第4章 细胞的物质输入和输出 章末总结(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程生物必修第一册同步学习指导(人教版2019)

094 ●物质跨膜运输方式的实验探究 1.实验原理 根据主动运输和被动运输对能量和转运蛋白的需求，确定实验的自变量。 2.实验方法 (1)探究是主动运输还是被动运输的方法 叶吸 →对高子吸收减弱或仔上 )主动运锦 植株+完全培乔液 种制利 今不影啊离子吸收 →被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法 →时来离子吸收感编成仔止 →协助扩敢 植株+宠全培养液 年自吹归刺利 〔或要的酶) 不影响高于吸校 →自由扩酸 】变式训练 3.主动运输是一种重要的跨膜运输方式，体现了生命活动的“主动性”。为探究主动运输的特点，科研人员 利用下图装置进行实验，其中HgCL,是一种可以影响ATP(直接供能物质)水解的新陈代谢抑制剂。请分 析回答： 重妇粒卜 丙 (1)本实验的名称是 (2)实验得到如图所示的结果。 ①根据实验结果，科研人员在实验前后需测定 ②比较乙组和甲组结果，得出的结论是 ③与甲组相比.丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是 夯基提能作亚 请同学们认真完成练案[16] 章末总结 构建网络素养提升 水进出细胞的原理探气)镇物细胞的吸水和失水 胞 被动运输 自由扩散和 目由扩敝叶色)顺浓度梯度，不需要转运备白和能量 的 协助扩散 协助扩敏点)顺浓度梯度，需要转运蛋白。不需要能量 入和 输土 王动运瑜与 王动运输 逆浓厦梯度，需要载体蛋白，需妻能量 腿在、胞吐 胞吞，胞吐 点 一般为大分子物质，不需要载体爸白，需要能量 095 体验真题直击高考 1.(2024·辽宁卷)研究人员对小鼠进行致病性大肠 C.动作电位期间钠离子的内流量减少 杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗 D.细胞膜上Na-Ca2+交换体的活动加强 发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏3.(2023·全国卷)物质输入和输出细胞都需要经过 膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量 细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述， 也有影响，结果如图所示。下列叙述错误的是 正确的是 () A.乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进 入细胞 ☐对纵 B.血浆中的K进入红细胞时需要载体蛋白并消 ☒德 ■治亦细 耗ATP C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程 A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助 不耗能 扩散为辅 D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进 B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少， 入细胞 引起腹泻 4.(2023·浙江卷)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素， C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解 可结合在微生物的细胞膜上，将K运输到细胞外 腹泻，减少致病菌排放 (如图所示)，降低细胞内外的K浓度差，使微生 D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使 物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列 回肠对水的转运增加 叙述正确的是 2.(2023·湖北卷)心肌细胞上广泛存在Na-K泵 和Na-Ca·交换体（转入Na的同时排出 秀带K的 Ca·),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中 探氣特素 钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以 细孢内 特异性阻断细胞膜上的Na·-K◆泵。