2026届高三生物学一轮复习微专题3：跨膜运输的热考题型

微专题3　跨膜运输的热考题型 【考点速览】 热点 考情 跨膜运输的 热考题型 2024·山东卷，1；2024·甘肃卷，2；2024·浙江6月选考，15；2023·浙江6月选考，13；2023·福建卷，12；2023·湖北卷，15；2023·山东卷，2；2022·山东卷，3；2022·重庆卷，2； 2022·海南卷，16 【剖析真题】 1.(2024·甘肃卷，2)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(　　) 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 2.(2024·浙江6月选考，15)植物细胞的细胞质基质中的Cl－、NO通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2＋逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到细胞质基质。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度 B.Cl－、NO通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C.Na＋、Ca2＋进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D.白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 【梳理知识】 1.主动运输的三种驱动方式的比较 方式 转运方向 能量来源 ATP驱动泵 逆浓度梯度 ATP 协同 转运 逆向协 同运输 一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种离子或分子顺浓度梯度转运 利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中 同向协 同运输 光驱动泵 逆浓度梯度 光能 2.物质运输方式中不同转运蛋白的比较 依据 蛋白质类型 转运蛋白举例 方式 运输物质方法 改变构象运输物质 钙离子泵 主动运输 通道蛋白运输物质 水通道蛋白 协助扩散 运输物质种类 运输一种物质的载体蛋白 质子泵 多为主动运输 运输两种物质的载体蛋白 钠钾泵 主动运输 运输能量来源 ATP驱动的载体蛋白 质子泵 主动运输 化学势能驱动的载体蛋白 钠离子葡萄糖协同转动蛋白 钠离子：协助扩散；葡萄糖：主动运输 3.图析单向运输载体、同向运输载体和逆向运输载体 如图中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5均代表载体，其中GLUT5属于单向运输载体，SGLT1、GLUT2属于同向运输载体，钠钾泵属于逆向运输载体。 【情境应用】 情境素材一　膜转运蛋白 科学研究发现，细胞进行主动运输主要以以下几种方式进行：①偶联转运蛋白，把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联；②ATP驱动泵，把上坡转运与ATP的水解相偶联；③光驱动泵，主要在细菌中发现，能把上坡转运与光能的输入相偶联(图中a、b、c代表物质跨膜运输方式，■、▲分别代表跨膜的离子或小分子X、Y)。 根据情境素材一，回答下列问题： (1)上图中Q侧属于细胞的________侧，判断的依据是______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)Na＋－K＋泵是常见的ATP驱动泵，这种泵能逆浓度梯度把3个Na＋泵出细胞外，2个K＋泵入细胞内，Na＋通过Na＋－K＋泵运输的方式与在神经纤维膜上受到刺激后Na＋内流的方式分别属于________________和________________。 (3)图中a方式，物质Y转运所需能量来源于____________________(填“ATP直接供能”或“X运输中的梯度动力”)。 情境素材二　葡萄糖转运蛋白家庭包括GLUT1～GLUT14，均参与葡萄糖的运输。GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图1所示，小肠绒毛上皮细胞膜存在载体蛋白SGLT1。借助SGLT1，当Na＋顺浓度梯度进入小肠绒毛上皮细胞的同时，葡萄糖进入小肠细胞。 根据情境素材二，回答下列问题。 (1)与葡萄糖转运蛋白的合成和运输有关的细胞器有______________________________________________________________。 (2)根据图1葡萄糖进入肝细胞的方式是____________，影响葡萄糖进入肝细胞速率的因素有______________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)上述转运蛋白转运葡萄糖的过程中，其空间结构发生了变化，________(填“能”或“不能”)继续转运葡萄糖。 (4) 根据图2可以判断葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为____________，判断的依据是______________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 【巩固训练】 1.(2025·广东惠州调研)小肠是人体消化和吸收的主要器官，能够吸收葡萄糖、无机盐等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，物质运输需要的动力可来自ATP水解或离子电化学梯度等。据图分析，下列说法错误的是(　　) A.不同物质进入小肠上皮细胞可共用同一载体 B.葡萄糖进入小肠上皮细胞属于主动运输，运出小肠上皮细胞为协助扩散 C.