内容正文:
解析:C [由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞
的体积增大,说明细胞吸水,则水分交换前,细胞b
的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;
分析题意可知,水分交换前,细胞a的细胞液浓度
等于外界蔗糖溶液的浓度,细胞b的细胞液浓度大
于外界蔗糖溶液的浓度,细胞c的细胞液浓度小于
外界蔗糖溶液的浓度,因此水分交换前,细胞液浓
度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B正确;由
题意可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变
化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等;
水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相
同,但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因
此,水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度小于细
胞a的细胞液浓度,C错误;在一定的蔗糖溶液中,
细胞c发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其
细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,D正确.]
第8讲 物质出入细胞的方式及影响因素
对应学生P37
知识体系———定内容 核心素养———定能力
物
质
进
出
细
胞
自由
扩散
高浓度 → 低浓度
不需要转运蛋白
不消耗能量
协助
扩散
高浓度 → 低浓度
需要转运蛋白
不消耗能量
被
动
运
输
主动
运输
低浓度 → 高浓度
需要载体蛋白
消耗能量
胞吞
胞吐
不需要转运蛋白
需要特定膜蛋白
消耗能量
影响因素
物质浓度
氧气浓度
温度
生命
观念
通过对比分析通道蛋白与载体
蛋白的异同,建立结构与功能
相适应的观点
科学
思维
通过构建模型图分析影响物质
跨膜运输的因素
科学
探究
通过设计实验探究物质跨膜运
输的方式,培养实验探究能力
对应学生P38
考点1 物质出入细胞的方式
[必备知识复盘]
1.被动运输
2.通道蛋白与载体蛋白的异同
载体与受体
载体是协助物质运输的蛋白质,如血红蛋白是运
输氧的载体,细胞膜上有运输葡萄糖、Na+、K+等
的转运蛋白;受体是接收信号分子的蛋白质,如神
经递质受体、激素分子受体,其主要作用是实现细
胞间信息交流.
54
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
3.主动运输
4.胞吞胞吐
(1)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.
(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运
输的,如RNA和蛋白质可通过核孔出入细
胞核.
(3)无机盐离子的运输方式不一定是主动运输,
如兴奋产生和恢复过程中的Na+内流和K+
外流的方式均为协助扩散.
(4)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.
1.水可借助通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞.
(2024江西卷,5B)(√)
2.胆固醇通过胞吞进入细胞,因此属于生物大分子.
(2024北京卷,3D)(×)
3.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过
细胞膜. (2023全国新课标卷,1B)(×)
4.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白
无关. (×)
1.(必修1P70“与社会的联系”)引起囊性纤维化疾病
的直接原因和根本原因分别是什么?
答案:转运氯离子的载体蛋白功能发生异常,根本
原因是由于三个碱基缺失造成基因突变.
2.(必修1P72“与社会的联系”)引发阿米巴痢疾的原
因是什么?
答案:在人体肠道内寄生的一种变形虫———痢疾内
变形虫,能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人
的肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞,
从而引发阿米巴痢疾.
3.(情景探究)耐盐植物柽柳在盐碱地也能正常生长,
研究发现这类植物能积累土壤中的无机盐离子,并
使细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液.
(1)推测柽柳积累无机盐离子的方式是什么?
(2)柽柳的耐盐性从根本上是由什么决定的?
(3)柽柳积累无机盐离子与根细胞吸收水分有怎样
的相关性?
(4)在冬季气温低时,柽柳吸收无机盐的能力有变
化吗? 为什么?
答案:(1)主动运输.
(2)是由它的遗传物质决定的.
(3)柽柳积累无机盐离子可增大细胞液与外界溶液
之间的浓度差,有利于根细胞吸收水分.
(4)有.冬季气温低时,酶活性降低,呼吸作用减
弱,提供的能量减少,柽柳吸收无机盐减少.