关于该药物 A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外 对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是 B.缬氨霉素为运输K+提供ATP C.缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关 D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 5.(2023·山东卷)溶酶体膜上的H载体蛋白和 内 ATP ADP+Pi C1H转运蛋白都能运输H',溶酶体内H浓度 ON △k ☐ 由H载体蛋白维持，C/H转运蛋白在H浓度 A.心肌收缩力下降 梯度驭动下，运出H'的同时把C1逆浓度梯度运 B.细胞内液的钾离子浓度升高 人溶酶体。Cˉ/H·转运蛋白缺失突变体的细胞 096 中，因C转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累， A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的 严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是 变化 ( B.GB可能通过满控质膜H泵活性增强Na外 A.H进入溶酶体的方式属于主动运输 排，从而减少细胞内Na的积累 B.H·载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物 C.GB引起盐胁迫下液泡中Na浓度的显著变化， 积累 与液泡膜H·泵活性无关 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得 D.盐胁迫下细胞质基质Na排出细胞或转入液泡 到及时清除 都能增强植物的耐盐性 D.溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶 活性增强 7.(2024·浙江1月卷)婴儿的肠道上皮细胞可以吸 6.(2023·湖南卷改编)盐碱化是农业生产的主要障 收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及( 碍之一。植物可通过质膜H·泵把Na排出细胞， A.消耗ATP B.受体蛋白识别 也可通过液泡膜H·泵和液泡膜NHX载体把Na C.载体蛋白协助 D.细胞膜流动性 转入液泡内，以维持细胞质基质Na稳态。下图是8.(2024·山东卷)植物细胞被感染后产生的环核苷 NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠（质膜H'泵的专 酸结合并打开细胞膜上的Ca?·通道蛋白，使细胞 抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na的转 内C2+浓度升高，调控相关基因表达，导致H,0, 运和相关载体活性的结果。下列叙述错误的是 含量升高进而对细胞造成伤害：细胞膜上的受体 ( 激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2·通 外鼎 外排 原生质体 原生顺休 750 750 (战酸纳处理) 道蛋白。下列说法正确的是 500 300 250 20 A.环核苷酸与Ca2·均可结合Ca通道蛋白 0 B.维持细胞Ca2·浓度的内低外高需消耗能量 250 250 -500 .300 C.Ca2·作为信号分子直接抑制H,02的分解 内流 内流 D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内 液泡 H,02含量降低 50 160 素养等级测评 请同学们认真完成考案（二） IGB此时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，C正确：d点 AB段不再上升，说明两种离子的吸收量已经能满足自身的需 时离子吸收速案不再随底物浓度增大而增大，主要是因为载 要，D正确 体数量有限，D错误。 7.D本题考查跨膜运输的条件。氧气的运输方式是自由扩 3.