2026届高三生物一轮复习 考点练习 物质跨膜运输的方式

物质跨膜运输的方式 高考真题练 1．(2024·浙江6月卷)植物细胞胞质溶胶中的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，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。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，胞质溶胶的pH为7.5，说明细胞液的H＋浓度高于胞质溶胶，若要长期维持膜内外的H＋浓度梯度，需通过主动运输将胞质溶胶中的H＋运输到细胞液中，A正确；通过离子通道运输为协助扩散，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。故选C。 2．(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 答案：C 解析：甲表示的运输方向为逆浓度，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；胞吞作用不需要转运蛋白参与，C错误；丁顺浓度梯度进行，不需要转运蛋白，也不需要能量，是自由扩散，D正确。故选C。 3．(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(　　) 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；盐胁迫下，会有更多的Na＋进入细胞，为适应高盐环境，植物可能会通过增加Na＋－H＋逆向转运蛋白的基因表达水平，以增加Na＋－H＋逆向转运蛋白的数量，将更多的Na＋运出细胞，D正确。故选C。 4．(2023·浙江卷)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( 　 ) 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 答案：A 解析：结合题意“将K＋运输到细胞外，降低细胞内外的K＋浓度差”和题图中缬氨霉素运输K＋的过程不消耗能量，可推测K＋的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，A正确；结合A选项分析可知，K＋的运输方式为协助扩散，不需要消耗ATP，B错误；缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在细胞膜上，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一结构特点有关，C错误；噬菌体为DNA病毒，病毒没有细胞结构，故缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。故选A。 5．(2023·浙江卷)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 答案：B 解析：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。故选B。 6．(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 答案：B 解析：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方式进出细胞，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AgNO3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，C、D正确。 7．(2022·海南卷)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是______________。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于_________________。 (3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是_______________________。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是____________________。 (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是________________________________________。 答案：(1)选择透过性　(2)协助扩散　(3)降低　载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变 (4)进行细胞间信息交流　(5)温度降低，酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少 解析：(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，说明细胞膜对物质的运输具有选择透过性。 (2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于协助扩散。 (3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增加，pH降低，此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时会发生磷酸化，导致其空间结构改变，进而运输H＋。 (4)人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。 (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐属于主动运输，需要消耗细胞呼吸提供的能量，而温度降低，酶的活性降低，会导致呼吸速率降低，为主动运输提供的能量减少，因此与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低。 模拟训练 基础巩固 一、选择题 1．(2024·九师联盟押题卷)下列有关物质跨膜运输与物质交换过程的叙述，错误的是(　　) A．同种物质进出不同细胞的方式可能不同 B．大量水分子进入甜菜根细胞不会使其涨破 C．核糖体上合成的RNA聚合酶可通过核孔进入细胞核 D．大分子有机物需要借助细胞膜上的转运蛋白进入细胞 答案：D 解析：同种物质进出不同细胞的方式有可能不同，如葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，A正确；由于细胞壁的存在，即使有大量水分子进入甜菜根细胞，也不会使其涨破，B正确；RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，在核糖体上合成，其可通过核孔进入细胞核参与转录过程，C正确；大分子有机物以胞吞的方式进入细胞，不需要细胞膜上的转运蛋白协助，D错误。 2．(2024·百师联盟摸底联考)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是(　　) A．膜内外物质的浓度差会影响自由扩散的速率 B．葡萄糖进入细胞的方式均为主动运输 C．抗体分泌到细胞外，通过胞吐作用，需消耗能量 D．K＋通过主动运输的方式进入神经元细胞 答案：B 解析：自由扩散是顺浓度梯度进行的，膜内外物质的浓度差会影响自由扩散的速率，A正确；当葡萄糖进入红细胞时为协助扩散，B错误；抗体的本质是分泌蛋白，分泌到细胞外，通过胞吐作用，需消耗能量，C正确；K＋逆浓度梯度进入神经元细胞，属于主动运输，D正确。 3．(2025·蚌埠一中模拟)如图为小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖和Na＋的示意图，下列相关分析合理的是(　　) A．食物中添加适量的NaCl有利于小肠对葡萄糖的吸收 B．抑制小肠绒毛上皮细胞的呼吸作用，不影响Na＋的运输 C．葡萄糖由小肠绒毛上皮细胞进入组织液是主动运输 D．葡萄糖由肠腔进入小肠绒毛上皮细胞不消耗ATP，属于被动运输 答案：A 解析：由图可知，小肠绒毛上皮细胞从肠腔中逆浓度吸收葡萄糖，属于主动运输，吸收Na＋是顺浓度梯度进行的，属于被动运输(协助扩散)，且吸收葡萄糖的动力由细胞膜两侧的Na＋浓度梯度提供，A正确，D错误；Na＋由小肠绒毛上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，且需要消耗ATP水解产生的能量，属于主动运输，呼吸作用会影响Na＋运输，B错误；葡萄糖由小肠绒毛上皮细胞进入组织液是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，C错误。 4．(2025·东北师大附中试题)如图表示一种物质跨膜运输的方式，下列有关物质运输的叙述，错误的是(　　) A．图示的物质跨膜运输方式可用于表示人体成熟红细胞吸收葡萄糖 B．图中载体蛋白在运输溶质分子的过程中会发生结构的改变 C．细胞摄取大分子时，大分子无需与膜上蛋白质结合 D．胰腺细胞分泌胰蛋白酶的过程不需要载体蛋白，但消耗能量 答案：C 解析：图示的物质跨膜运输方式可用于表示协助扩散，人体成熟红细胞以协助扩散方式吸收葡萄糖，A正确；协助扩散过程中，载体蛋白与被转运的物质结合，会使载体蛋白的空间结构改变，B正确；细胞摄取大分子时，大分子需要与膜上蛋白质结合，C错误；胰腺细胞分泌胰蛋白酶的过程属于胞吐，不需要载体蛋白但需要消耗能量，D正确。 5．(2025·湖南师大附中模拟)科学研究发现，某植物细胞利用质子泵①把细胞内的H＋泵出，导致细胞外H＋浓度较高，形成细胞内外的H＋浓度差；“H＋－蔗糖载体”②能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．①具有运输功能和催化功能 B．该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H＋浓度的影响 C．