通道和HKT钾离子转运体。Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞，而HKT钾离子转运体则借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量，同向转运K+和H+进入根细胞。下列分析正确的是（    ） A．植物根系细胞跨膜运输K+的方式包括协助扩散和主动运输 B．氧气供应是否充足会影响Shaker钾离子通道转运K+的速率 C．Shaker钾离子通道转运K+，使根细胞内的K+浓度高于细胞外 D．HKT钾离子转运体既可转运K+也可转运H+，二者转运原理相同 4．维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7—脱氢胆固醇转化而来，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是（    ） A．维生素D3、磷脂、性激素和脂肪等都是脂质 B．肾脏细胞释放羟化酶时需要利用载体蛋白 C．人体血液中钙含量过低会出现抽搐的现象 D．人体缺钙时，在补钙的同时还需要补充维生素D3 5．细胞内生物膜在结构上具有一定连续性，相关叙述错误的是（    ） A．内质网通过“出芽”形成的囊泡，可与高尔基体膜融合 B．为了便于物质运输，细胞质中的囊泡可与核糖体膜融合 C．胞吞时，细胞膜向内凹陷形成的囊泡，可进入细胞内部 D．来自高尔基体的囊泡可移动到细胞膜处并与细胞膜融合 6．正常情况下，甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（    ）    A．甲运出细胞一定有载体蛋白的参与 B．甲进入细胞一定需要能量 C．乙运出细胞一定有蛋白质的参与 D．乙进入细胞一定不需要能量 7．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（　　） A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B．呼吸抑制剂会降低依赖离子泵运输的物质的运输速率 C．蛋白质变性剂会提高依赖离子泵运输的物质的运输速率 D．Na⁺-K⁺泵是一种典型的离子泵, 胞外富集K⁺，胞内富集 Na⁺ 8．下图为细胞的物质运输方式的示意图、下列叙述错误的是（    ） 注：①②③④为运输方式：abcd为被运输物质    A．①②③属于被动运输，不需细胞供能 B．②③④都需要转运蛋白参与物质运输 C．③④具有特异性，而②不具特异性 D．胞吞、胞吐不属于图中的任何一种运输方式 9．下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质，有关说法错误的是（    ） A．细胞识别与①有关 B．细胞膜功能的复杂程度主要与②有关 C．细胞膜主要由②和③组成 D．有②参加的物质运输一定为主动运输 10．下图是物质进出细胞的两种运输方式示意图，以下说法正确的是（    ）    A．若a是白细胞吞噬病菌的过程，入侵的病菌被杀死与溶酶体内合成的多种水解酶有关。 B．b该过程需要细胞识别，消耗能量 C．变形虫通过a过程分泌蛋白酶和通过b过程进行摄食体现了细胞膜的结构特性 D．通过胞吞、胞吐方式转运的物质可以大分子物质也可以是小分子 二、非选择题 11．小肠上皮细胞能从肠腔吸收多种营养物质并跨膜运输到组织液中，相关物质运输方式如图2所示。图1是物质跨膜运输方式示意图，I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质，a~e表示不同的跨膜运输。请回答下列问题。    (1)图1中细胞膜的基本支架是［    ］ （填数字和名称），该图主要体现了细胞膜具有 的功能。 (2)据图2可知，肠腔内的葡萄糖以 的方式进入小肠上皮细胞，与该方式相比，③运输葡萄糖的特点有 。葡萄糖进出小肠上皮细胞的跨膜运输分别对应图1中的 （填字母）所示的运输。 (3)小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+，可以维持细胞内Na+ （填“高浓度”或“低浓度”）状态，图二中的载体蛋白都具有专一性，具体来说，是指 。 (4)水分子除了图2所示的运输方式之外，主要是以图1中的 （填字母）方式进行运输。图2中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是 ，该过程中多肽穿过 层磷脂分子。 (5)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞，结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H218O，则H218O的生成部位是 。 12．如图甲表示跨膜运输的几种方式，图乙表示物质通过膜运输的速率（纵坐标）随环境变化的曲线，请据图回答：    (1)人的红细胞吸收葡萄糖方式用图甲中 （填字母）表示：CO2进出细胞的方式是图甲中 （填字母），与图乙中的 （选填①/②/③）曲线相符。 (2)图乙③曲线与图甲中的 （填字母）代表的运输方式一致；图乙中的曲线出现BC段的主要原因是 。 (3)若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果K+的吸收显著减少，而（CH2O），等物质的吸收不受影响，其可能的原因是 。 (4)在动物细胞膜上，除了图甲中所示的物质外，还有一种重要物质，这种物质叫 。 (5)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是 。 · 能力提升练 一、单选题 1．如图为小肠上皮细胞转运葡萄糖过程示意图，下列有关叙述正确的是（    ） A．面向肠腔的小肠上皮细胞膜面积更大，有利于食物的消化和吸收 B．葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式均为协助扩散，而Na+出入方式均是主动运输 C．抑制线粒体的功能影响K+通过Na+-K+泵的转运速率 D．能同时转运葡萄糖和Na+的载体蛋白不具有特异性 2．图表示人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖的相关过程，相关叙述正确的是（    ）    A．蛋白质 1 运输 Na+和 K+ 的方式和方向不同 B．蛋白质 1 、2 运输 Na+ 的方式都是主动运输 C．蛋白质 2 、3 运输葡萄糖的方式都是协助扩散 D．此细胞吸收葡萄糖需要蛋白质 1、2、3 的密切配合 3．植物通过光合作用在叶肉细胞的细胞质中合成蔗糖，如图表示蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程，其中①表示H+-蔗糖同向运输载体，②表示H+-ATP酶，③表示W载体。韧皮薄壁细胞内能积累高浓度的蔗糖。下列相关叙述不正确的是（    ）    A．蔗糖通过协助扩散出韧皮薄壁细胞 B．胞间连丝可以进行细胞间的信息交流，对生物体有着重要意义，但胞间连丝不能进行物质运输 C．抑制细胞呼吸，蔗糖进入伴胞的运输会受影响 D．图示过程说明某些转运蛋白兼有酶活性 4．耐盐植物能够在高盐胁迫的逆境中正常生长，其根细胞独特的转运机制发挥了十分重要的作用。下图耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，下列叙述错误的是（    ） A．图中SOS1、HKT1和NHX需要在核糖体上合成 B．抑制细胞呼吸会降低盐碱地植物细胞液的浓度，不利于其渗透吸水 C．当高盐胁迫时，Na+进入根细胞需要ATP提供能量 D．膜两侧的H+浓度差与耐盐植物对离子毒害的抗性强弱有关 5．将若干生理状况基本相同，长度为3cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液（实验组）和清水（对照组）中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小 B．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖 C．实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多 D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大 6．植物细胞膜上有阴离子通道也有K+通道，其中阴离子通道对通透能力远远大于Cl-，在高浓度盐胁迫下，K+主动运输受阻，细胞吸收Cl-受阻，甚至Cl-外排，此时K+从细胞外运输到细胞内主要通过离子通道Kint蛋白。而阴离子通道可与Kint蛋白互相作用，抑制其活性。据此分析，下列说法错误的是（    ） A．植物细胞的质壁分离与复原可在一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用 B．在一定浓度的KCl溶液中，植物细胞可发生质壁分离，但有可能不能复原 C．若在溶液中加入细胞呼吸抑制剂，则植物细胞也可能从外界吸收K⁺ D．KNO₃溶液中，已发生质壁分离的植物细胞会大量吸收K⁺使细胞液浓度升高，进而发生复原 7．NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。铵毒发生后，适当增加硝酸盐会缓解铵毒。下列说法正确的是（    ） A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输 C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会使细胞外酸化增强而缓解铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 8．心肌细胞膜上有多种离子转运蛋白，如 Na⁺/K⁺泵和钠钙交换体。Na⁺/K⁺泵转运 Na⁺和K⁺的过程如图甲所示。钠钙交换体有前向型和反向型两种工作模式，如图乙所示。乌本苷等强心剂能抑制心肌细胞的Na⁺/K⁺泵的活性，使细胞内Na⁺浓度增高，从而提高细胞内外的钠钙交换，致使Ca²⁺流动异常并最终导致心肌收缩加强。下列相关说法错误的是（    ）    A．Na⁺/K⁺泵在转运 Na⁺和K⁺的过程中多次发生空间结构的改变 B．Na⁺/K⁺泵磷酸化后与Na⁺亲和力减小，去磷酸化后与K⁺亲和力增大 C．推测前向型钠钙交换体运输Ca²⁺的方式是主动运输 D．推测乌本苷可提高反向型钠钙交换体的活性，Ca²⁺内流增强 9．下图为肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的示意图，下列叙述错误的是（    ）    A．葡萄糖在膜载体GLUT₂ 的参与下进行协助扩散 B．葡萄糖与膜载体SGLT₂ 结合，使其空间结构改变 C．Na+浓度差的建立依靠钠钾泵参与的主动运输 D．葡萄糖通过载体SGLT₂ 进入细胞时需要ATP 直接供能 10．拟南芥液泡膜上存在Na+-H+逆向转运蛋白，可将Na+逆浓度运进液泡内，部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，下列叙述错误的是（    ）    A．细胞质基质的pH大于细胞液 B．Cl-和H2O跨液泡膜的转运方式为被动运输 C．Na+在液泡中积累可增强细胞吸水能力 D．减少载体蛋白1的表达量有助于提高拟南芥的耐盐性 二、非选择题 11．细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质交换，细胞膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式，甲~戊表示不同的物质或细胞结构。回答以下相关问题： (1)图中结构甲的名称是 。图中戊表示由磷脂分子构成的封闭囊泡，可以作为药物的运载体。嵌入囊泡内的药物A属于 (填“脂溶性”或“水溶性”)分子，囊泡能将药物运送至特定的细胞，依赖于细胞膜具有 的功能。 (2)据图分析，①方式运输的物质最可能是 (填“氨基酸”“氧气”或“NO3-”)。生物膜对K+和C1-的运输存在明显差异，造成这种差异的主要原因是 。 (3)低温处理法、载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞，细胞呼吸抑制法会影响图中的 (填序号)转运方式；已知某时间段轮藻吸收K的方式为主动运输，若想抑制K+进入轮藻细胞，而不影响其他物质进出，可选用 法。 (4)已知细胞质基质的pH为7.0，溶酶体内部pH为5.0左右，那么细胞质基质中的H+进入溶酶体内的运输方式与图中 (填序号)相同，溶酶体内少量的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤，原因是 。 12．研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于 ，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。 (2)耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是 。当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于 上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。 (3)为减少Na＋对胞内代谢的影响，这种H＋分布特点可使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。