(1)探究HC,溶液和细胞成熟程度对细胞主动运输（吸收 散，物质P的运输方式是主动运输，A错误：水分子的运输方 磷酸盐)的影响 式可以是自由扩散，可用物质Q表示，但物质Q不一定是水， (2)溶液中磷酸盐的浓度细胞主动运输吸收磷酸盐需要消 B错误：物质P出细胞需要转运蛋白，物质Q出细胞是被动运 耗能量幼嫩组织供能少，幼嫩组织细胞膜上载体少 输，包括自由扩散和协助扩散，而自由扩撒不需要转运蛋白， 【解析】(1)通过对比可知，甲与乙，丙与丁之间的自变量为 C错误：物质P的运输方向是低浓度到高浓度，表示主动运 是否添加Hg1溶液，甲与丙、乙与丁之间的自变量为细胞成 输，需要消耗能量：物质Q的运输方向是高浓度到低浓度，可 熟程度，因此实验目的为探究HgC溶液和细胞成熟程度对 表示被动运输，不需要消耗能量，D正确。 细胞主动运输（吸收磷酸益）的影响。(2)根据数学模型可 8.(1)甲磷脂分子 知，需要计算实脸前后溶液中磷酸盐浓度差，所以实脸前后需 (2)协助扩散 测定溶液中磷酸挂的浓度：乙组添加HC溶波，ATP为主动 (3)加人呼吸抑制剂一段时间后测定并计算两组植株对 运输供能受阻，对磷酸亞的吸收明显减少，这说明细胞吸收磷 Ca·,K·的吸收速率怪柳从土壤中吸收C2·、K·的方式是 酸盐需要消耗能量：与甲组相比，丙组为幼嫩组织，细胞痕表 被动运输若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明轻 面的转运蛋白较成熟组织少，且产生的能量也较少，因此主动 柳从土壤中吸收Ca·、K的方式是主动运输 运输比甲组弱 【解析】(1)题中事实证明组成细胞膜的主要成分有磷脂分 子，对应图中的甲。(2)逸径②2表示物质在离子通道的协助 练案[16] 下进行跨膜运输，且不消耗能量，故途径②表示协助扩散，脚 1,C由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需婴消耗能 鲨鱼排出体内多余盐分的方式是协助扩散。(3)由题意可 量，而协助扩散不需要消耗能量。消耗能量的物质跨膜运输 知，该实验的自变量是能量的有无（生命话动所需能量主要 一般是逆浓度梯度进行的。动物一氧化碳中毒会影响红细胞 来自细胞呼爱)，因此乙组应加入呼吸抑制剂抑制怪柳的细 运输氧气，进面影响有氧呼吸，影响AP的合成，从面降低离 胞呼吸，实险的因变量是植株对离子的吸收速率，所以「过程 子泵跨膜运输离子的速率。离子泵是一种蛋白质，因此加人 为测定并计算两组植株对C·,K·的吸收速率。若两组植 蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构，进而降低离子泵跨膜运 株吸收C、K·的速率相同，说明两种离子被怪柳吸收不需 输离子的速率。故选C 要细胞呼吸提供能量，怪柳从土壤中吸收Ca”、K的方式为 2.DNa'/K泵吸收K·和排出Na'均从低浓度到高浓度进 被动运输：若乙组吸收Ca,K的速率明显小于甲组的，说 行，且需要ATP提供能量，A正确：小肠上皮细胞吸收葡萄糖 明两种离子被柽柳吸收需要浦耗能量，柽柳从土壤中吸收 是从低浓度运输到高浓度，属于主动运输，需要能量(Na势 Ca2”,K的方式为主动运输。 能)，增加小肠肠腔中Na的含量，可增加Na势能，进而加 章末总结 速小肠上皮细胞对肠腔中葡萄糖的吸收，B、C正确：小肠上皮 体验真题直击高考 细跑中的葡萄糖进人组织液是从高浓度运输到低浓度，属于 1,A水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩 协助扩散，不需要消耗能量，D错误。故选D 散，A错误：模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细 3,C吞噬细菌方式为胞吞，A错误：胞吞过程利用了膜的流动 胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确：治疗后空肠、回 性，需要细胞供能，B错误：初级溶酶体是溶酶体和吞噬体融 肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少 合在一起形成的，单层膜结构，溶酶体的形成需要线粒体提供 致病菌排放，C正确：治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照 能量，C正确：溶酶体中酸性水解酶不是溶菌酶，溶菌酶是 组.可使回肠对水的转运增加，D正确。故选A 种分祕蛋白，在细胞外发挥作用，在核糖体上合成.D错误。2.C药物特异性阻断细胞膜上的Na·-K·泵，会使得向细胞 故选C。 内运输的钾离子和向细胞外运输的钠离子减少，进而使细胞 4.A通道蛋白只能介导被动运输，有些载体蛋白介导主动运 外的钠离子和细胞内的钾离子浓度下降，钠钙交换体活动减 输，有些载体蛋白介导被动运输，A错误：载体蛋白每次转运 弱.钙离子外流减少.