蔗糖进入细胞的方式是主动运输 D．图中①②的功能有差异，化学本质也不同 答案：D 解析：分析图可知，①质子泵作为载体蛋白，可以催化ATP水解，同时运输H＋，所以同时具有运输功能和催化功能，A正确；由于温度影响酶的活性，因此影响H＋的运输，从而影响膜外H＋的浓度，而蔗糖的运输是由“H＋－蔗糖载体”依靠H＋浓度差完成的，所以该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H＋浓度的影响，B正确；“H＋－蔗糖载体”能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞，属于主动运输，C正确；①②均为细胞膜上具有运输功能的物质，但功能有差异，化学本质都是蛋白质，D错误。 6．(2024·东北育才学校适应性测试)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。图1中①～⑤表示物质进出细胞的方式，甲～戊表示不同的物质或细胞结构，图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列相关说法错误的是(　　) A．若图1中戊为药物的运载体，则药物A属于水溶性分子 B．图2中H＋出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞的方式为协助扩散 C．低温处理法对图1中物质进出细胞方式都有影响，细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响 D．除一些不带电荷的小分子可以图1中甲方式进出细胞外，离子的跨膜运输须借助于膜蛋白 答案：B 解析：若图1中戊为药物的运载体，则药物A属于水溶性分子，因为磷脂分子的头部具有亲水性，A正确；图2中H＋出细胞的方式为主动运输，因为有能量和转运蛋白的参与，蔗糖进入细胞的方式为主动运输，能量来自H＋的浓度差，B错误；低温处理法会影响膜的流动性，进而对题图1中物质进出细胞方式都有影响，④⑤的运输方式都需要细胞呼吸提供能量，所以细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响，C正确；除一些不带电荷的小分子可以题图1中甲方式进出细胞外，离子的跨膜运输须借助于膜蛋白，D正确。 7．(2024·辽宁省教研教改联合体调研考试)为探索植物吸收水分和吸收无机盐的特点和关系，用相同的全营养液分别培养水稻和番茄的幼苗。一段时间后，分别测定培养液中的各种养分的百分含量，并与原培养液(各种养分的相对百分含量为100%)中相应养分百分含量比较，结果如图所示。相关叙述中正确的是(　　) A．水稻吸收水、镁离子、硅离子这三类物质相对速度的特点是v(Si4＋)＞v(水)＞v(Mg2＋) B．植物对离子吸收速率取决于培养液中该离子浓度 C．水稻和番茄对Mg2＋和Si4＋的吸收是由细胞膜的结构特点决定 D．为使实验结果更有说服力，应增加以清水为培养液的对照组 答案：A 解析：由题图可知：一段时间后水稻培养液中Mg2＋的相对百分含量高于100%，说明该植物吸收Mg2＋比吸收水相对慢；水稻培养液中Si4＋的相对百分含量低于100%，说明该植物吸收Si4＋比吸收水相对快，所以水稻吸收水、镁离子、硅离子这三类物质相对速率的特点是：v(Si4＋)＞v(水)＞v(Mg2＋)，A正确；植物对离子吸收速率取决于细胞膜上载体的数量，B错误；生物膜具有选择透过性，不同植物对矿质离子的吸收具有选择性，水稻和番茄对Mg2＋和Si4＋的吸收是由细胞膜的功能特点决定的，C错误；本实验采用自身对照的方法，即某离子的初始浓度和培养一段时间后的浓度对比，不需要设置空白对照组，D错误。 二、非选择题 8．(2025·衡中同卷一调考试)Na＋是植物生长所需的矿质元素，主要储存在液泡中。如图表示紫色洋葱外表皮细胞的液泡吸收Na＋的过程。 (1)据图分析液泡中H＋浓度比细胞质基质中的________(填“高”或“低”)，H＋出液泡的运输方式为________________，物质能选择性透过液泡膜的物质基础是______________________________________________________。 (2)我国科学家研制成功的耐盐碱“海水稻”，植物根部细胞中的液泡可以通过图中所示方式增加液泡内Na＋的浓度，这对于植物生长的意义是___________________________________________________________________。 (3)液泡吸收Na＋后，短时间内液泡中的H＋浓度降低，进而使其中的花青素逐渐由紫色变成蓝色。欲利用该原理设计实验来验证液泡吸收Na＋需要ATP间接供能。 材料：紫色洋葱外表皮细胞、钼酸钠溶液(细胞可吸收其中的Na＋)和抗霉素A(抑制ATP生成的一种物质)。实验思路：_____________________ ___________________________________________________。预期实验结果：_______________________________________________。 