[关键能力提升]
◆[提升点1] 通过物质出入细胞的方式的判断,考
查综合思维能力
1.(2024贵州卷)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运
蛋白可转运硒酸盐.硒酸盐被根细胞吸收后,随着
植物的生长;吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成
硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存.下列叙述错
误的是 ( )
A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收
B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需要转运蛋白
D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式
解析:C [硒酸盐是无机盐,以离子的形式才能被
根细胞吸收,A正确;由于根细胞质膜上的硫酸盐
转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细
胞可能存在竞争关系,B正确;硒蛋白从细胞内转
运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需要转
运蛋白,C错误;利用呼吸抑制剂处理根细胞,根据
处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可推测硒酸盐的
吸收方式,D正确.]
64
高考总复习 生物学
2.(2023山东卷)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:D [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;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错误.]
“三看法”快速判定物质出入细胞的
方式
◆[提升点2] 通过胞吞胞吐等运输方式考查科学
思维和综合判断能力
3.(2025河南濮阳一高模拟)外泌体是细胞通过胞
吐方式释放的包含RNA和蛋白质的小囊泡,其主
要来源于细胞内溶酶体内陷形成的多囊泡体,经多
囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到细胞外.肿瘤
来源的外泌体可导致大量新生血管的生成,促进肿
瘤的生长与侵袭.下列叙述错误的是 ( )
A.外泌体释放到细胞外的过程需要消耗ATP
B.外泌体释放的同时将细胞中的遗传物质排到细
胞外
C.多囊泡体外膜与细胞膜融合的过程体现了生物
膜的流动性
D.设法抑制肿瘤细胞释放外泌体是开辟治疗癌症
的新途径之一
解析:B [外泌体释放到细胞外的过程属于胞吐,
需要消耗ATP,A正确;外泌体释放的同时将细胞
中的 RNA 和蛋白质排到细胞外,没有遗传物 质
DNA,B错误;多囊泡体外膜具有膜结构,与细胞膜
融合的过程体现了生物膜的流动性,C正确;肿瘤
来源的外泌体可导致大量新生血管的生成,促进肿
瘤的生长与侵袭.故设法抑制肿瘤细胞释放外泌
体是开辟治疗癌症的新途径之一,D正确.]
4.(2025重庆南开中学调研)正常人体在黎明觉醒
前后肝脏生糖和胰岛素敏感性都达到高峰,伴随着
胰岛素水平的波动,维持机体全天血糖动态平衡.
据图分析,下列说法错误的是 ( )
A.觉醒后人体摄食使血糖浓度上升,葡萄糖经
GLUT2以协助扩散方式进入细胞
B.葡萄糖进入细胞后,氧化生成ATP,ATP/ADP
的值上升使ATP敏感钾通道关闭
C.细胞膜内侧膜电位的变化引起钙通道打开,
Ca2+以主动运输方式内流进细胞
D.细胞内Ca2+浓度的升高,促进胰岛素以胞吐方
式释放,该过程需要能量
解析:C [觉醒后人体摄食经过消化吸收使血糖浓
度上升,葡萄糖经GLUT2以协助扩散方式进入细
胞,该过程不消耗能量,A正确;结合图示可知,葡
萄糖进 入 细 胞 后,氧 化 分 解 生 成 的 ATP增 多,
ATP/ADP的值上升使 ATP敏感钾通道关闭,阻
止了K+外流,进而使细胞膜内侧膜电位发生变化,
进而引起钙通道打开,结合图示可知,Ca2+ 以协助
扩散方式内流进细胞,B正确,C错误;结合图示可
以看出,细胞内Ca2+ 浓度的升高,会促进胰岛素以
胞吐方式释放,该过程需要消耗细胞代谢产生的能
量,D正确.]
74
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
考点2 影响物质跨膜运输速率的因素
[必备知识复盘]
1.影响物质跨膜运输速率的因素
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散.
(2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响
转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输,自由扩
散不受转运蛋白数量的影响.
(3)氧气含量对跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸
进而影响主动运输的速率.
红细胞主动运输速率与 O2 含量的关系
同左图.
(4)温度对跨膜运输的影响
2.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
(1)探究是主动运输还是被动运输
植株
+
培养液
呼吸
抑制剂
对某离子吸收减弱或停止→ 主动运输→
不影响离子吸收→ 被动运输→
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
植株
+
培养液
蛋白质抑制剂
(或蛋白酶)
对某离子吸收减
弱或停止
→ 协助扩散→
不影响离子吸收→ 自由扩散→
1.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与水通道
蛋白的数量有关. (2022辽宁卷,9D)(√)
2.H+-ATP酶(质子泵)抑制剂会干扰 H+ 的转运,
但不影响Na+转运.(2024甘肃卷,2C)(×)
3.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关,
也与分子大小有关. (2021江苏卷,3A)(√)
1.(必修1P67“拓展应用T2”)温度变化会影响水分
通过半透膜的扩散速率吗?