细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加 时会发生自身构象的改变，B正确：通道蛋白对溶质的选择性 强，A,B、D错误：细胞外的钠离子浓度下降会导致动作电位 主要取决于通道的直径、形状以及电荷，故具有一定的专一 期间钠离子的内流量减少，C正确。故选C。 性，C正确：根据结构与功能相适应的基木生命观念，不同生3.B乙醇是有机物，与细胞膜中磷脂相似相溶，可以通过自由 物膜各含有一套与该膜功能相关的不同的转运蛋白，D正确。 扩散方式进人细胞，A错误：血浆中K◆量低，红细胞内K·含 故选A 量高，逆浓度梯度为主动运输，需要消耗ATP并需要载体蛋 5.B根据图示中耗能情况可知.甲侧为细胞外侧，乙侧为细胞 白，B正确：抗体为分泌蛋白，分泌过程为胞吐，需要消耗能 内侧，A正确：由图示可知，葡萄糖进人细胞需要载体蛋白协 量，C惜误：葡萄糖进入小肠上皮细胞等为主动运输，进人哺 助，而水分子进入细胞的方式为自由扩散，不需要载体蛋白协 乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D错误。故选B。 助，B借误：a代表磷脂分子，b代表蛋白质，磷脂分子和大多4.A结合题意“将K·运输到细胞外，降低细胞内外的K·浓 数蛋白质分子都是可以运动的，导致细胞膜具有一定的流动 差”和题图中缬氨霉素运输K的过程不消耗能量，可推测 性，有利于物质的跨膜运输，C正确：萄糖，Na等物质的运 K的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，A正确：结合A 输均需载体蛋白的协助，因此用蛋白酶处理细胞膜，会影响葡 选项分析可知，K'的运输方式为协助扩散，不需要消耗ATP 萄糖，Na等物质的运输，D正确。故选B B错误：缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在细胞膜上， 6.C根据虑线上方的曲线分析可知，当细胞内浓度大于细胞 能在磷脂双子层间移动，该过程与质膜具有一定的流动性这 外浓度时，甲、乙均可逆浓度梯度运输，所以均为主动运输，A 一结构特点有关，C错误：噬菌体为DNA病毒，病毒没有细胞 正确：该组织细胞运输的离子甲比离子乙多，说明运输离子甲 结构，故缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。故 的载体蛋白数量比离子乙的载体蛋白数量多，B正确：主动运 选A。 输主要是从低浓度一侧向高浓度一侧运输，C错误：MN段和5.DCˉ/H转运蛋白在H浓度梯度驱动下，运出H的同时 283 把Cˉ逆浓度梯度运入溶南体，说明H·浓度为溶酶体内较：易进行。(2)晦不为化学反应提供能量，而是降低了H,O,分解 高，因此H进人溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A所需要的活化能。(3)无关变量是实验过程中除自变量外能对 正确：溶醇体内H·浓度由H·载体蛋白维持，若载体蛋白失实验结果造成影响的可变国素。(5)莓的基本绍成单位是氧共 活，溶酶体内H改变导致溶酶体酶活性降低，进而导致溶酶 酸或核糖核苷酸。(6)并不是具有分泌功能的细胞才能产生醇， 体内的吞嘴物积累，B正确：C/H'转运蛋白缺失突变体的活细胞都能产生臨。(7)晦不仅在细胞内发挥作用，适宜条件 细胞中，因Cˉ转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变 :下，在细胞外和体外都可以发挥作用。(8)晦在化学反应前后性 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； 质不支，不会在催化后就被降解。(9)降具有的功能是催化。 细胞质基质中的H与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到 合作探究能力提升 细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。故选D。 任务一 6.4 溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变 问题探究 化，如正常细胞为维持渗透压一直在进行的跨膜转运，再如单 【.提示：本实验的自变受有温度、催化剂的种类。 细胞生物在跨膜转运时，细胞外侧渗透压几乎很难改变，A错 2.提示：制成肝胜研磨液目的是使肝知胞中的过氧化氢酶得以 误：对比分析上两个题图可知，NaC胁迫时，加GB使Na外 充分释放，增大酶与过氧化氢的接触而积，加快过氧化氢分解 排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H'泵后，NaC胁迫时. 