答案：(1)高　协助扩散　液泡膜上转运蛋白的种类和数量　(2)避免了钠离子对细胞代谢造成的影响；同时也提高了液泡的渗透压，从而提高植物的吸水力，进而适应高盐环境　(3)取生理状态相同的紫色洋葱外表皮细胞均分成两份，并编号甲、乙。甲组滴加适量的钼酸钠，乙组先滴加抗霉素A后再滴加等量的钼酸钠。记录两组液泡由紫色变成蓝色的时间　甲组变蓝的时间短于乙组 解析：(1)据题图可知，转运蛋白Ⅰ消耗ATP将H＋运输到液泡内，属于主动运输，说明液泡内H＋浓度大于细胞质基质中H＋浓度；因此H＋出液泡的运输方式是顺浓度梯度进行的协助扩散；物质能选择性透过液泡膜的物质基础是液泡膜上转运蛋白的种类和数量。 (2)耐盐碱“海水稻”，植物根部细胞中的液泡可以通过题图中所示方式增加液泡内Na＋的浓度，避免了钠离子对细胞代谢造成的影响；同时也提高了液泡的渗透压，从而提高植物的吸水力，进而适应高盐环境。 (3)分析题意，本实验目的是验证液泡吸收Na＋需要ATP间接供能，则是否提供ATP为实验的自变量，可通过抗霉素A抑制ATP的形成来控制自变量，然后根据花青素逐渐由紫色变成蓝色的时间来判断ATP是否影响液泡吸收Na＋，实验设计应遵循对照与单一变量原则，实验思路如下：取生理状态相同的紫色洋葱外表皮细胞均分成两份，并编号甲、乙。甲组滴加适量的钼酸钠(对照组)，乙组先滴加抗霉素A后再滴加等量的钼酸钠(实验组)，记录两组液泡由紫色变成蓝色的时间。 预期实验结果：由于乙组先滴加了抗霉素A，抑制了ATP的形成，若液泡吸收Na＋需要ATP间接供能，则甲组变蓝的时间短于乙组。 能力提升 一、选择题 1．(2024·辽宁省实验中学五模)下列有关物质跨膜运输的相关表述正确的是(　　) A．相对分子质量较小的物质和离子可以自由进出细胞 B．细胞通过胞吞摄取大分子物质时需要膜蛋白的参与 C．通过被动运输进入细胞的物质，其运输速率只与该物质的浓度差有关 D．水分子只能通过水通道蛋白进出细胞 答案：B 解析：细胞膜具有选择透过性，所以相对分子质量较小的物质和离子不一定能自由进出细胞，A错误；胞吞也是有选择性的，细胞通过胞吞摄取大分子物质时需通过膜上特定蛋白的识别，从而完成胞吞过程，B正确；被动运输包括自由扩散和协助扩散，通过自由扩散进入细胞的物质，其运输速率与该物质的浓度差有关，如果是协助扩散则与该物质的浓度差和转运蛋白的数量有关，C错误；水分子能通过水通道蛋白进出细胞，也能通过自由扩散进出细胞，此时不需要通道蛋白，D错误。 2．(2024·沈阳二中三模)Na＋和氨基酸是机体所需的重要物质，两种物质进出肾小管上皮细胞的机制如图所示。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．氨基酸通过主动运输的方式进入肾小管上皮细胞 B．氨基酸通过协助扩散的方式从肾小管上皮细胞内运出 C．Na＋通过自由扩散的方式进入肾小管上皮细胞 D．Na＋通过主动运输的方式从肾小管上皮细胞内运出 答案：C 解析：管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→高浓度，需要载体、消耗钠离子的梯度势能，属于主动运输，A正确；氨基酸通过协助扩散的方式从肾小管上皮细胞内运出，B正确；Na＋进入肾小管上皮细胞需要载体，属于协助扩散，C错误；Na＋通过主动运输方式从肾小管上皮细胞内运出，逆浓度梯度进行，需要消耗能量，需要转运蛋白，D正确。 3．(2024·河北省雄安新区一模)植物细胞代谢产生的柠檬酸(CA)能顺浓度梯度运输到液泡，并储存起来。当液泡中的有机酸积累较多，会被运出液泡进入降解途径，过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．液泡膜上运输CA转运蛋白的空间结构相同 B．若细胞呼吸受阻，则液泡中CA的浓度降低 C．H＋进入液泡和CA输出液泡的运输方式不同 D．转运蛋白将CA运出液泡时，其构象会改变 答案：D 解析：液泡膜上参与CA运输的转运蛋白有两种，其空间结构不同，A错误；细胞呼吸受阻，产生的ATP减少，液泡的pH升高引起运出液泡的CA减少，导致液泡中CA的浓度升高，B错误；H＋进入液泡和CA输出液泡均是逆浓度梯度的主动运输，C错误；载体蛋白转运物质时，其构象会改变，D正确。 4．(2025·衡中同卷一调考试)蔗糖在植物组织培养过程中为植物细胞提供营养、能量和维持一定的渗透压，如图为蔗糖分子进入植物细胞的示意图。下列叙述正确的是(　　) A．一种转运蛋白可转运多种物质，一种物质只能由一种转运蛋白转运 B．结构①和②是控制物质进出细胞的载体且①具有催化作用 C．H＋出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞的方式是协助扩散 D．该成熟的植物细胞在蔗糖溶液(浓度偏高)中会发生质壁分离但不能自动复原 答案：B 解析：结合题图可知，一种转运蛋白可转运多种物质(如②中载体可以转运H＋和蔗糖)，一种物质可以由多种转运蛋白转运(如H＋可以由①和②转运)，A错误；结构①和②是控制物质进出细胞的载体，且结构①能够催化ATP水解为ADP和Pi，即具有催化作用，B正确；H＋出细胞需要载体协助，且需要消耗ATP，方式为主动运输；细胞外的H＋多于细胞内，H＋进入细胞是协助扩散，蔗糖进入细胞借助H＋的浓度差，属于主动运输，C错误；结合图示可知，该成熟的植物细胞在蔗糖溶液(浓度偏高)中会发生质壁分离，但由于蔗糖可通过细胞膜进入细胞内，故可自动复原，D错误。 