答案:会,温度的变化会影响水流动速度,因此也会
影响水分的扩散速率.
2.(必修1P72“正文”)细胞膜上转运蛋白的种类和数
量是如何影响物质的跨膜运输的?
答案:一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质,
因此转运蛋白的种类影响运输的物质种类;转运蛋
白的数量影响物质运输的速率.
3.(情景探究)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.
答案: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.
[关键能力提升]
◆[提升点1] 物质跨膜运输的影响因素考查思维
判断能力
1.(2024甘肃卷)维持细胞的Na+ 平衡是植物的耐
盐机制之一.盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上
的H+-ATP酶(质子泵)和 Na+-H+ 逆向转运
蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液
泡中),以维持细胞质基质中的低 Na+ 水平(见下
图).下列叙述错误的是 ( )
84
高考总复习 生物学
A.细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间
构象的改变
B.细胞膜两侧的 H+ 浓度梯度可以驱动 Na+ 转运
到细胞外
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰 H+的转运,但不影
响Na+转运
D.盐胁迫下Na+-H+ 逆向转运蛋白的基因表达
水平可能提高
解析:C [细胞膜上的H+-ATP酶介导 H+向细
胞外转运时为主动运输,需要载体蛋白的协助.载
体蛋白需与运输分子结合,引起载体蛋白空间结构
改变,A正确;H+顺浓度梯度进入细胞所释放的势
能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;
H+-ATP酶抑制剂会干扰 H+ 的转运,进而影响
膜两侧H+浓度,对Na+的运输同样起到抑制作用,
C错误;耐盐植株的Na+-H+逆向转运蛋白比普通
植株多,以适应高盐环境,因此盐胁迫下Na+-H+
逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D正确.]
2.(2021江苏卷)细胞可运用不同的方式跨膜转运
物质,下列相关叙述错误的是 ( )
A.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有
关,也与分子大小有关
B.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各
种溶质分子的浓度有关
C.神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的
通道蛋白都具有特异性
D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨
基酸
解析:B [物质通过自由扩散的方式进出细胞的速
度与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A正确;小
肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖
分子的浓度有关,与细胞质中其他溶质分子的浓度
无关,B错误;膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋
白,二者都具有特异性,载体蛋白只允许与自身结
合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只允许
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,C正确;肾小管上皮细胞重
吸收氨基酸的方式是主动运输,D正确.]
◆[提升点2] 通过物质跨膜运输的有关实验分析,
考查科学思维和实验探究能力
3.(2025福建厦门期末)为探究细胞吸收葡萄糖的
条件,将兔的成熟红细胞和肌肉细胞分别置于含有
50%葡萄糖的培养液中进行实验,一段时间后测
定培养液中葡萄糖的含量,结果如表.
组别 培养条件 肌肉细胞 成熟红细胞
甲 加入葡萄糖载体抑制剂 50% 50%
乙 加入呼吸抑制剂 47% 35%
丙 不做任何处理 25% 35%
以下分析正确的是 ( )
A.该实验的对照组为甲组,因变量为培养液中葡
萄糖的含量
B.甲组与丙组比较,可知肌肉细胞和成熟红细胞吸
收葡萄糖均需要通道蛋白
C.乙组与丙组比较,可知肌肉细胞和成熟红细胞吸
收葡萄糖均需要能量
D.实验结果说明肌肉细胞吸收葡萄糖的方式既有
主动运输,也有协助扩散
解析:D [由于甲组加入葡萄糖载体抑制剂,乙组
加入呼吸抑制剂,而丙组不加入葡萄糖载体抑制剂
和呼吸抑制剂,因此该实验中,甲组和乙组为实验
组,丙组为对照组,实验的自变量为是否添加抑制
剂和细胞种类,A错误;甲组与丙组比较,自变量为
是否加入葡萄糖载体抑制剂,结果显示甲组成熟红
细胞和肌肉细胞培养液中葡萄糖含量不变,丙组成
熟红细胞和肌肉细胞培养液中葡萄糖的含量均减
少,说明肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要
蛋白质协助,但不确定是否为通道蛋白,B错误;乙
组与丙组比较,自变量为是否加入呼吸抑制剂,结
果显示乙组肌肉细胞培养液中葡萄糖含量高于丙
组,成熟红细胞培养液中葡萄糖含量两组相等,可
知肌肉细胞吸收葡萄糖需要能量,成熟红细胞吸收
葡萄糖不需要消耗能量,C错误;由分析可知,肌肉
细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输,也有协助
扩散,D正确.]