速率 加GB使Na外排略微增加，说明GB可能通过调控质腺H 泵活性来增强Na外排，从而减少细胞内Na·的积累，B正 3.提示：因变量是过氧化氢的分解速率：一定时间内产生气泡 的量 确：对比分析下两个题图可知，NaC胁迫时，加GB使液泡膜 4.提示：无关变量有过氧化氨的浓度、反应时间等：无关变量的 NHX载体活性明显增强，而液泡膜H泵活性几平无变化，所 处理原则是相同且适宜 以GB引起盐胁迫时液泡中Na·浓度的显著变化，与液泡膜 5.提示：加热可以加快过氧化氨的分解：FCl1可以催化过氧化 NHX截体活性有关，而与液泡膜H”泵活性无关，C正确：由 题意可知，植物通过质膜H泵把Na排出细胞，也可通过液 氢的分解：过氧化氢酶可以催化过氧化氨的分解：与无机催化 泡膜NHX载体和液泡膜H'泵把Na转人液泡内，以维持细 制相比，过氧化氢酶的催化效率更高」 胞质基质Na稳态，增强植物的时盐性，D正确。故选A 典例制析 7.C免疫球蛋白的化学本质是蛋白质，是有机大分子物质，吸 例：A本题考查比较H,0,在不同条件下的分解实验的实验原 收方式为胞吞，需要消耗AP,胞吞体现了细胞膜具有一定的 理和变量控制。用新鲜的肝脏研磨液处理的为实验组，加清 流动性的结构特点，A、D正确：免疫球蛋白是有机大分子物 水的为对照组，A错误：H,O,溶液的浓度和体积等属于无关 质，细胞吸收该物质，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白 变量，为保证实验正常进行应遵循等量原则，使两支试管中 的协助，B正确C错误。故选C。 的HO,溶液的浓度和体积相同，B,D正确：新鲜的肝脏研 8.B环核苷酸结合细胞膜上的Ca+通道蛋白，Ca2+不需要与 磨液中含有过氧化氢酶，有催化作用，可加快H,0,的分解 通道蛋白结合，A错误：环核苷酸结合并打开细胞膜上的 速率，所以乙试管产生气泡的速率比甲试管快，C正确。 Ca2·通道蛋白，使细胞内Ca2+浓度升高，Ca2+内流属于协助 变式训练 扩散，故维持细胞Ca+浓度的内低外高是主动运输，需消耗 1.C分析实验装置可知，催化剂的种类属于实验的白变量.A 能量，B正确：C2+作为信号分子，调控相关基因表达，导致 不符合题意：过氧化氢分解的速率属于实验的因变量.B不符 H,O含量升高，不是直接抑制H2O2的分解，C错误；BAK1缺 合题意：试管中的过氧化氢溶液的量属于实验的无关变量，C 失的被感染细胞，不能被油菜素内酯活化，不能关闭C·通 符合题意：产生气泡量属于实验的因变量，D不符合题意。 道蛋白，将导致H,O,含量升高，D错误。故选B 任务■ 问题探究 第5章细胞的能量供应和利用 :1.提示：E 一使用无机催化剂，E2—一不使用催化剂，E,— 使用酶作催化剂」 第1节降低化学反应活化能的酶 2.提示：E-E、 第1课时酶的作用和本质 3.提示：不同。加热可以为反应的物质提供能量，从而缩短物质 从常态转化为活跃状态的时间，加快化学反应的进行 必备知识自主梳理 典例剖析 例：C分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需 1.(1)细胞中(2)化学反应(3)细胞生命活动 要的能量称为活化能，酶通过降低活化能而使催化效率更 2.(1)过氧化氢酶(2)催化催化效率 高。如图中的E,一E即表示活化能，C正确，A、B,D错误 3.(1)常态活跃状态(2)降低活化能 故选C 微思考 变式训练 提示：不同。加热促进过氧化氢分解的作用机理是加热使过2.C分析题图，曲线1表示无酶催化的反应过程，曲线Ⅱ表示 氧化氨分子得到了能量，而F”和过氧化氢酶的作用机理则 酶促反应过程，A错误：(-c)的值表示无酶催化时反应所需 是降低了过氧化氢分解反应的活化能。 的活化能，B错误：(a-b)的值表示膺催化时降低的反应的活 化能，C正确：南具有高效性，故曲线I、Ⅱ表示的反应过程所 L.活细胞某些物质死亡某些物质蛋白质RNA 经历的时间不相同，曲线【表示的反应过程所需时间比曲线 2.(1)活细胞(2)催化作用(3)蛋白质或NA Ⅱ的长，D错误。故选C 微思考 任务三 提示：魚基酸、核糖核苷酸 问题探究 自我检测 1,提示：核糖体a因为多酚氧化酶(PP0)是含有C的昼白质 (1)×(2)×(3)×(4)V(5)×(6)×(7)× 类醉，蛋白质的合成扬所是核糖体 (8)×(9)× 2.提示：初开的苹果，生物膜系统被破坏，质体中的P0与液泡 【解析】(1)碑能降低化学反应的活化能，使化学反应更！ 中的多酚类物质相遇，催化其形成褐色物质。 284-