5．(2024·辽宁名校联盟联考)神经细胞的细胞膜中分布有钠—钾泵和K＋通道，如图所示。据图中信息分析，下列叙述正确的是(　　) A．钠—钾泵是能转运Na＋和K＋的通道蛋白 B．钠—钾泵具有ATP水解酶的功能 C．Na＋排出神经细胞的方式为协助扩散 D．K＋进出神经细胞的方式为主动运输 答案：B 解析：钠—钾泵是能转运Na＋和K＋的载体蛋白，A错误；钠—钾泵具有ATP水解酶的功能，能催化ATP中的特殊化学键断裂释放能量，B正确；由图可知，Na＋是通过钠—钾泵，逆浓度梯度排出神经细胞的，该过程需要消耗能量，属于主动运输，C错误；K＋通过钠—钾泵进神经细胞的方式为主动运输，而通过K＋通道出细胞的方式为协助扩散，D错误。 6．(2024·衡水中学四调考试)图1表示葡萄糖载体蛋白的两种构象状态相互转变，使葡萄糖分子顺浓度梯度进入细胞。图2表示离子通道型受体与特定配体结合后发生反应，引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化，使“门”打开，介导离子顺浓度梯度通过细胞膜。下列有关叙述正确的是(　　) A．载体蛋白和通道蛋白属于转运蛋白，图1、图2介导的物质转运均为协助扩散 B．细胞缺氧会直接影响图2中离子的运输速率，图1中葡萄糖的转运不受影响 C．若图2配体为一种抑制性神经递质，则该配体可开启突触前膜上的Cl－通道 D．载体蛋白的构象变化在于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及空间结构的变化 答案：A 解析：图1是从高浓度到低浓度，属于协助扩散，图2离子通道型受体介导离子跨膜运输时顺浓度梯度，不消耗能量，所以也是协助扩散，A正确；图1和图2都是被动运输不消耗能量，细胞缺氧都不影响，B错误；抑制性神经递质可作为一种配体开启突触后膜的Cl－通道，使Cl－进入下一神经元，维持静息电位，C错误；载体蛋白与葡萄糖特异性结合，导致载体蛋白的构象变化，载体蛋白的构象变化跟氨基酸的种类、数量、排列顺序没有关系，D错误。 7．(2024·湖北黄冈中学四模)衣藻细胞膜上存在的两种Ca2＋运输方式(图1)且Ca2＋在细胞内浓度极低(10－9mol/L)，在不同的浓度下鞭毛运动情况不同，图2表示衣藻鞭毛(本质是蛋白质)运动与细胞内Ca2＋浓度的关系，箭头表示衣藻的运动方向。眼点感光可促使衣藻细胞膜上的Ca2＋通道打开，利于衣藻运动。下列有关分析错误的是(　　) A．衣藻两种鞭毛对同一浓度的Ca2＋反应不同可能与其蛋白质不同有关 B．衣藻依赖图1中b运输方式中的通道蛋白来维持胞内外Ca2＋的浓度差 C．眼点感光后可通过a方式来增大胞内Ca2＋浓度而向左运动 D．向左运动的衣藻可通过b运输方式快速降低胞内Ca2＋浓度而向正前方移动 答案：B 解析：衣藻鞭毛的本质是蛋白质，衣藻两种鞭毛对同一浓度的Ca2＋反应不同最可能与其蛋白质结构不同有关，A正确；b方法为逆浓度梯度运输，需要膜蛋白且消耗能量，可判断为主动运输，参与的蛋白质为载体蛋白而不是通道蛋白，B错误；眼点感光后由图2可知，胞内Ca2＋浓度升高时(10－8 mol/L→10－7～10－6 mol/L)，可通过a方式来增大胞内Ca2＋浓度而向左运动，C正确；向左运动的衣藻胞内Ca2＋可通过b方式快速降低胞内Ca2＋浓度(10－7～10－6 mol/L→10－8 mol/L)，从而向正前方移动，D正确。 二、非选择题 8．(2025·福建三明高三开学考试)囊性纤维化是一种严重的遗传疾病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常黏液堵塞，导致这一疾病发生的主要原因是CFTR蛋白功能异常。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用，请回答下列问题： (1)正常情况下，支气管上皮细胞在转运氯离子时，氯离子首先与CFTR蛋白结合，在细胞内化学反应释放的能量推动下，CFTR蛋白的________________发生变化，从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧，此过程，氯离子只能与CFTR蛋白结合，原因是_____________________________________________ ___________________________。 (2)根据能量来源的不同，可将动物细胞膜上的主动运输分为原发性主动转运和继发性主动转运，下图中K＋进入细胞属于原发性主动转运，葡萄糖进入细胞属于继发性主动转运。 通过分析，氯离子在CFTR蛋白的协助下转运至细胞外，属于________主动转运。驱动葡萄糖进入细胞的所需能量来源于________________。 (3)科研人员发现，红细胞在清水中很容易涨破，而水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，水通道蛋白CHIP28可插入其他生物细胞膜上。