4.(2025福建漳州期末)丽藻是一种水生植物,某实
验小组测定了丽藻细胞液中离子浓度与其生活环
境中相应离子浓度的比值,统计结果如表所示,下
列相关叙述错误的是 ( )
离子种类 H2PO-4 SO2-4 Cl- K+ Na+ Ca2+ Mg2+
细 胞 液 中
离子浓度/
池水 中 相
应离 子 浓
度的值
18050 25 100 1065 46 13 10
A.表格数据说明丽藻对不同离子的吸收存在差
异,说明细胞膜具有选择透过性
B.表格中的比值不同反映了丽藻细胞膜上运输不
同离子的载体蛋白数量不同
C.若池水缺氧,则离子的吸收将受影响,但丽藻对
水的吸收不受影响
D.若池水温度降低,丽藻对离子的吸收速率都将
减慢
解析:C [细胞吸收离子可提高细胞液浓度,进而
促进丽藻细胞对水的吸收,若池水缺氧,丽藻呼吸
产能减少,离子吸收受影响,水的吸收也将受影响,
C错误.]
94
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
对应学生P42
[真题研析]———浸润素养
[例] (2024江西卷)营养物质是生物生长发育的
基础.依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收
营养物质方式的判断,错误
的是 ( )
方式
细胞外相
对浓度
细胞内相
对浓度
需要提
供能量
需要转
运蛋白
甲 低 高 是 是
乙 高 低 否 是
丙 高 低 是 是
丁 高 低 否 否
A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散
C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散
[关键信息点]
① 小肠上皮细胞吸收营养物质的方式判断
②
判断方式:a.根据浓度差;b.根据载体和能
量的需求
解析:C [甲表示的运输方向为逆浓度进行,且需
要消耗能量,并通过载体转运,为主动运输,A正
确;乙为顺浓度梯度进行,需要转运蛋白,不需要消
耗能量,为协助扩散,B正确;胞吞过程虽需要消耗
能量,但不需要转运蛋白的协助,则丙不为胞吞作
用,C错误;丁顺浓度梯度进行吸收,不需要转运蛋
白,也不需要能量,是自由扩散,D正确.]
[真题品悟]———厚积素养
[考向1] 物质跨膜运输的方式
1.(2024北京卷)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形
成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形
成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇.以下相关
推测合理的是 ( )
A.磷脂分子尾部疏水,因而尾部位于复合物表面
B.球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接
参与
C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流
动性
D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
解析:C [磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以头部
位于复合物表面,A错误;球形复合物被胞吞的过
程中不需要高尔基体直接参与,直接由细胞膜形成
囊泡,然后与溶酶体融合后,释放胆固醇,B错误;
胞吞形成的囊泡(单层膜)能与溶酶体融合,依赖于
膜具有一定的流动性,C正确;胆固醇属于固醇类
物质,是小分子物质,D错误.]
2.(2024山东卷)植物细胞被感染后产生的环核苷
酸结合并打开细胞膜上的Ca2+ 通道蛋白,使细胞
内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致 H2O2
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+通道
蛋白.下列说法正确的是 ( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2 的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内
H2O2 含量降低
解析:B [环核苷酸结合细胞膜上的Ca2+ 通道蛋
白,Ca2+不需要与通道蛋白结合,A错误;环核苷酸
结合并打开细胞膜上的Ca2+ 通道蛋白,使细胞内
Ca2+浓度升高,Ca2+ 内流属于协助扩散,故维持细
胞Ca2+ 浓度的内低外高是主动运输,需消耗能量,
B正确;Ca2+作为信号分子,调控相关基因表达,导
致H2O2 含量升高,不是直接抑制 H2O2 的分解,
C错误;BAK1缺失的被感染细胞,不能被油菜素
内酯活化,不能关闭Ca2+ 通道蛋白,将导致 H2O2
含量升高,D错误.]