Na＋转运到细胞膜外或液泡内所需的能量来自 。 (4)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证（简要写出实验设计思路）。 。 13．血浆中胆固醇含量过高是导致动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的一种重要原因。胆固醇主要在肝细胞中合成，在血液中通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)颗粒形式运输到其他组织细胞(靶细胞)中，以满足这些细胞对胆固醇的需要，同时降低血浆中胆固醇含量。下图是LDL 通过受体介导进入细胞的途径。 (1)胆固醇除参与血液中脂质的运输，还参与构成 。LDL 能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中，与其结构中的 与靶细胞膜上的LDL 受体结合直接相关。 (2)LDL 通过途径① 方式进入靶细胞，形成网格蛋白包被的囊泡，经过脱包被作用后与胞内体(膜包裹的囊泡结构)融合。含有LDL 的胞内体可通过途径③被转运到 中，被其中的水解酶降解，胆固醇被释放进入细胞质基质。由图可知，细胞膜表面LDL 受体的来源有两个，一是 ，二是 。 (3)由图可知，当细胞中的胆固醇含量过高时，会通过 、 ，以及促进胆固醇酯的储存，使游离胆固醇的含量维持在正常水平。 (4)随着生活水平的提高，因糖、脂过量摄入导致的肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等代谢性疾病高发。非酒精性脂肪性肝炎患者血液中甘油三酯和胆固醇偏高。为探究药剂 Exendin-4在脂质代谢中的作用，科研人员设计以下实验： ①将非酒精性脂肪性肝炎模型小鼠均分为甲、乙、丙三组。 ②甲组给予正常饮食作为对照；乙、丙两组均给予高脂饮食，乙组腹腔注射适量生理盐水，丙组腹腔注射 。 ③注射一周后检测三组小鼠血液中的甘油三酯和胆固醇含量，结果如图所示。 根据实验结果可判断，Exendin-4 对非酒精性脂肪性肝炎小鼠血脂的作用效果是 。为了更好地研究 Exendin-4 使用效果，还需要进一步确定该药物的使用量，实验思路为 。 · 思维拓展练 知识拓展——小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛，对吸收来自肠腔的营养物质有重要意义。如图1为氨基酸从肠腔内进入组织细胞的简要过程。新生儿小肠上皮细胞还能直接吸收母乳中的免疫球蛋白到血液中。人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖由于二糖的水解而局部浓度高于细胞内，这部分葡萄糖能通过GLUT2转运；大部分葡萄糖通过SGLT1转运，过程如图2所示。 (1)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞是什么运输方式？判断的依据是什么？氨基酸从小肠上皮细胞到组织液是什么运输方式？ (2)Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，所需Na＋转运蛋白的空间构象是否发生改变？并说明理由。 (3)新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？ (4)小肠上皮细胞通过SGLT1、GLUT2转运葡萄糖分别属于什么运输方式？ (5)只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗？ 思维训练 一、单选题 1．细胞内Ca2+与多种生理活动密切相关，而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位，其参与的部分Ca2+运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） 注：转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体，即从线粒体运出1个Ca2+的同时，运入3~4个Na+；MCU为Ca2+通道蛋白。 A．人体内钙元素只能以离子形式存在，血钙过高会导致肌无力 B．图中Ca2+通过MCU时，不需要与MCU结合，构象不改变，且不消耗能量 C．线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输，且不消耗能量 D．NCL X还可调节线粒体内的电位，其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍 2．植物若要正常生存，就需要将光合作用产生的蔗糖通过维管组织分配到非光合组织中去。在此之前，需要先将蔗糖逆浓度转运至叶脉特定的细胞中，此过程需借助质子—蔗糖共转运蛋白，相关过程如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．该物质运输过程主要体现了细胞膜的结构特点 B．质子泵的存在使细胞内外H⁺的浓度差得以维持 C．细胞内外H⁺的浓度差越大蔗糖分子运输速率越快 D．改变O2浓度不会对植物细胞运输蔗糖的速率产生影响 3．正常生物体细胞中溶酶体H+、Cl-跨膜转运机制如图所示，其中Cl-进入溶酶体需借助于相同转运蛋白上H+顺浓度梯度运输产生的势能。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．通过H+载体蛋白将H+运入溶酶体的方式为主动运输 B．使用ATP合成抑制剂可引起溶酶体内的吞噬物积累 C．突变体细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时清除 D．溶酶体破裂后释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 4．葡萄糖转运蛋白(GLUT)是转运葡萄糖进入细胞的载体蛋白。我国科学家成功解析了人的 GLUT处于不同构象的晶体结构。下列相关叙述不正确的是（    ） A．亲水的葡萄糖难以自由扩散进入细胞 B．葡萄糖转运依赖于 GLUT 的构象改变 C．线粒体外膜上应分布着大量的GLUT D．GLUT的结构异常可能会引发细胞外葡萄糖浓度上升 5．通常情况下，盐碱水浸到普通植物根周围的环境时，Na+通过HKT1的协助大量进入根细胞，同时抑制了K+进入根细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活从而影响多种蛋白质的正常合成。碱蓬草等耐盐植物能够在轻度盐碱地中生长良好，归功于其根细胞独特的物质转运机制。下图是碱蓬草植物根细胞与耐盐有关的结构示意图，其中SOS1、HKT1、AKT1、NHX是膜上的转运蛋白，Ca2+可调节上述转运蛋白的活性。下列说法错误的是（    ） A．盐碱水对普通植物生长不利的原因除根细胞中Na+/K+比例的改变而引起酶失活外，还有根细胞的渗透失水 B．耐盐碱植物细胞膜外、液泡的pH均为5.5，而细胞质基质的pH为7.5，主要原因是细胞膜和液泡膜上的ATP—H+泵以主动运输的方式转运H+ C．耐盐碱植物细胞膜外、液泡、细胞质基质的H+的分布差异为SOS1、NHX两种转运蛋白运输Na+提供动力，从而可减少Na+对细胞内代谢的影响 D．由题推测，耐盐碱植物细胞质基质中的Ca2+可促进HKT1的活性，抑制AKT1的活性，使细胞内蛋白质的合成恢复正常 二、非选择题 6．Na+ 、K+进出细胞所需的转运蛋白极为多样，如通道蛋白和依赖于 ATP水解供能的Na+- K+泵。通道蛋白包括受膜电位变化调控的电压门控通道和受某些特定化学物质调控的配体门控通道等。其中Na+-K+ 泵每一次工作循环可在转运3个 Na+的同时反向转运2个K+。乌本苷是一种可以特异性抑制Na+ - K+泵的药剂。 (1)Na+经 Na+-K+ 泵跨膜转运与经通道蛋白跨膜转运不同，区别是后者 （答出两点即可）。 (2)人体组织细胞内外的相关离子浓度如图1。据图分析，Na+转运出细胞外所需 的转运蛋白是 （ 填 “Na+- K+ 泵”或“电压门控通道”或“配体门控通 道”）,判断依据是 。 (3)浸泡于等渗培养液中的哺乳动物成熟红细胞经乌本苷处理后形态 （填“会”或“不会”）发生改变，判断依据是 。 (4)图2为神经肌肉接头（突触）示意图，推测ACh 配体门控Na+ 通道主要存在于图中骨骼肌细胞膜的 （ 填 “A 区”或 “B 区”）,依据是 。 7．在高盐胁迫下，Na+以协助扩散的方式大量进入根部细胞，同时抑制了K+进入细胞，导致细胞中Na+、K+的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。科研团队开发出耐盐的海水稻，与传统水稻相比，海水稻的根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，使其能在土壤盐分为3%~12%的中重度盐碱地生长。如图是与海水稻耐盐碱相关的生理过程示意图（HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白）。分析回答下列问题： (1)高浓度的盐使土壤渗透压升高，导致根细胞发生 ，影响植物的正常生长代谢。 (2)根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同主要机制是由 将H+转运到细胞外和液泡内来维持。 (3)海水稻根细胞细胞质基质中Na+过度积累会阻碍其生长，在盐胁迫下，SOS1发生磷酸化，Na+通过 方式运出细胞的能力增强，同时细胞质基质中的Ca2+浓度增加会 （激活/抑制）HKT1活性， （激活/抑制）AKT1活性，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。进一步研究发现，高盐可诱导H2O2产生，H2O2进而促进L蛋白进入细胞核，L蛋白进入细胞核能促进SOS1基因表达。从SOS1的角度分析海水稻耐盐的原因 。 8．马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图，图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题： (1)图1所示的代谢过程中，需要光反应产物参与的过程是 (填标号)。为马铃薯叶片提供C18O2,块茎中会出现18O的淀粉，请写出18O转移的路径：C18O2→ →淀粉。 (2)图2中甲具有 酶活性。乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白，在成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUTl的表达水平降低，叶片中可溶性糖和淀粉总量 ,最终导致块茎产量 。 (3)科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料，研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响，在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h(长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时间处理，保持其他条件相同且适宜，培养一段时间后，发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有块茎生成，结果如图。 ①分析上述信息可知，光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有 (至少写出两点)。 ②分析上图，单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 。 ③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组，对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减少量为Amg;某实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg,实验叶片的面积为Ccm2,则该组的光合速率可以表示为 。若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响，并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择 (填“长日照”“中日照”或“短日照”)组的植株为实验材料。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延伸思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.阐明主动运输的过程、特点和意义。（重点） 2.举例说明胞吞和胞吐的过程。（重点） 3.利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。（难点） · 基础感知 1．主动运输 （1） ，这种方式叫作主动运输。 （2）实例：小肠上皮细胞吸收小肠液中的氨基酸和葡萄糖；多数 逆浓度跨膜运输。 （3）意义：主动运输普遍存在于动植物和 中，通过主动运输来选择吸收 ，排出代谢废物和 。 【答案】 物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 离子 微生物细胞 所需要的物质 对细胞有害的物质 2．