胰岛素可通过阻止肠腔中的葡萄糖进入机体，从而达到降低血糖的作用 D.Na＋运出小肠上皮细胞后，载体蛋白恢复原状，又可以继续转运Na＋ 2.(2025·广东揭阳月考)拟南芥CLCa转运蛋白位于液泡膜上，负责将细胞质基质中过多的NO转入液泡。研究发现ATP和AMP可以差异性调控CLCa蛋白的转运活性，机理如图所示，已知液泡腔中H＋浓度高于细胞质基质。下列叙述错误的是(　　) A.通过CLCa蛋白运输NO，可能需要消耗H＋的电化学势能 B.ATP与CLCa蛋白结合稳定了发夹结构，堵塞了NO转运通道 C.ATP/AMP的值上升有利于AMP与CLCa蛋白竞争性结合进而发挥转运活性 D.若液泡吸收2个NO的同时排出1个H＋，则液泡中pH和渗透压会发生改变 3.(2023·山东卷，2)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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题3　跨膜运输的热考题型 【剖析真题】 1.(2024·甘肃卷，2)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(　　) 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 答案　C 解析　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。载体蛋白需与被运输的分子结合，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.(2024·浙江6月选考，15)植物细胞的细胞质基质中的Cl－、NO通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2＋逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到细胞质基质。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度 B.Cl－、NO通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C.Na＋、Ca2＋进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D.白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 答案　C 解析　由图可知，细胞液的pH为3～6，细胞质基质的pH为7.5，说明细胞液的H＋浓度高于细胞质基质，若要长期维持膜内外的H＋浓度梯度，需通过主动运输将细胞质基质中的H＋运输到细胞液中，A正确；通过离子通道运输为协助扩散，Cl－、NO通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；液泡膜上的载体蛋白能将H＋转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na＋、Ca2＋转运到液泡内，说明Na＋、Ca2＋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＋、Ca2＋进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H＋电化学梯度提供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。 【梳理知识】 1.主动运输的三种驱动方式的比较 方式 转运方向 能量来源 ATP驱动泵 逆浓度梯度 ATP 协同 转运 逆向协 同运输 一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种离子或分子顺浓度梯度转运 利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中 同向协 同运输 光驱动泵 逆浓度梯度 光能 2.物质运输方式中不同转运蛋白的比较 依据 蛋白质类型 转运蛋白举例 方式 运输物质 方法 改变构象运输物质 钙离子泵 主动运输 通道蛋白运输物质 水通道蛋白 协助扩散 运输物质 种类 运输一种物质的载体蛋白 质子泵 多为主动运输 运输两种物质的载体蛋白 钠钾泵 主动运输 运输能量 来源 ATP驱动的载体蛋白 质子泵 主动运输 化学势能驱动的载体蛋白 钠离子葡萄糖协同转动蛋白 钠离子：协助扩散；葡萄糖：主动运输 3.图析单向运输载体、同向运输载体和逆向运输载体 如图中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5均代表载体，其中GLUT5属于单向运输载体，SGLT1、GLUT2属于同向运输载体，钠钾泵属于逆向运输载体。 【情境应用】 情境素材一　膜转运蛋白 科学研究发现，细胞进行主动运输主要以以下几种方式进行：①偶联转运蛋白，把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联；②ATP驱动泵，把上坡转运与ATP的水解相偶联；③光驱动泵，主要在细菌中发现，能把上坡转运与光能的输入相偶联(图中a、b、c代表物质跨膜运输方式，■、▲分别代表跨膜的离子或小分子X、Y)。 根据情境素材一，回答下列问题： (1)上图中Q侧属于细胞的________侧，判断的依据是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)Na＋－K＋泵是常见的ATP驱动泵，这种泵能逆浓度梯度把3个Na＋泵出细胞外，2个K＋泵入细胞内，Na＋通过Na＋－K＋泵运输的方式与在神经纤维膜上受到刺激后Na＋内流的方式分别属于________________和________________。 (3)图中a方式，物质Y转运所需能量来源于____________________(填“ATP直接供能”或“X运输中的梯度动力”)。 答案　(1)内　糖蛋白位于细胞膜的外侧(或ATP水解酶位于细胞膜内侧)　(2)主动运输　协助扩散　(3)X运输中的梯度动力 解析　(1)糖蛋白位于细胞膜的P侧，为外侧(或ATP水解酶位于细胞膜的Q侧，为内侧)，可判断Q侧属于细胞的内侧。(2)Na＋通过Na＋－K＋泵运输到细胞外侧，是从低浓度运向高浓度，为主动运输；神经纤维膜上受到刺激后Na＋内流的方向是从高浓度流向低浓度，属于协助扩散。(3)图中a方式属于由X驱动Y的主动运输，物质Y转运所需能量来源于X运输中的梯度动力。 情境素材二　葡萄糖转运蛋白家庭包括GLUT1～GLUT14，均参与葡萄糖的运输。GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图1所示，小肠绒毛上皮细胞膜存在载体蛋白SGLT1。借助SGLT1，当Na＋顺浓度梯度进入小肠绒毛上皮细胞的同时，葡萄糖进入小肠细胞。 根据情境素材二，回答下列问题。 (1)与葡萄糖转运蛋白的合成和运输有关的细胞器有__________________________________________________________________。 (2)根据图1葡萄糖进入肝细胞的方式是____________，影响葡萄糖进入肝细胞速率的因素有________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)上述转运蛋白转运葡萄糖的过程中，其空间结构发生了变化，________(填“能”或“不能”)继续转运葡萄糖。 (4)根据图2可以判断葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为____________，判断的依据是________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案　(1)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 (2)协助扩散　细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量　(3)能　(4)主动运输　葡萄糖在进入小肠绒毛上皮细胞的过程中属于逆浓度梯度运输，需要Na＋顺浓度梯度进入细胞提供能量，同时需要载体蛋白 解析　(1)转运蛋白的化学本质是蛋白质，与其合成和运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(2)由于葡萄糖的运输方向是顺浓度梯度且需要转运蛋白，故葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散。影响协助扩散的因素有细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量。(3)此转运蛋白为载体蛋白，其转运葡萄糖过程中空间结构会发生改变，转运蛋白可以反复利用，在行使功能过程中不被“消耗”。(4)根据题干信息，结合图2，我们可以看出葡萄糖在进入小肠绒毛上皮细胞的过程中属于逆浓度梯度运输，需要Na＋顺浓度进入细胞提供能量，同时需要载体蛋白，符合主动运输的条件。 【巩固训练】 1.(2025·广东惠州调研)小肠是人体消化和吸收的主要器官，能够吸收葡萄糖、无机盐等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，物质运输需要的动力可来自ATP水解或离子电化学梯度等。据图分析，下列说法错误的是(　　) A.不同物质进入小肠上皮细胞可共用同一载体 B.葡萄糖进入小肠上皮细胞属于主动运输，运出小肠上皮细胞为协助扩散 C.胰岛素可通过阻止肠腔中的葡萄糖进入机体，从而达到降低血糖的作用 D.Na＋运出小肠上皮细胞后，载体蛋白恢复原状，又可以继续转运Na＋ 答案　C 解析　胰岛素的作用是促进细胞摄取、储存和利用葡萄糖，使血糖浓度降低，即胰岛素是通过促进血糖的去路使血糖浓度降低，而不是通过阻止肠腔中的葡萄糖进入机体来降低血糖的，C错误。 2.(2025·广东揭阳月考)拟南芥CLCa转运蛋白位于液泡膜上，负责将细胞质基质中过多的NO转入液泡。研究发现ATP和AMP可以差异性调控CLCa蛋白的转运活性，机理如图所示，已知液泡腔中H＋浓度高于细胞质基质。下列叙述错误的是(　　) A.通过CLCa蛋白运输NO，可能需要消耗H＋的电化学势能 B.ATP与CLCa蛋白结合稳定了发夹结构，堵塞了NO转运通道 C.ATP/AMP的值上升有利于AMP与CLCa蛋白竞争性结合进而发挥转运活性 D.若液泡吸收2个NO的同时排出1个H＋，则液泡中pH和渗透压会发生改变 答案　C 解析　图示分析： 若液泡吸收2个NO的同时排出1个H＋，则液泡中pH升高，渗透压变大，D正确。 3.(2023·山东卷，2)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 答案　D 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＋浓度为溶酶体内较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度梯度运输，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H＋载体蛋白失活，则Cl－/H＋转运蛋白将无法把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，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活性降低甚至失活，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$