[考向2] 影响物质跨膜运输的因素
3.(不定项)(2024黑吉辽卷)研究人员对小鼠进行
致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型.用某种草药
进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空
肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的
相对表达量也有影响,结果如图所示.下列叙述正
确的是 ( )
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助
扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引
起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解
腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠 AQP3相对表达量高于对照组,可
使回肠对水的转运增加
解析:BCD [水分子跨膜运输的主要方式是经过
水通 道 蛋 白 的 协 助 扩 散,A 错 误;模 型 组 空 肠
AQP3相对表达量降低,空肠黏膜细胞对肠腔内水
的吸收减少,引起腹泻,B正确;治疗后空肠、回肠
AQP3相对表达量提高,对水的转运增加,缓解腹
泻,减少致病菌排放,C正确;治疗组回肠AQP3相
对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加,
D正确.]
4.(2023浙江1月选考)缬氨霉
素是一种脂溶性抗生素,可结合
在微生物的细胞膜上,将 K+ 运
输到细胞外(如图所示),降低细
胞内外的 K+ 浓度差,使微生物
无法维持细胞内离子的正常浓
度而死亡.下列叙述正确的是
( )
05
高考总复习 生物学
A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外
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
解析:A [缬氨霉素将K+ 运输到细胞外,降低细
胞内外的K+ 浓度差,说明细胞内 K+ 浓度高于细
胞外,即缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外,A正
确;此运输方式不消耗ATP,B错误;缬氨霉素是一
种脂溶性抗生素,缬氨霉素运输K+ 与质膜的磷脂
双分子层结构有关,C错误;噬菌体没有细胞膜,因
此缬氨霉素不能作用于噬菌体,D错误.]
5.(2022湖北卷)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含
有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通
道蛋白失去活性.下列叙述错误的是 ( )
A.经AgNO3 处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会
膨胀
B.经AgNO3 处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不
会变小
C.未经 AgNO3 处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中
会迅速膨胀
D.未经AgNO3 处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中
会迅速变小
解析:B [经 AgNO3 处理的红细胞,水通道蛋白
失去活性,但水可以通过自由扩散的形式进出细
胞,故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀,在高渗蔗
糖溶液中会失水变小,A 正确,B错误;未经 AgG
NO3 处理的红细胞,水可通过水通道蛋白快速进出
细胞,也可通过自由扩散进出细胞,故其在低渗蔗
糖溶液中会迅速吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会迅
速失水变小,CD正确.]
生命观念2:与物质出入细胞方式有关的题型
对应学生P19
[素养必备]
1.通道蛋白
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.
[例1] NO-3 和NH+4 是植物利用的主要无机氮源,
NH+4 的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,NO-3
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NH+4 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.下列说法正确的是 ( )
A.NH+4 通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来
自ATP
B.NO-3 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NO-3 会加重铵毒
D.载体蛋白 NRT11转运 NO-3 和 H+ 的速度与
二者在膜外的浓度呈正相关
解析:B [由题图信息可知,NH+4 的吸收是由根
细胞膜 两 侧 的 电 位 差 驱 动 的,所 以 NH+4 通 过
AMTs进入细胞消耗的能量不是直接来自ATP,A
错误;由题图可以看到,NO-3 进入根细胞膜由 H+
的浓度梯度驱动,进行的是逆浓度梯度运输,故通
过SLAH3转运到细胞外属于被动运输,B正确;铵
毒发生后,H+ 在细胞外增多,增加细胞外的 NO-3
可以是帮助维持 H+和NO-3 的协同转运减少细胞
外的H+,从而减轻铵毒,C错误;据题图可知,载体
蛋白NRT1.1转运NO-3 属于主动运输,主动运输
的速率与物质浓度无必然关系;运输 H+ 属于协助
扩散,协助扩散在一定范围内与 H+ 浓度呈正相
关,超过一定范围后不成比例,D错误.]