主动运输的条件： 、 。方向： 。自由扩散和协助扩散都是 运输，都 耗能，因此属于被动运输。 【答案】 需要载体蛋白 需要消耗能量 由低浓度到高浓度 顺浓度梯度 不需要 【详解】主动运输一般是被转运的物质从低浓度向高浓度运输，是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白，需要消耗能量。被动运输包括自由扩散和协助扩散，自由扩散是从高浓度向低浓度运输，是顺浓度梯度运输，不需要载体蛋白，不需要消耗能量；协助扩散是从高浓度向低浓度运输，是顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不需要消耗能量。 3．主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出 和对细胞有害的物质，从而 。（P70） 【答案】 代谢废物 保证细胞和个体生命活动的需求 【详解】主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。 4．大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的 性） （1）胞吞：细胞外→细胞内， （消耗/不消耗）能量，如 、变形虫摄食等。 （2）胞吐：细胞内→细胞外， （消耗/不消耗）能量，如 等分泌蛋白的分泌。 【答案】 流动 消耗 白细胞吞噬病菌 消耗 消化酶、抗体、蛋白质类激素 5．胞吞与胞吐： （1）结构基础：依赖于 。 （2）胞吞：细胞外→细胞内，消耗 。如 、 等。 （3）胞吐：细胞内→细胞外，消耗 。如 。 【答案】 膜的流动性 能量 变形虫摄食 白细胞吞噬病原体 能量 胰岛素、抗体等分泌蛋白的分泌 6．(必修1 P66～67正文)转运蛋白分为 和 两种类型。载体蛋白只容许与自身 相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生 的改变；通道蛋白只容许与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时， 与通道蛋白结合。 【答案】 载体蛋白 通道蛋白 结合部位 自身构象 直径和形状 大小和电荷 不需要 【详解】转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白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，并且分子或离子通过时不需要与通道蛋白结合。 7．细胞是开放的生命系统，可通过不同运输方式与外界环境发生物质交换。回答下表中相关问题： 物质运输类型 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞 胞吐 物质运输方向 顺浓度梯度 （1） （2） / / 需要载体蛋白情况 （3） （填“需要”或“不需要”）转运蛋白 （4） 转运蛋白 （5） 载体蛋白 消耗能量情况 （6） （填“消耗”或“不消耗”）能量 （7） 能量 具体实例 （8） 进入人肝脏细胞（答出两种物质名称即可） （9）葡萄糖进入人 （10） （举出一实例即可） 吞噬细胞吞噬病原体 （11） （举出一实例即可） 【答案】 顺浓度梯度 逆浓度梯度 不需要 需要 不需要 不消耗 消耗 氧气、水、甘油、脂肪酸、乙醇等 红细胞 红细胞吸收K+、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞、植物根细胞吸收矿物质离子等 胰岛B细胞分泌胰岛素、神经元分泌神经递质等 【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要载体蛋白协助，不消耗能量。 2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。 3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。 4、大分子物质运输方式是胞吐和胞吐，依赖于膜的流动性，需要消耗能量。 【详解】协助扩散和自由扩散都属于被动运输，是顺浓度梯度进行的，主动运输是逆浓度梯度的。 自由扩散和胞吞、胞吐不需要载体蛋白。协助扩散和主动运输需要载体蛋白。 自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，主动运输和胞吐、胞吐需要消耗能量。 氧气、水、甘油、脂肪酸、乙醇等进入细胞是自由扩散；葡萄糖进入红细胞是协助扩散；红细胞吸收K+、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞、植物根细胞吸收矿物质离子等是主动运输；胰岛B细胞分泌胰岛素、神经元分泌神经递质等是胞吐作用。 · 思考提升 1.柽柳是一种强耐盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明(实验材料：形态及生理状况相似的柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水)，写出实验步骤，并预测实验结果。 提示：实验步骤：①将柽柳幼苗随机均分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中；②甲组柽柳幼苗的培养液中加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养；③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。预期实验结果：若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。 · 预习检测 4．判断关于主动运输的叙述 (1)同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量可能不同(　√　) (2)在细胞主动运输过程中，均需要ATP水解直接供能(　×　) (3)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(　×　) (4)同种物质进出同一细胞的方式一定相同(　×　) 5．判断关于胞吞、胞吐的叙述 (1)只有某些酶和激素类蛋白质才通过胞吐排出细胞外(　×　) (2)胰腺细胞分泌胰蛋白酶的过程不需要穿过膜结构(　√　) 探究一 主动运输发生条件及影响因素 资料1：肾小球每天滤过钠约500 g，每天尿液中排出3～5 g。 1．探究Na＋进、出肾小管上皮细胞的方式。 肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10 mmol·L－1，远低于细胞外。ATP为一种能源物质。 (1)肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 提示：协助扩散；Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。 (2) Na＋以何种方式运出肾小管上皮细胞？请说出判断依据。 提示：主动运转；逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，且消耗能量。 资料2：原尿中的葡萄糖在肾小管几乎全部被重吸收。 2．探究葡萄糖进出肾小管上皮细胞的方式。 肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na＋浓度差的能量。但是Na＋浓度差的建立是依靠Na＋－K＋泵的，而Na＋－K＋泵需要消耗ATP。 (1)图中葡萄糖进、出肾小管上皮细胞分别是何种方式？ 提示：图中葡萄糖进入肾小管上皮细胞为主动运输；出肾小管上皮细胞为协助扩散。 (2)Na＋－K＋泵对葡萄糖的运输有无影响？ 提示：有影响。 (3)图中同一种物质进出细胞的方式是否相同？并举例说明。 提示：不同，如葡萄糖、Na＋。 3．请根据资料分析主动运输的意义。 资料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被肾小管上皮细胞重吸收，则会排出体外，对人体不利。机体每天可产生40～60 mmol氢离子(H＋)固定酸，这些氢离子必须被中和并由肾脏排出，否则会对机体造成严重危害。肾小管通过主动运输分泌氢离子的功能可以确保其从尿液中顺利排出。 提示：主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 4．请据资料分析影响主动运输运输速率的因素。 资料4：若切断肾的供氧渠道，重吸收速率降低。 资料5：载体介导的跨膜运输速率存在饱和现象，表现为载体对所转运物质存在量的极限，载体与所转运物质的结合达到限度，即使再提高浓度差，也不会再提高运输效率。 提示：氧气供应(或能量供应)和载体蛋白的数量会影响主动运输的速率。 探究二 物质跨膜运输方式的比较和影响因素 1．列表比较主动运输和被动运输 运输方式 方向 转运蛋白 能量 实例 被动运输 自由扩散 顺浓度梯度 不需要 不需要 O2、CO2、乙醇、甘油、苯等 协助扩散 顺浓度梯度 需要 不需要 水、葡萄糖、某些离子等 主动运输 逆浓度梯度 需要 需要 小肠吸收葡萄糖、氨基酸及红细胞吸收K＋等 2.分析下列曲线所代表的物质跨膜运输方式及物质运输速率的影响因素 (1)①的运输方式是自由扩散， 影响物质运输速率的因素是物质浓度。 (2)②的运输方式是协助扩散或主动运输。 影响a点运输速率的因素是物质浓度；b点之后运输速率不再改变的原因是膜上转运蛋白的数量有限(主动运输还受能量限制)。 (3)③的运输方式是自由扩散或协助扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输。 (4)④的运输方式是主动运输。a点所需能量来自无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是氧气浓度；c点之后运输速率不再改变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。 ★易错提示： 1.温度也会影响物质运输速率 2.胞吞、胞吐的易错点 (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。 探究三 胞吞与胞吐和物质跨膜运输 1．胞吞与胞吐 (1)胞吞的过程：大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起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，进入细胞内部的现象。 (2)胞吐的过程：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，并与之融合，将大分子排出细胞的现象。 (3)特点 在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 2．细胞膜具有选择透过性的结构基础 细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 3．胞吞与胞吐的结构基础：需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 · 基础过关练 一、单选题 1．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（　　） A．低温会影响植物对矿质元素离子的吸收速率 B．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞液浓度升高 C．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分 D．台盼蓝不能进入活细胞进行染色，体现了细胞膜具有一定的流动性 【答案】D 【分析】1、低温影响物质跨膜运输，原因是低温会抑制酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量；或者低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能。 2、分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供。 【详解】A、低温影响酶的活性，也影响细胞膜的流动性，因此低温可影响植物根系对矿质元素离子的吸收速率，A正确； B、质壁分离过程中，水分子外流导致细胞液中溶剂减少，导致细胞液渗透压升高，B正确； C、抗体是一种分泌蛋白，而在分泌蛋白的合成和运输过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分，体现了细胞膜具有一定的流动性，C正确； D、台盼蓝不能进入活细胞进行染色，体现了细胞膜的功能特点，即具有选择透过性，D错误。 故选D。 2．胞吞和胞吐是物质进出细胞的一种重要方式，如图为胞吞和胞吐过程示意图。下列叙述错误的是（    ） A．物质通过胞吞和胞吐进出细胞的过程均需要膜蛋白参与 B．在物质进出细胞的过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，并且需要消耗能量 C．物质通过胞吞和胞吐进出细胞的过程主要依赖于细胞膜的选择透过性 D．分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到细胞外的过程属于胞吐，穿0层膜 【答案】C 【分析】1、胞吞作用是细胞从胞外获取大分子和颗粒状物质的一种重要方式，胞外物质通过质膜包裹，质膜内陷并形成膜包被的囊泡，囊泡与质膜脱离进入胞内并在胞内产生一系列的生理活动和生理功能。 