请你设计实验验证这一结论，写出简要的设计思路并预期结果：_____________________________________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)空间结构(或自身构象)　氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应　(2)原发性　膜两侧Na＋浓度梯度　(3)实验思路：将水通道蛋白CHIP28插入不含有水道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放入清水中。预期结果：卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破 解析：(1)由图1可知，氯离子跨膜运输所借助的CFTR蛋白属于载体蛋白，在正常细胞内，氯离子在该蛋白的协助下通过主动运输方式转运至细胞外，转运过程中，该蛋白能发生空间结构(或自身构象)的改变。此过程，氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应，氯离子只能与CFTR蛋白结合。 (2)原发性主动转运直接利用ATP为载体蛋白提供能量，继发性主动转运的能量来源于某种离子的跨膜浓度梯度。通过分析，氯离子在CFTR蛋白的协助下转运至细胞外，属于原发性主动转运。葡萄糖的跨膜运输属于继发性主动转运，驱动葡萄糖进入细胞的所需能量来源于膜两侧Na＋浓度梯度。 (3)红细胞在清水中很容易涨破，而水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，水通道蛋白CHIP28可插入其他生物细胞膜上。实验思路为：将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放入清水中。预期结果为：卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物质跨膜运输的方式 高考真题练 1．(2024·浙江6月卷)植物细胞胞质溶胶中的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，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。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 2．(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 3．(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(　　) 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 4．(2023·浙江卷)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( 　 ) 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 5．(2023·浙江卷)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 6．(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 7．(2022·海南卷)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是______________。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于_________________。 (3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是_______________________。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是____________________。 (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是________________________________________。 模拟训练 基础巩固 一、选择题 1．(2024·九师联盟押题卷)下列有关物质跨膜运输与物质交换过程的叙述，错误的是(　　) A．同种物质进出不同细胞的方式可能不同 B．大量水分子进入甜菜根细胞不会使其涨破 C．核糖体上合成的RNA聚合酶可通过核孔进入细胞核 D．大分子有机物需要借助细胞膜上的转运蛋白进入细胞 2．(2024·百师联盟摸底联考)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是(　　) A．膜内外物质的浓度差会影响自由扩散的速率 B．葡萄糖进入细胞的方式均为主动运输 C．抗体分泌到细胞外，通过胞吐作用，需消耗能量 D．