2.主动运输的三种类型
(1)主动运输的能量来源分为三类(如图1):ATP直
接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运
蛋白)、光驱动(光驱动泵).
(2)协同运输是一种物质的逆浓度梯度跨膜运输,其
依赖于另一种物质的顺浓度梯度转运,该过程消
耗的能量来自离子电化学梯度(如图2).
15
第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
3.与物质出入细胞有关的几种热图解读
(1)Na+-K+泵
(2)质子泵
(3)协同运输
钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用钠-钾泵产生的
Na+浓度梯度来推动葡萄糖进入小肠上皮细胞,
这种方式叫协同运输,属于主动运输.
(4)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.
[例2] (2023浙江6月选考)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值高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
解析:B [转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变
化,但该过程是可逆的,A错误;据图分析可知,H+
向细胞外运输是需要消耗ATP的过程,说明该过
程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内的 H+<细胞
外H+,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 值低(H+ 多)于细胞内,有利于蔗糖
的吸收,B正确,D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错误.]
[素养专练]
1.(2025广东珠海调研)研究
发现,植 物 细 胞 可 以 利 用
H+形成的浓度差提供的能
量,通过蔗糖-H+ 同向运
输器吸收蔗糖分子.如图为
蔗糖分子的跨膜运输示意
图,下列
相关叙述错误的是 ( )
A.H+可采用不同的方式进行跨膜转运
B.加入 H+-ATP 酶抑制剂不会影响蔗糖的运输
速率
C.H+-ATP酶既具有催化功能,又具有运输功能
D.H+-ATP酶发挥作用时,其空间结构会发生
改变
解析:B [由图示分析可知,H+可采用主动运输和
协助 扩 散 的 方 式 进 行 跨 膜 转 运,A 正 确;加 入
H+-ATP酶抑制剂会影响 H+ 运出细胞,进而影
响细胞对蔗糖的吸收,B错误;H+-ATP酶既具
有催化功能(催化ATP水解),又具有运输物质功
能(运输H+),C正确;H+-ATP酶作为载体蛋白
发挥作用时,其空间结构会发生改变,D正确.]
25
高考总复习 生物学
2.(2025山东临沂摸底考)冰菜是一种耐盐性极强
的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,富含钠、钾、
胡萝卜素、氨基酸、抗酸化物等,是具有很高营养价
值的蔬菜.如图表示盐囊细胞中4种离子的转运
方式.下列叙述错误的是 ( )
A.P型和 V型 ATP酶转运 H+ 为 Na+、K+ 的转
运提供动力
B.NHX运输 Na+ 有利于降低细胞质基质中 Na+
含量,提高耐盐性
C.在CLC开放后,H+和Cl-顺浓度梯度转运的方
式属于主动运输
D.盐囊细胞膜上的某些载体蛋白可以同时具有运
输和催化的功能
解析:C [P型和V型ATP酶通过消耗 ATP分
别将细胞质基质中的 H+ 运出细胞、运入液泡,使
细胞外和液泡内 H+ 的浓度较高,液泡中 H+ 可顺
浓度梯度进入细胞质基质,其产生的电化学势能驱
动载体蛋白NHX协同转运Na+;细胞外的 H+ 顺
浓度梯度进入细胞质基质,其产生的电化学势能驱
动载体蛋白NHX协同转运Na+ 和载体蛋白KUP
协同转运K+,因此P型和 V型 ATP酶转运 H+
为Na+、K+的转运提供了动力,A正确;NHX可将
细胞质基质中的 Na+ 运出细胞,也可将其运入液
泡,有利于降低细胞 质 基 质 中 Na+ 含 量,液 泡 内
Na+的含量增大,液泡的细胞液浓度增大,耐盐性
提高,B正确;据题图分析:CLC开放后,Cl- 借助
H+(协助扩散)产生的电化学势能逆浓度梯度进入
液泡中,为主动运输,C错误;盐囊细胞膜上的某些
载体蛋白如P型ATP酶,同时具有运输 H+ 和催
化ATP水解的功能,D正确.]
对应学生P45
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第一单元 走近细胞和组成细胞的分子