2、胞吐：它是通过分泌泡或其他膜泡与质膜融合而将膜泡内的物质运出细胞的过程，是细胞内大分子物质运输的方式。 3、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，并且能够体现细胞膜的流动性。 【详解】A、物质通过胞吞和胞吐进出细胞时，需要细胞膜上蛋白质的识别作用，因此需要膜蛋白的参与，A正确； B、在物质进出细胞的过程中，胞吞和胞吐是普遍存在的现象，该过程涉及膜融合，需要消耗能量，B正确； C、物质通过胞吞和胞吐进出细胞的过程涉及膜融合，依赖于细胞膜的流动性，C错误； D、分泌蛋白属于生物大分子物质，从胰腺的腺泡细胞到细胞外的过程属于胞吐，穿过0层膜结构，D正确。 故选C。 3．研究表明，植物根系的细胞膜上广泛存在Shaker钾离子通道和HKT钾离子转运体。Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞，而HKT钾离子转运体则借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量，同向转运K+和H+进入根细胞。下列分析正确的是（    ） A．植物根系细胞跨膜运输K+的方式包括协助扩散和主动运输 B．氧气供应是否充足会影响Shaker钾离子通道转运K+的速率 C．Shaker钾离子通道转运K+，使根细胞内的K+浓度高于细胞外 D．HKT钾离子转运体既可转运K+也可转运H+，二者转运原理相同 【答案】A 【分析】由题干可知，Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞，为协助扩散，HKT钾离子转运体则借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量，同向转运K+和H+进入根细胞，分别为主动运输和协助扩散。 【详解】A、由题意可知，Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞，HKT钾离子转运体借助细胞外高H+浓度梯度提供的能量，逆K+浓度梯度同向转运K+和H+进入根细胞，两者都需要转运蛋白的协助，顺浓度梯度转运K+的方式为协助扩散，逆浓度梯度转运K+的方式为主动运输，A正确； B、Shaker钾离子通道顺K+浓度梯度转运K+进入根细胞，顺浓度梯度转运K+的方式为协助扩散，不需要能量，不受氧气供应的影响，B错误； C、Shaker钾离子通道顺浓度梯度转运K+，不能使根细胞内的K+浓度高于细胞外，C错误； D、HKT钾离子转运体既可转运K+也可转运H+，前者是主动运输，后者是协助扩散，D错误。 故选A。 4．维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7—脱氢胆固醇转化而来，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是（    ） A．维生素D3、磷脂、性激素和脂肪等都是脂质 B．肾脏细胞释放羟化酶时需要利用载体蛋白 C．人体血液中钙含量过低会出现抽搐的现象 D．人体缺钙时，在补钙的同时还需要补充维生素D3 【答案】B 【分析】脂质的种类和作用：（1）脂肪：生物体内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压减少摩擦的作用；（2）磷脂：构成细胞膜和细胞器膜的重要成分；（3）固醇：①胆固醇：构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输；②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成；③维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 【详解】A、脂质包括脂肪、磷脂和固醇（包括维生素D、性激素和胆固醇），即维生素D3、磷脂、性激素和脂肪等都是脂质，A正确； B、羟化酶属于大分子物质，肾脏细胞释放羟化酶的方式是胞吐，胞吐需要能量和膜上的蛋白质，但不需要载体，B错误； C、人体血液中钙含量过低会出现抽搐的现象，血钙含量过高会引发肌无力，C正确； D、维生素D能够促进肠道对钙和磷的吸收，人体缺钙时，在补钙的同时还需要补充维生素D3，以促进对钙的吸收，D正确。 故选B。 5．细胞内生物膜在结构上具有一定连续性，相关叙述错误的是（    ） A．内质网通过“出芽”形成的囊泡，可与高尔基体膜融合 B．为了便于物质运输，细胞质中的囊泡可与核糖体膜融合 C．胞吞时，细胞膜向内凹陷形成的囊泡，可进入细胞内部 D．来自高尔基体的囊泡可移动到细胞膜处并与细胞膜融合 【答案】B 【分析】生物膜系统概念：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所。（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。 【详解】AD、分泌蛋白的形成过程中，内质网通过“出芽”形成的囊泡，可与高尔基体膜融合，而来自高尔基体的囊泡可移动到细胞膜处并与细胞膜融合，AD正确； B、核糖体是无膜结构的细胞器，B错误； C、胞吞时，细胞膜向内凹陷形成的囊泡，可进入细胞内，该过程体现了细胞膜的流动性，C正确。 故选B。 6．正常情况下，甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况如图所示。在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（    ）    A．甲运出细胞一定有载体蛋白的参与 B．甲进入细胞一定需要能量 C．乙运出细胞一定有蛋白质的参与 D．乙进入细胞一定不需要能量 【答案】A 【分析】题图分析，甲物质细胞外浓度高于细胞内，甲进入细胞是顺浓度，不需要消耗能量；甲运输细胞是逆浓度运输需要消耗能量。乙物质细胞内浓度高于细胞外浓度，乙进入细胞是逆浓度，需要消耗能量；乙运出细胞是顺浓度，如果是自由扩散或者协助扩散就不需要消耗能量。 【详解】A、据图可知，甲物质细胞外浓度高于细胞内，甲运出细胞是逆浓度梯度进行的主动运输，需要消耗能量，一定有载体蛋白的参与，A正确； B、甲进入细胞是顺浓度梯度进行的，不需要能量，B错误； C、据图可知，乙物质细胞内浓度高于细胞外浓度，乙运出细胞是顺浓度梯度进行的，可能是自由扩散或者协助扩散，不一定有蛋白质的参与，C错误； D、乙进入细胞是逆浓度梯度进行的，一定需要能量，D错误。 故选A。 7．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（　　） A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B．呼吸抑制剂会降低依赖离子泵运输的物质的运输速率 C．蛋白质变性剂会提高依赖离子泵运输的物质的运输速率 D．Na⁺-K⁺泵是一种典型的离子泵, 胞外富集K⁺，胞内富集 Na⁺ 【答案】B 【分析】根据题干信息分析，离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，即离子泵既能发挥酶的作用，催化ATP水解，也能发挥载体蛋白的作用，协助相关物质跨膜运输。 【详解】A、离子通过离子泵的跨膜运输需要 ATP 水解提供能量，属于主动运输，而非协助扩散，A 错误； B、 呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，从而影响 ATP 的生成。由于离子泵运输物质依赖 ATP 的水解供能，所以呼吸抑制剂会降低依赖离子泵运输的物质的运输速率，B 正确； C、 蛋白质变性剂会使离子泵变性失活，从而降低依赖离子泵运输的物质的运输速率，C 错误； D、 Na⁺-K⁺泵是一种典型的离子泵，其作用是将细胞内的 Na⁺泵出细胞，同时将细胞外的 K⁺泵入细胞，结果是胞内富集 K⁺，胞外富集 Na⁺，D 错误。 故选B。 8．下图为细胞的物质运输方式的示意图、下列叙述错误的是（    ） 注：①②③④为运输方式：abcd为被运输物质    A．①②③属于被动运输，不需细胞供能 B．②③④都需要转运蛋白参与物质运输 C．③④具有特异性，而②不具特异性 D．胞吞、胞吐不属于图中的任何一种运输方式 【答案】C 【分析】据图分析，①为顺浓度梯度运输，不需要转运蛋白，不消耗能量，为自由扩散；②③为顺浓度梯度运输，需要转运蛋白，不消耗能量，为协助扩散；④为逆浓度梯度运输，消耗能量，需要载体蛋白，为主动运输。 【详解】A、①为自由扩散，②③为协助扩散，属于被动运输，不需细胞供能，A正确； B、②③④都需要转运蛋白参与物质运输，②为通道蛋白，③④为载体蛋白，B正确； C、载体蛋白和通道蛋白都具有特异性，C错误； D、图中物质跨膜运输方式不包括胞吞和胞吐，D正确。 故选C。 9．下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质，有关说法错误的是（    ） A．细胞识别与①有关 B．细胞膜功能的复杂程度主要与②有关 C．细胞膜主要由②和③组成 D．有②参加的物质运输一定为主动运输 【答案】D 【分析】据图分析，①为糖蛋白，②为磷脂分子，③为蛋白质。 【详解】A、①糖蛋白，与细胞识别有关，A正确； B、细胞膜功能的复杂程度主要与②蛋白质的种类和数量有关，B正确； C、细胞膜主要由②磷脂分子和③蛋白质组成，C正确； D、②蛋白质，有②参与的运输不一定是主动运输，可能是协助扩散，D错误。 故选D。 10．下图是物质进出细胞的两种运输方式示意图，以下说法正确的是（    ）    A．若a是白细胞吞噬病菌的过程，入侵的病菌被杀死与溶酶体内合成的多种水解酶有关。 B．b该过程需要细胞识别，消耗能量 C．变形虫通过a过程分泌蛋白酶和通过b过程进行摄食体现了细胞膜的结构特性 D．通过胞吞、胞吐方式转运的物质可以大分子物质也可以是小分子 【答案】D 【分析】分析题图可知，a为胞吞，b为胞吐。 【详解】A、水解酶的化学本质为蛋白质，核糖体是“生产蛋白质的机器”，因此水解酶应在核糖体内合成而不是在溶酶体合成，A错误； B、b为胞吐，胞吐过程不需要细胞识别，但需要消耗能量，B错误； C、分析题图可知，a为胞吞，b为胞吐，变形虫通过b过程分泌蛋白酶，通过a过程进行摄食，体现了细胞膜的结构特性，具有一定的流动性，C错误； D、通过胞吞、胞吐方式转运的物质可以是大分子物质，如蛋白质等，也可以是小分子物质，如神经递质，D正确。 故选D。 二、非选择题 11．小肠上皮细胞能从肠腔吸收多种营养物质并跨膜运输到组织液中，相关物质运输方式如图2所示。图1是物质跨膜运输方式示意图，I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质，a~e表示不同的跨膜运输。请回答下列问题。    (1)图1中细胞膜的基本支架是［    ］ （填数字和名称），该图主要体现了细胞膜具有 的功能。 (2)据图2可知，肠腔内的葡萄糖以 的方式进入小肠上皮细胞，与该方式相比，③运输葡萄糖的特点有 。葡萄糖进出小肠上皮细胞的跨膜运输分别对应图1中的 （填字母）所示的运输。 (3)小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+，可以维持细胞内Na+ （填“高浓度”或“低浓度”）状态，图二中的载体蛋白都具有专一性，具体来说，是指 。 (4)水分子除了图2所示的运输方式之外，主要是以图1中的 （填字母）方式进行运输。图2中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是 ，该过程中多肽穿过 层磷脂分子。 (5)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞，结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H218O，则H218O的生成部位是 。 【答案】(1) [IV]磷脂双分子层 控制物质进出细胞 (2) 主动运输 顺浓度梯度运输、不消耗能量 a、d (3) 低浓度 载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 (4) c 胞吞 0/零 (5)核糖体 【分析】题图分析，图1中a和e过程消耗能量，表示主动运输过程；b表示自由扩散，c、d表示协助扩散，图中上侧有糖蛋白，表示细胞膜的外侧。图1中I~IV表示的物质依次为载体蛋白、通道蛋白、糖蛋白和磷脂双分子层。 【详解】（1）图1中细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，对应图中的Ⅳ；图中的物质以不同方式进出细胞，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，细胞膜的该功能表现出选择透过性的特点。 （2）图2显示，肠腔中葡萄糖的浓度低于小肠上皮细胞，所以葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是从低浓度一边到高浓度一边运输，且需要Na+电化学梯度的势能提供能量，可判断葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输；①是主动运输，③是顺浓度梯度的协助扩散，与①相比，③运输葡萄糖的特点有顺浓度梯度运输、不需要转运蛋白协助、不消耗能量；葡萄糖进出小肠上皮细胞的跨膜运输分别是主动运输和协助扩散，对应图1中的a（从有糖蛋白的外侧逆浓度进入内侧）、d（顺浓度梯度、需要载体蛋白运出出细胞）。 （3）小肠上皮细胞通过②钠钾泵同时运输Na+和K+，进而可以维持细胞内Na+低浓度状态，以保障小肠上皮细胞正常吸收葡萄糖，为小肠上皮细胞吸收葡萄糖提供电化学梯度势能。载体蛋白都具有专一性，具体来说，是指载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。 （4）水分子除了图2所示的运输方式，即自由扩散之外，还主要通过借助水通道蛋白进行协助扩散，对应图1中的c；多肽属于大分子物质，进入细胞的方式是胞吞，该过程中需要穿过0层磷脂分子，即图2中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是胞吞，该过程需要消耗能量。 （5）用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞，结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H218O，说明该水分子是由氨基酸脱水缩合过程产生的，蛋白质的合成过程发生在核糖体上，因此可推测H218O的生成部位是核糖体。 12．如图甲表示跨膜运输的几种方式，图乙表示物质通过膜运输的速率（纵坐标）随环境变化的曲线，请据图回答：    (1)人的红细胞吸收葡萄糖方式用图甲中 （填字母）表示：CO2进出细胞的方式是图甲中 （填字母），与图乙中的 （选填①/②/③）曲线相符。 (2)图乙③曲线与图甲中的 （填字母）代表的运输方式一致；图乙中的曲线出现BC段的主要原因是 。 (3)若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果K+的吸收显著减少，而（CH2O），等物质的吸收不受影响，其可能的原因是 。 (4)在动物细胞膜上，除了图甲中所示的物质外，还有一种重要物质，这种物质叫 。 (5)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是 。 【答案】(1) c b ① (2) a 载体蛋白数量的限制 (3)该毒素抑制了K+载体蛋白的活性 (4)胆固醇 (5)土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成细胞失水，出现萎蔫现象 【分析】甲图中A是膜蛋白，D是糖，a是主动运输，b是自由扩散，c是协助扩散；乙图①代表自由扩散，②代表协助扩散或主动运输，③代表主动运输方式，其中曲线AB段的限制因素是能量的供应多少，BC段的限制因素是载体蛋白的含量。 【详解】（1）人的红细胞吸收葡萄糖方式是协助扩散，即甲图的c。二氧化碳进出细胞的方式是自由扩散，即甲图的b，乙图的①。 （2）乙图的③是主动运输，与甲图的a一致，其中曲线AB段的限制因素是能量的供应多少，BC段的限制因素是载体蛋白的含量。 （3）心肌细胞吸收K+、（CH2O）等物质的方式都是主动运输，都需要载体蛋白协助并消耗能量，但依赖的载体蛋白不同（具有特异性）；若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果K+的吸收显著减少，而CH2O等物质的吸收不受影响，其可能的原因应该是毒素影响K+的载体，而不影响CH2O等载体。 （4）动物细胞膜上含有磷脂、蛋白质、糖类和胆固醇。 （5）盐碱地中，土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成细胞失水，出现萎蔫现象。 · 能力提升练 一、单选题 1．如图为小肠上皮细胞转运葡萄糖过程示意图，下列有关叙述正确的是（    ） A．面向肠腔的小肠上皮细胞膜面积更大，有利于食物的消化和吸收 B．葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式均为协助扩散，而Na+出入方式均是主动运输 C．抑制线粒体的功能影响K+通过Na+-K+泵的转运速率 D．能同时转运葡萄糖和Na+的载体蛋白不具有特异性 【答案】C 【分析】据图分析：葡萄糖进入小肠上皮细胞时，是由低浓度向高浓度一侧运输，属于主动运输；而运出细胞时，是从高浓度向低浓度一侧运输，属于协助扩散。钠离子进入小肠上皮细胞时，是由高浓度向低浓度一侧运输，属于协助扩散。钾离子运出细胞时，是通过Na+﹣K+泵的转运由低浓度向高浓度一侧运输，需要消耗能量，属于主动运输。 【详解】A、由图可知，肠腔一侧膜面积的增大，增加了载体蛋白的数量，有利于食物的吸收，与食物的消化无关，A错误； B、葡萄糖进入小肠上皮细胞时，是由低浓度向高浓度一侧运输，属于主动运输；而运出细胞时，是从高浓度向低浓度一侧运输，需要转运蛋白的协助，属于协助扩散，B错误； C、K+通过Na+-K+泵的转运需要消耗能量，抑制线粒体的功能影响能量供应，所以线粒体的功能影响K+通过Na+-K+泵的转运，C正确； D、能同时转运葡萄糖和Na+的载体蛋白只能转运葡萄糖和Na+，并不能转运任意的物质，说明其具有特异性，D错误。 故选C。 2．图表示人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖的相关过程，相关叙述正确的是（    ）    A．蛋白质 1 运输 Na+和 K+ 的方式和方向不同 B．蛋白质 1 、2 运输 Na+ 的方式都是主动运输 C．蛋白质 2 、3 运输葡萄糖的方式都是协助扩散 D．此细胞吸收葡萄糖需要蛋白质 1、2、3 的密切配合 【答案】D 【分析】小肠上皮细胞吸收葡萄糖是一个重要的生理过程。在物质跨膜运输中，主动运输是指物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量；协助扩散是指物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量。 【详解】A、蛋白质1是钠钾泵，运输Na+和K+的方式都是主动运输，但方向不同，Na+向外运输，K+向内运输，A错误； B、蛋白质1是主动运输，蛋白质2运输 Na+ 的方式是顺浓度梯度的协助扩散，B错误； C、蛋白质2是运输葡萄糖的动力来自钠离子顺浓度梯度运输产生的势能，属于主动运输；而蛋白质3运输葡萄糖是顺浓度梯度的协助扩散，C错误； D、此细胞吸收葡萄糖需要蛋白质 1、2、3 的密切配合，因为它们共同参与了葡萄糖的跨膜运输过程，D正确。 故选D。 3．植物通过光合作用在叶肉细胞的细胞质中合成蔗糖，如图表示蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程，其中①表示H+-蔗糖同向运输载体，②表示H+-ATP酶，③表示W载体。韧皮薄壁细胞内能积累高浓度的蔗糖。下列相关叙述不正确的是（    ）    A．蔗糖通过协助扩散出韧皮薄壁细胞 B．胞间连丝可以进行细胞间的信息交流，对生物体有着重要意义，但胞间连丝不能进行物质运输 C．抑制细胞呼吸，蔗糖进入伴胞的运输会受影响 D．图示过程说明某些转运蛋白兼有酶活性 【答案】B 【分析】题图分析：图中叶肉细胞中蔗糖通过胞间连丝逆浓度梯度运进薄壁细胞，从薄壁细胞运输到细胞外为协助扩散，再由细胞外通过主动运输的方式逆浓度梯度运输到伴胞。 【详解】A、蔗糖出韧皮薄壁细胞是顺浓度梯度运输，且需转运蛋白的协助，属于协助扩散，A正确； B、叶肉细胞产生的蔗糖通过胞间连丝进入韧皮薄壁细胞，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，B错误； C、蔗糖进入伴胞的方式是依靠氢离子顺浓度梯度进入细胞的势能的主动运输，抑制细胞呼吸会影响能量供应，减小细胞膜两侧氢离子的浓度差，故蔗糖进入伴胞的运输会受影响，C正确； D、图示H+-ATP酶既能转运H+，又有ATP水解酶的活性，D正确。 故选B。 4．耐盐植物能够在高盐胁迫的逆境中正常生长，其根细胞独特的转运机制发挥了十分重要的作用。下图耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，下列叙述错误的是（    ） A．图中SOS1、HKT1和NHX需要在核糖体上合成 B．抑制细胞呼吸会降低盐碱地植物细胞液的浓度，不利于其渗透吸水 C．当高盐胁迫时，Na+进入根细胞需要ATP提供能量 D．膜两侧的H+浓度差与耐盐植物对离子毒害的抗性强弱有关 【答案】C 【分析】分析题图，根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输，运输方式为主动运输。 【详解】A、图中SOS1、HKT1和NHX均为蛋白质，需要在核糖体上合成，A正确； B、抑制细胞呼吸会减弱H+-ATP泵逆浓度梯度运输H+进入液泡，进而影响Na+进入液泡，从而降低盐碱地植物细胞液的浓度，不利于其渗透吸水，B正确； C、据图可知，当高盐胁迫时，Na+进入根细胞的方式为协助扩散，不需要ATP提供能量，C错误； D、H+通过主动运输被转运到细胞外，使细胞膜两侧H+的浓度差增大，为H+顺浓度梯度通过SOS1主动运输Na+创造条件，Na+运输出细胞外，能减弱Na+对细胞的毒害作用，因此膜两侧的H+浓度差与耐盐植物对离子毒害的抗性强弱有关，D正确。 故选C。 5．将若干生理状况基本相同，长度为3cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液（实验组）和清水（对照组）中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小 B．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖 C．实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多 D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大 【答案】C 【分析】质壁分离的原因分析：1、外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度；2、内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层；3、表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，发生质壁分离，进而说明原生质层具有选择透过性。 【详解】A、对照组中细胞吸水，但由于细胞壁的伸缩性相对较小，所以细胞体积增大较小，即对照组中萝卜条长度增加较少，A正确； B、细胞发生质壁分离时，当溶质分子不能被细胞吸收时(如蔗糖)，细胞不能发生质壁分离的自动复原;而当溶质分子能够被吸收时(不论是主动吸收如KNO3还是被动吸收如甘油)，细胞能发生质壁分离的自动复原，B正确； C、甘油为脂溶性小分子，进入细胞为自由扩散，所以细胞膜上没有运输甘油的载体蛋白，C错误； D、蔗糖使组织细胞失去水分，所以细胞液浓度变大，甘油组和葡萄糖组由于都吸收了溶质进入细胞，所以细胞液浓度也变大了，D正确。 故选C。 6．植物细胞膜上有阴离子通道也有K+通道，其中阴离子通道对通透能力远远大于Cl-，在高浓度盐胁迫下，K+主动运输受阻，细胞吸收Cl-受阻，甚至Cl-外排，此时K+从细胞外运输到细胞内主要通过离子通道Kint蛋白。而阴离子通道可与Kint蛋白互相作用，抑制其活性。据此分析，下列说法错误的是（    ） A．植物细胞的质壁分离与复原可在一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用 B．在一定浓度的KCl溶液中，植物细胞可发生质壁分离，但有可能不能复原 C．若在溶液中加入细胞呼吸抑制剂，则植物细胞也可能从外界吸收K⁺ D．KNO₃溶液中，已发生质壁分离的植物细胞会大量吸收K⁺使细胞液浓度升高，进而发生复原 【答案】D 【分析】1、将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度溶液或者蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。 2、细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。 【详解】A、植物细胞的质壁分离与复原可一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用，A正确。 B、发生质壁分离的细胞由于失水而使K+主动运输受阻，阴离子通道的活动会直接抑制Kint蛋白的活性，使K+的协助扩散受阻，同时阴离子通道对NO3-通透性远远大于Cl-使得植物细胞对Cl-的吸收量很有限，因此在一定浓度的KCl溶液中植物细胞质壁分离后可能不发生复原，B正确； C、由题意可知，细胞膜上有K+通道，因此在加入呼吸抑制剂后植物细胞仍可通过协助扩散的方式从外界吸收K+，C正确； D、在KNO3溶液中，已发生质壁分离的植物细胞由于渗透失水，自身代谢水平较低，导致K+主动运输受阻，同时由于阴离子通道对NO3-通透性好，植物细胞在通过阴离子通道吸收NO3-时抑制了离子通道Kint蛋白的活性，使K+无法正常通过协助扩散的方式进入细胞，因此植物细胞质壁分离自动复原是吸收NO3-的作用，D错误； 故选D。 7．NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。铵毒发生后，适当增加硝酸盐会缓解铵毒。下列说法正确的是（    ） A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输 C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会使细胞外酸化增强而缓解铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 【答案】B 【分析】1、像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 2、主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 【详解】A、由题干信息可知，NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误； B、根据题图信息可知，NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，说明膜内NO3-浓度高于膜外，所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确； C、铵毒发生后，细胞外酸化，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，因此可以通过吸收更多的NO3-从而导致H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，C错误； D、根据题图信息可知，载体蛋白NRT1．1转运NO3-属于主动运输，运输H+属于协助扩散，协助扩散与主动运输的速率与被运输物质浓度在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，受到转运蛋白数量（主动运输还受到ATP）的限制，D错误。 故选B 。 8．心肌细胞膜上有多种离子转运蛋白，如 Na⁺/K⁺泵和钠钙交换体。Na⁺/K⁺泵转运 Na⁺和K⁺的过程如图甲所示。钠钙交换体有前向型和反向型两种工作模式，如图乙所示。乌本苷等强心剂能抑制心肌细胞的Na⁺/K⁺泵的活性，使细胞内Na⁺浓度增高，从而提高细胞内外的钠钙交换，致使Ca²⁺流动异常并最终导致心肌收缩加强。下列相关说法错误的是（    ）    A．Na⁺/K⁺泵在转运 Na⁺和K⁺的过程中多次发生空间结构的改变 B．Na⁺/K⁺泵磷酸化后与Na⁺亲和力减小，去磷酸化后与K⁺亲和力增大 C．推测前向型钠钙交换体运输Ca²⁺的方式是主动运输 D．推测乌本苷可提高反向型钠钙交换体的活性，Ca²⁺内流增强 【答案】B 【分析】借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散；物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。 【详解】A 、Na⁺/K⁺泵属于载体蛋白，在转运Na⁺和K⁺前后均发生空间结构改变，A正确； B、Na⁺/K⁺泵磷酸化后与Na⁺亲和力减小，从而排出Na⁺； 去磷酸化后与K⁺亲和力减小，从而排出K⁺，B错误； C、由钠钾泵运输钠离子需要消耗ATP 可知其运输方式为主动运输，推出钠离子在膜外的浓度高于膜内。前向型转运体中钠离子顺浓度流入膜内的过程中其电化学梯度驱动钙离子运出膜外，方式为主动运输，C正确； D、乌本苷等强心剂能抑制心肌细胞的Na⁺/K⁺泵的活性，使细胞内Na⁺浓度增高，从而提高反向型钠钙转运体的活性，Ca²⁺内流增强，D正确。 故选B。 9．下图为肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的示意图，下列叙述错误的是（    ）    A．葡萄糖在膜载体GLUT₂ 的参与下进行协助扩散 B．葡萄糖与膜载体SGLT₂ 结合，使其空间结构改变 C．Na+浓度差的建立依靠钠钾泵参与的主动运输 D．葡萄糖通过载体SGLT₂ 进入细胞时需要ATP 直接供能 【答案】D 【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散。被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量；而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助。 【详解】A、葡萄糖在膜上借助载体蛋白GLUT2 进行的顺浓度梯度的运输，属于协助扩散，A正确； B、膜载体SGLT₂ 属于载体蛋白，与葡萄糖发生特异性结合，每次发生结合蛋白质的空间结构都会发生改变，B正确； C、Na+出细胞和K+进细胞，均属于低浓度→高浓度运输的过程，该过程都是依靠钠钾泵参与的主动运输，C正确； D、SGLT2运输葡萄糖不消耗 ATP，依靠 Na＋ 的电化学势能驱动， 属于继发性主动运输，D错误。 故选D。 10．拟南芥液泡膜上存在Na+-H+逆向转运蛋白，可将Na+逆浓度运进液泡内，部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，下列叙述错误的是（    ）    A．细胞质基质的pH大于细胞液 B．Cl-和H2O跨液泡膜的转运方式为被动运输 C．Na+在液泡中积累可增强细胞吸水能力 D．减少载体蛋白1的表达量有助于提高拟南芥的耐盐性 【答案】D 【分析】由图可知，H+进入液泡需要消耗能量，也需要载体蛋白，故跨膜方式为主动运输，则液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质，说明H+运出液泡是顺浓度梯度，因此方式是协助扩散；液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内，说明Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+的进入液泡的方式为主动转运。 【详解】A、钠离子-氢离子逆向转运蛋白可将钠离子逆浓度运进液泡内，同时氢离子顺浓度梯度运出液泡，说明细胞质基质的pH大于细胞液，A正确； B、氯离子和水跨液泡膜的转运方式都是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确； C、钠离子在液泡中积累，导致细胞液浓度升高，可增强细胞吸水能力，C正确； D、减少载体蛋白1的表达量，会导致氢离子运出液泡减少，细胞质基质的pH降低，不利于钠离子运进液泡，会降低拟南芥的耐盐性，D错误。 故选D。 二、非选择题 11．细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质交换，细胞膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式，甲~戊表示不同的物质或细胞结构。回答以下相关问题： (1)图中结构甲的名称是 。图中戊表示由磷脂分子构成的封闭囊泡，可以作为药物的运载体。嵌入囊泡内的药物A属于 (填“脂溶性”或“水溶性”)分子，囊泡能将药物运送至特定的细胞，依赖于细胞膜具有 的功能。 (2)据图分析，①方式运输的物质最可能是 (填“氨基酸”“氧气”或“NO3-”)。生物膜对K+和C1-的运输存在明显差异，造成这种差异的主要原因是 。 (3)低温处理法、载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞，细胞呼吸抑制法会影响图中的 (填序号)转运方式；已知某时间段轮藻吸收K的方式为主动运输，若想抑制K+进入轮藻细胞，而不影响其他物质进出，可选用 法。 (4)已知细胞质基质的pH为7.0，溶酶体内部pH为5.0左右，那么细胞质基质中的H+进入溶酶体内的运输方式与图中 (填序号)相同，溶酶体内少量的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤，原因是 。 【答案】(1) 磷脂双分子层 水溶性 进行细胞间信息交流 (2) 氧气 生物膜上运输K+和Cl-的转运蛋白的数量不同 (3) ④⑤ 载体蛋白抑制 (4) ④ 溶酶体中的水解酶进入细胞质基质中，由于pH升高，其活性降低 【分析】题图分析：图中①～⑤分别表示自由扩散、协助扩散、协助扩散、主动运输、胞吞（胞吐）。甲表示磷脂双分子层，乙、丙、丁表示转运蛋白，戊表示囊泡。 【详解】（1）①结构甲为构成细胞膜的磷脂双分子层，是生物膜的基本支架； ②戊由磷脂分子构成的封闭囊泡，由于磷脂分子的头具有亲水性，因此图中嵌入囊泡内的药物A属于水溶性分子； ③囊泡能将药物送至特定的细胞，依赖于细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。 （2）①据图分析，①是顺浓度梯度进行的，不需要载体和能量，代表的自由扩散，在“氨基酸”、“氧气”或“NO3-”三种物质中，最有可能转运的是氧气； ②生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异，造成这种差异的主要原因是生物膜上运输K+和Cl-的载体蛋白的数量不同。 （3）①细胞呼吸抑制法会影响消耗能量的物质运输，即会影响④主动运输和⑤胞吞或胞吐过程； ②已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输，若想抑制K+进入轮藻细胞，而不影响其他物质进出，可选用载体蛋白抑制法，因为载体蛋白运输物质具有专一性。 （4）①据题意，细胞质基质的pH为7.0，溶酶体内部pH为5.0左右，即细胞质基质的H+浓度＜溶酶体内的H+浓度，所以细胞质基质中的H+进入溶酶体内的运输方式为④主动运输； ② 酶作用的发挥需要适宜的pH等条件，细胞质基质的pH为7.0左右，溶酶体内部 pH 为 5.0 左右，溶酶体中的水解酶进入细胞质基质中，由于pH升高，其活性降低，因此溶酶体内少量的水解酶泄漏到细胞质基质中不会引起细胞损伤。 12．研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于 ，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。 (2)耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是 。当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以 方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于 上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。 (3)为减少Na＋对胞内代谢的影响，这种H＋分布特点可使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。Na＋转运到细胞膜外或液泡内所需的能量来自 。 (4)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证（简要写出实验设计思路）。 。 【答案】(1)细胞液浓度 (2) 细胞膜上转运蛋白种类和数量 协助扩散 细胞膜和液泡膜 (3)细胞膜两侧、液泡膜两侧H＋浓度差形成的势能（电化学梯度） (4)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根成熟区细胞和普通水稻根成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况（必须体现不同浓度梯度下实验） 【分析】题图分析，根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输，运输方式为主动运输。SOS1将H+运进细胞质基质的同时，将Na+排出细胞。NHX将H+运入细胞质基质的同时，将Na+运输到液泡内，即钠离子的排出消耗的是氢离子的梯度势能。 【详解】（1）盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长。 （2）细胞膜的功能主要由膜上的蛋白质种类和数量决定，耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化。Na+顺浓度梯度进入根部细胞的方式为协助扩散，图示H+浓度的运输需要借助于细胞膜上的SOS1和液泡膜上的NHX，且同时实现钠离子的逆浓度梯度转运，保证了盐分的排出和盐分集中到液泡中的过程，结合图示各部分的pH可知，各结构中H+浓度分布存在差异，该差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵转运H+来维持的。 （3）根据各部分的pH可知，H+借助转运蛋白SOS1顺浓度梯度从细胞膜外运输到细胞质基质形成的势能，为Na+从细胞质基质运输到细胞膜外提供了动力；H+借助转运蛋白NHX顺浓度梯度从液泡内运输到细胞质基质形成的势能，为Na+从细胞质基质运输到液泡内提供了动力。这一转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到细胞膜外或液泡内，从而减少Na+对胞内代谢的影响。可见使根细胞将Na+转运到细胞膜外或液泡内的过程中消耗了氢离子的梯度势能。 （4）耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。实验设计时遵循对照原则和单一变量原则，利用质壁分离实验方法设计实验进行验证，可以通过设置一系列不同浓度的外界溶液，去培养各自的根细胞，观察比较每一浓度下发生质壁分离的情况，从而得出结论，因此其实验设计思路是：配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。 13．血浆中胆固醇含量过高是导致动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的一种重要原因。胆固醇主要在肝细胞中合成，在血液中通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)颗粒形式运输到其他组织细胞(靶细胞)中，以满足这些细胞对胆固醇的需要，同时降低血浆中胆固醇含量。下图是LDL 通过受体介导进入细胞的途径。 (1)胆固醇除参与血液中脂质的运输，还参与构成 。LDL 能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中，与其结构中的 与靶细胞膜上的LDL 受体结合直接相关。 (2)LDL 通过途径① 方式进入靶细胞，形成网格蛋白包被的囊泡，经过脱包被作用后与胞内体(膜包裹的囊泡结构)融合。含有LDL 的胞内体可通过途径③被转运到 中，被其中的水解酶降解，胆固醇被释放进入细胞质基质。由图可知，细胞膜表面LDL 受体的来源有两个，一是 ，二是 。 (3)由图可知，当细胞中的胆固醇含量过高时，会通过 、 ，以及促进胆固醇酯的储存，使游离胆固醇的含量维持在正常水平。 (4)随着生活水平的提高，因糖、脂过量摄入导致的肥胖、非酒精性脂肪肝炎(NASH)等代谢性疾病高发。非酒精性脂肪性肝炎患者血液中甘油三酯和胆固醇偏高。为探究药剂 Exendin-4在脂质代谢中的作用，科研人员设计以下实验： ①将非酒精性脂肪性肝炎模型小鼠均分为甲、乙、丙三组。 ②甲组给予正常饮食作为对照；乙、丙两组均给予高脂饮食，乙组腹腔注射适量生理盐水，丙组腹腔注射 。 ③注射一周后检测三组小鼠血液中的甘油三酯和胆固醇含量，结果如图所示。 根据实验结果可判断，Exendin-4 对非酒精性脂肪性肝炎小鼠血脂的作用效果是 。为了更好地研究 Exendin-4 使用效果，还需要进一步确定该药物的使用量，实验思路为 。 【答案】(1) 动物细胞膜 载脂蛋白B (2) 胞吞 溶酶体 LDL基因通过转录翻译合成LDL 胞内体中的LDL通过膜融合被重复利用 (3) 抑制LDL受体基因表达 抑制乙酰CoA还原酶的活性 (4) 等量的Exendin-4 有效降低小鼠的甘油三酯，不能有效降低胆固醇 设置一系列浓度梯度的Exendin-4，分别注入小鼠腹腔，一段时间后检测小鼠血液中的甘油三酯和胆固醇含量 【分析】当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起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，这种现象叫胞吞。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，这种现象叫胞吐。在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 【详解】（1）人体胆固醇的主要作用是参与血液中脂质的运输，还参与构成细胞膜。由图可知，LDL能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中，与其结构中的载脂蛋白B与靶细胞膜上的LDL受体结合直接相关。 （2）由LDL通过靶细胞膜的过程中形成了囊泡可知，这种进入细胞的方式是胞吞，该过程需要靶细胞膜上的LDL受体的识别与结合，及网格蛋白等物质的参与。含有多种水解酶的细胞器是溶酶体，它能水解衰老、损伤的细胞器。由图可知，细胞质膜表面LDL受体的来源一是LDL基因转录翻译合成LDL、二是胞内体中的LDL通过膜融合被重复利用。 （3）由图可知，“过多的胆固醇”指向三个方向，表示当细胞内胆固醇过多时，细胞可通过抑制LDL受体基因表达、抑制乙酰CoA还原酶的活性，促进胆固醇的储存等途径，使游离胆固醇的含量维持在正常水平。 （4）②、将小鼠分为三组，甲组正常饮食作为空白对照，乙、丙两组均给予高脂饮食，乙组腹腔注射生理盐水，丙组腹腔注射等量的Exendin-4。 ③、相比乙组，丙组甘油三酯和胆固醇含量降低，甘油三酯含量下降更多，所以Exendin-4对非酒精性脂肪性肝炎小鼠血脂的作用效果是有效降低糖尿病小鼠的甘油二酯，不能有效降低胆固醇; 为进步确定该药物的使用量， 需要设置系列浓度梯度的Exendin-4, 分别注入小鼠腹腔，一段时间后检测小鼠血液中的甘油三酯和胆固醇含量。 · 思维拓展练 知识拓展——小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛，对吸收来自肠腔的营养物质有重要意义。如图1为氨基酸从肠腔内进入组织细胞的简要过程。新生儿小肠上皮细胞还能直接吸收母乳中的免疫球蛋白到血液中。人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖由于二糖的水解而局部浓度高于细胞内，这部分葡萄糖能通过GLUT2转运；大部分葡萄糖通过SGLT1转运，过程如图2所示。 (1)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞是什么运输方式？判断的依据是什么？氨基酸从小肠上皮细胞到组织液是什么运输方式？ 提示：氨基酸通过主动运输的方式从肠腔进入小肠上皮细胞。依据是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白，且需要利用Na＋电化学梯度势能。氨基酸通过协助扩散的方式从小肠上皮细胞到组织液。 (2)Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，所需Na＋转运蛋白的空间构象是否发生改变？并说明理由。 提示：是。Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，逆浓度梯度运输，需要ATP水解提供能量，是主动运输，需要载体蛋白，载体蛋白在转运过程中空间构象发生改变。 (3)新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？ 提示：新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。 (4)小肠上皮细胞通过SGLT1、GLUT2转运葡萄糖分别属于什么运输方式？ 提示：主动运输、协助扩散。 (5)只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗？ 提示：不一定，消耗能量的运输方式除了主动运输外，还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。 思维训练 一、单选题 1．细胞内Ca2+与多种生理活动密切相关，而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位，其参与的部分Ca2+运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） 注：转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体，即从线粒体运出1个Ca2+的同时，运入3~4个Na+；MCU为Ca2+通道蛋白。 A．人体内钙元素只能以离子形式存在，血钙过高会导致肌无力 B．图中Ca2+通过MCU时，不需要与MCU结合，构象不改变，且不消耗能量 C．线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输，且不消耗能量 D．NCL X还可调节线粒体内的电位，其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍 【答案】D 【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容 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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 【详解】A、人体内钙元素除了能以离子形式存在，还有化合态形式存在，如骨细胞的成分为磷酸钙，A错误； B、MCU是通道蛋白，故Ca2+通过MCU时，不需要与MCU结合，构象改变，B错误； C、Ca2+通过通道蛋白由细胞质基质进入线粒体，该过程属于协助扩散，可见细胞质基质Ca2+浓度高于线粒体内，因此，线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输，需要消耗能量，C错误； D、转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体，即从线粒体运出1个Ca2+的同时，运入3~4个Na+，可见NCLX还可调节线粒体内的电位，其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍，D正确。 故选D。 2．植物若要正常生存，就需要将光合作用产生的蔗糖通过维管组织分配到非光合组织中去。在此之前，需要先将蔗糖逆浓度转运至叶脉特定的细胞中，此过程需借助质子—蔗糖共转运蛋白，相关过程如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．该物质运输过程主要体现了细胞膜的结构特点 B．质子泵的存在使细胞内外H⁺的浓度差得以维持 C．细胞内外H⁺的浓度差越大蔗糖分子运输速率越快 D．改变O2浓度不会对植物细胞运输蔗糖的速率产生影响 【答案】B 【分析】分析题图：H+逆浓度梯度通过质子泵出细胞，消耗能量，为主动运输。蔗糖分子通过质子-蔗糖共转运蛋白进入细胞，能量来源于膜两侧H+浓度差产生的势能，为主动运输。 【详解】A、该物质运输过程需要细胞膜上蛋白质的协助，体现了细胞膜的选择透过性，这是细胞膜的功能特点，A错误； B、质子泵通过主动运输逆浓度梯度运输质子，使膜内外的H+浓度差得以维持，B正确； C、由于受到质子—蔗糖共转运蛋白数量的限制，细胞内外H⁺的浓度差越大蔗糖分子运输速率不一定越快，C错误； D、H+通过质子泵进行主动运输时受O2浓度影响，改变O2浓度会对植物细胞运输蔗糖的速率产生影响，D错误。 故选B。 3．正常生物体细胞中溶酶体H+、Cl-跨膜转运机制如图所示，其中Cl-进入溶酶体需借助于相同转运蛋白上H+顺浓度梯度运输产生的势能。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．通过H+载体蛋白将H+运入溶酶体的方式为主动运输 B．使用ATP合成抑制剂可引起溶酶体内的吞噬物积累 C．突变体细胞中损伤和衰老的细胞器无法及时清除 D．溶酶体破裂后释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 【答案】D 【分析】1. 被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最简单的跨膜运输方式，不需能量。被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要载体蛋白协助，如：氧气，二氧化碳，脂肪，协助扩散：需要载体蛋白协助，如:氨基酸，核苷酸等。 2.主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度，如：矿物质离子，葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。 3.胞吞胞吐：大分子物质的跨膜运输，需能量。 【详解】A、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+浓度为溶酶体内较高，因此H+进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确； B、溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，若使用ATP合成抑制剂，ATP合成减少，H+进入溶酶体减少，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正确； C、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正确； D、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错误。 故选D。 4．葡萄糖转运蛋白(GLUT)是转运葡萄糖进入细胞的载体蛋白。我国科学家成功解析了人的 GLUT处于不同构象的晶体结构。下列相关叙述不正确的是（    ） A．亲水的葡萄糖难以自由扩散进入细胞 B．葡萄糖转运依赖于 GLUT 的构象改变 C．线粒体外膜上应分布着大量的GLUT D．GLUT的结构异常可能会引发细胞外葡萄糖浓度上升 【答案】C 【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的变化。 【详解】A、亲水的葡萄糖不能自由穿透疏水的细胞膜，其进出细胞需要通过镶嵌于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白完成，A正确； B、葡萄糖转运蛋白（GLUT）是转运葡萄糖进入细胞的载体蛋白，载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的变化，B正确； C、线粒体内没有分解葡萄糖的酶，因此葡萄糖不能进入线粒体，线粒体外膜上应没有GLUT，C错误； D、GLUT的结构异常，葡萄糖不能进入细胞内，会引发细胞外葡萄糖浓度上升，D正确。 故选C。 5．通常情况下，盐碱水浸到普通植物根周围的环境时，Na+通过HKT1的协助大量进入根细胞，同时抑制了K+进入根细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活从而影响多种蛋白质的正常合成。碱蓬草等耐盐植物能够在轻度盐碱地中生长良好，归功于其根细胞独特的物质转运机制。下图是碱蓬草植物根细胞与耐盐有关的结构示意图，其中SOS1、HKT1、AKT1、NHX是膜上的转运蛋白，Ca2+可调节上述转运蛋白的活性。下列说法错误的是（    ） A．盐碱水对普通植物生长不利的原因除根细胞中Na+/K+比例的改变而引起酶失活外，还有根细胞的渗透失水 B．耐盐碱植物细胞膜外、液泡的pH均为5.5，而细胞质基质的pH为7.5，主要原因是细胞膜和液泡膜上的ATP—H+泵以主动运输的方式转运H+ C．耐盐碱植物细胞膜外、液泡、细胞质基质的H+的分布差异为SOS1、NHX两种转运蛋白运输Na+提供动力，从而可减少Na+对细胞内代谢的影响 D．由题推测，耐盐碱植物细胞质基质中的Ca2+可促进HKT1的活性，抑制AKT1的活性，使细胞内蛋白质的合成恢复正常 【答案】D 【分析】根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输，运输方式为主动运输。SOS1将H+运进细胞质基质的同时，将Na+排出细胞。NHX将H+运入细胞质基质的同时，将Na+运输到液泡内。 【详解】A、由题意可知，盐碱水浸到普通植物根周围的环境时，Na+通过HKT1的协助大量进入根细胞，同时抑制了K+进入根细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活从而影响多种蛋白质的正常合成，也会导致细胞根细胞的渗透失水了，使普通植物生长不利，A正确； B、据图可知，细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输，且借助ATP—H+泵，需要消耗能量，其运输方式为主动运输，B正确； C、SOS1将H+运进细胞质基质的同时，将Na+排出细胞，NHX将H+运入细胞质基质的同时，将Na+运输到液泡内，都是由H+的分布差异为SOS1、NHX两种转运蛋白运输Na+提供动力，从而减少Na+对细胞内代谢的影响， C正确； D、盐碱水浸到普通植物根周围的环境时，Na+借助通道蛋白HKT1大量进入根部细胞，同时抑制了K+通过AKT1进入细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，耐盐碱植物根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+，K+的比例，所以Ca2+可抑制HKT1的活性，促进AKT1的活性，使细胞内蛋白质的合成恢复正常，D错误。 故选D。 二、非选择题 6．Na+ 、K+进出细胞所需的转运蛋白极为多样，如通道蛋白和依赖于 ATP水解供能的Na+- K+泵。通道蛋白包括受膜电位变化调控的电压门控通道和受某些特定化学物质调控的配体门控通道等。其中Na+-K+ 泵每一次工作循环可在转运3个 Na+的同时反向转运2个K+。乌本苷是一种可以特异性抑制Na+ - K+泵的药剂。 (1)Na+经 Na+-K+ 泵跨膜转运与经通道蛋白跨膜转运不同，区别是后者 （答出两点即可）。 (2)人体组织细胞内外的相关离子浓度如图1。据图分析，Na+转运出细胞外所需 的转运蛋白是 （ 填 “Na+- K+ 泵”或“电压门控通道”或“配体门控通 道”）,判断依据是 。 (3)浸泡于等渗培养液中的哺乳动物成熟红细胞经乌本苷处理后形态 （填“会”或“不会”）发生改变，判断依据是 。 (4)图2为神经肌肉接头（突触）示意图，推测ACh 配体门控Na+ 通道主要存在于图中骨骼肌细胞膜的 （ 填 “A 区”或 “B 区”）,依据是 。 【答案】(1)顺浓度梯度的运输、不消耗能量 (2) Na+-K+泵 Na+细胞内少，细胞外多，Na+逆浓度梯度转运出细胞 (3) 不会 等渗培养液可以维持哺乳动物成熟红细胞的正常形态 (4) A区 配体门控通道受某些特定化学物质的调控，突触前膜可释放神经递质作用于突触后膜A区 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】（1）Na+经Na+-K+泵跨膜转运为主动运输，经通道蛋白跨膜转运方式为协助扩散，协助扩散是顺浓度梯度的运输、且不消耗能量。 （2）由图可知，Na+细胞内少，细胞外多，因此Na+逆浓度梯度转运出细胞，方式为主动运输，所需的转运蛋白是Na+-K+泵。 （3）由于等渗培养液可以维持哺乳动物成熟红细胞的正常形态，因此哺乳动物成熟红细胞经乌本苷处理后形态不会改变。 （4）突触前膜可释放神经递质作用于突触后膜，引起Na+内流，使突触后膜产生动作电位，配体门控通道受某些特定化学物质的调控，如神经递质，A区是神经递质作用区，因此ACh 配体门控Na+通道主要存在于图中骨骼肌细胞膜的A区。 7．在高盐胁迫下，Na+以协助扩散的方式大量进入根部细胞，同时抑制了K+进入细胞，导致细胞中Na+、K+的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。科研团队开发出耐盐的海水稻，与传统水稻相比，海水稻的根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，使其能在土壤盐分为3%~12%的中重度盐碱地生长。如图是与海水稻耐盐碱相关的生理过程示意图（HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白）。分析回答下列问题： (1)高浓度的盐使土壤渗透压升高，导致根细胞发生 ，影响植物的正常生长代谢。 (2)根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同主要机制是由 将H+转运到细胞外和液泡内来维持。 (3)海水稻根细胞细胞质基质中Na+过度积累会阻碍其生长，在盐胁迫下，SOS1发生磷酸化，Na+通过 方式运出细胞的能力增强，同时细胞质基质中的Ca2+浓度增加会 （激活/抑制）HKT1活性， （激活/抑制）AKT1活性，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。进一步研究发现，高盐可诱导H2O2产生，H2O2进而促进L蛋白进入细胞核，L蛋白进入细胞核能促进SOS1基因表达。从SOS1的角度分析海水稻耐盐的原因 。 【答案】(1)渗透失水 (2)H+-ATP泵 (3) 主动运输 抑制 激活 高盐胁迫，一方面增加根细胞膜上SOS1数量，另一方面使SOS1发生磷酸化，使其转运能力增强，将细胞质基质中过量的Na+排出，降低盐胁迫 【分析】1、被动运输：物质以扩散的方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输，包括自由扩散和协助扩散。 2、主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种方式叫 做主动运输。 【详解】（1）渗透作用指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，高浓度的盐使土壤渗透压升高，由于外界溶液浓度大于细胞液浓度，会导致根细胞发生渗透失水，影响植物的正常生长代谢。 （2）H+-ATP泵本质是蛋白质，起到催化和运输的作用，可以将H+转运到细胞外和液泡内来维持根细胞的细胞质基质的pH。 （3）Na+以协助扩散的方式顺浓度梯度进入根部细胞，即细胞外Na+浓度大于细胞内，则Na+运出细胞的方式为主动运输。HKT1、AKT1、SOS1均为转运蛋白，在盐胁迫下，SOS1发生磷酸化，Na+通过主动运输方式运出细胞的能力增强，同时细胞质基质中的Ca2+浓度增加会抑制HKT1活性，激活AKT1活性，以调节细胞中Na+、K+的比例，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。高盐胁迫条件下，海水稻一方面增加根细胞膜上SOS1数量，另一方面使SOS1发生磷酸化，使其转运能力增强，将细胞质基质中过量的Na+排出，降低盐胁迫，故海水稻耐盐能力强。 8．马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图，图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题： (1)图1所示的代谢过程中，需要光反应产物参与的过程是 (填标号)。为马铃薯叶片提供C18O2,块茎中会出现18O的淀粉，请写出18O转移的路径：C18O2→ →淀粉。 (2)图2中甲具有 酶活性。乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白，在成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUTl的表达水平降低，叶片中可溶性糖和淀粉总量 ,最终导致块茎产量 。 (3)科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料，研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响，在24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h(长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时间处理，保持其他条件相同且适宜，培养一段时间后，发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有块茎生成，结果如图。 ①分析上述信息可知，光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有 (至少写出两点)。 ②分析上图，单位时间内光周期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 。 ③若将马铃薯叶片分为对照组和实验组，对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减少量为Amg;某实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg,实验叶片的面积为Ccm2,则该组的光合速率可以表示为 。若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响，并尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择 (填“长日照”“中日照”或“短日照”)组的植株为实验材料。 【答案】(1) ② C3→磷酸丙糖→蔗糖 (2) ATP水解 升高 降低 (3) 叶绿素的合成、光合作用、有机物的运输和储存等 NB1中日照组 （A+B）/10 C mg·cm-2·h-1 长日照 【分析】分析图1：①是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定阶段，②是暗反应中的C3的还原阶段。从图中可以看出，暗反应在叶绿体基质中进行，其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉，也可以被运出叶绿体，在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖，蔗糖可以进入液泡暂 时储存起来；蔗糖也可以通过韧皮部被运至茎块细胞，在茎块细胞内合成淀粉； 分析图2：结构甲具有ATP水解酶的功能，同时利用ATP水解释放的能量把H+运出细胞，导致细胞外H+浓度较高，属于主动运输；结构乙能够依靠细胞膜两侧的H+浓度差把H+运入细胞，属于协助扩散，同时把蔗糖分子也运入细胞。 【详解】（1）在叶绿体中C3的还原反应即②过程需要光反应提供ATP和NADPH，需要ATP和NADPH供能以及需要NADPH提供还原剂； 为马铃薯叶片提供C18O2，会进行光合作用，最后块茎中的淀粉会含18O，由图可知，元素18O转移的路径：C18O2→C3 →磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。 （2）由图可知，在结构甲的作用下，ATP水解，H+逆浓度运输至胞外，说明结构甲具有ATP水解酶的功能与物质运输的功能； 成功导入蔗糖转运蛋白反义基因的马铃薯植株中SUTl的表达水平降低，筛分子-伴胞复合体的蔗糖转运蛋白乙含量减少，叶肉细胞中蔗糖分子通过结构乙转运出叶肉细胞的量减少，叶肉细胞中蔗糖积累，可溶性糖和淀粉总量升高，抑制光合作用，最终导致块茎产量降低。 （3）①本实验研究不同光周期处理对马铃薯产量的影响，最终发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有块茎生成，由此推断光影响的马铃薯幼苗的代谢过程可能有叶绿素的合成、光合作用、有机物的运输和储存、细胞呼吸、酶的合成等； ②由图可知，对NB1品种进行12h的中日照，在处理45～60d期间差值最大，即单株产量增量最高； ③对照组叶片遮光处理，10h后检测到叶片的干物质减少量为Amg，此时检测的是10小时的呼吸消耗；实验组10h后检测到叶片的干物质增加量为Bmg，该值代表的是10小时有机物的增加量（净光合量），实验叶片的面积为Ccm2，则该组的光合速率可以表示为（A+B）÷10÷C =0.1（A+B）/C mg·cm-2·h-1。若要进一步研究不同CO2浓度对马铃薯叶片光合速率的影响，为了尽量避免有机物的输出对实验结果的影响，应该选择上述3组实验中长日照组的植株为实验材料，因为该实验组没有块茎生成，避免了有机物的输出。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$