K＋通过主动运输的方式进入神经元细胞 3．(2025·蚌埠一中模拟)如图为小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖和Na＋的示意图，下列相关分析合理的是(　　) A．食物中添加适量的NaCl有利于小肠对葡萄糖的吸收 B．抑制小肠绒毛上皮细胞的呼吸作用，不影响Na＋的运输 C．葡萄糖由小肠绒毛上皮细胞进入组织液是主动运输 D．葡萄糖由肠腔进入小肠绒毛上皮细胞不消耗ATP，属于被动运输 4．(2025·东北师大附中试题)如图表示一种物质跨膜运输的方式，下列有关物质运输的叙述，错误的是(　　) A．图示的物质跨膜运输方式可用于表示人体成熟红细胞吸收葡萄糖 B．图中载体蛋白在运输溶质分子的过程中会发生结构的改变 C．细胞摄取大分子时，大分子无需与膜上蛋白质结合 D．胰腺细胞分泌胰蛋白酶的过程不需要载体蛋白，但消耗能量 5．(2025·湖南师大附中模拟)科学研究发现，某植物细胞利用质子泵①把细胞内的H＋泵出，导致细胞外H＋浓度较高，形成细胞内外的H＋浓度差；“H＋－蔗糖载体”②能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．①具有运输功能和催化功能 B．该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度、H＋浓度的影响 C．蔗糖进入细胞的方式是主动运输 D．图中①②的功能有差异，化学本质也不同 6．(2024·东北育才学校适应性测试)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。图1中①～⑤表示物质进出细胞的方式，甲～戊表示不同的物质或细胞结构，图2为蔗糖分子进入某植物细胞的过程示意图。下列相关说法错误的是(　　) A．若图1中戊为药物的运载体，则药物A属于水溶性分子 B．图2中H＋出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞的方式为协助扩散 C．低温处理法对图1中物质进出细胞方式都有影响，细胞呼吸抑制法则对④⑤方式有影响 D．除一些不带电荷的小分子可以图1中甲方式进出细胞外，离子的跨膜运输须借助于膜蛋白 7．(2024·辽宁省教研教改联合体调研考试)为探索植物吸收水分和吸收无机盐的特点和关系，用相同的全营养液分别培养水稻和番茄的幼苗。一段时间后，分别测定培养液中的各种养分的百分含量，并与原培养液(各种养分的相对百分含量为100%)中相应养分百分含量比较，结果如图所示。相关叙述中正确的是(　　) A．水稻吸收水、镁离子、硅离子这三类物质相对速度的特点是v(Si4＋)＞v(水)＞v(Mg2＋) B．植物对离子吸收速率取决于培养液中该离子浓度 C．水稻和番茄对Mg2＋和Si4＋的吸收是由细胞膜的结构特点决定 D．为使实验结果更有说服力，应增加以清水为培养液的对照组 二、非选择题 8．(2025·衡中同卷一调考试)Na＋是植物生长所需的矿质元素，主要储存在液泡中。如图表示紫色洋葱外表皮细胞的液泡吸收Na＋的过程。 (1)据图分析液泡中H＋浓度比细胞质基质中的________(填“高”或“低”)，H＋出液泡的运输方式为________________，物质能选择性透过液泡膜的物质基础是______________________________________________________。 (2)我国科学家研制成功的耐盐碱“海水稻”，植物根部细胞中的液泡可以通过图中所示方式增加液泡内Na＋的浓度，这对于植物生长的意义是___________________________________________________________________。 (3)液泡吸收Na＋后，短时间内液泡中的H＋浓度降低，进而使其中的花青素逐渐由紫色变成蓝色。欲利用该原理设计实验来验证液泡吸收Na＋需要ATP间接供能。 材料：紫色洋葱外表皮细胞、钼酸钠溶液(细胞可吸收其中的Na＋)和抗霉素A(抑制ATP生成的一种物质)。实验思路：_____________________ ___________________________________________________。预期实验结果：_______________________________________________。 能力提升 一、选择题 1．(2024·辽宁省实验中学五模)下列有关物质跨膜运输的相关表述正确的是(　　) A．相对分子质量较小的物质和离子可以自由进出细胞 B．细胞通过胞吞摄取大分子物质时需要膜蛋白的参与 C．通过被动运输进入细胞的物质，其运输速率只与该物质的浓度差有关 D．水分子只能通过水通道蛋白进出细胞 2．(2024·沈阳二中三模)Na＋和氨基酸是机体所需的重要物质，两种物质进出肾小管上皮细胞的机制如图所示。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．氨基酸通过主动运输的方式进入肾小管上皮细胞 B．氨基酸通过协助扩散的方式从肾小管上皮细胞内运出 C．Na＋通过自由扩散的方式进入肾小管上皮细胞 D．Na＋通过主动运输的方式从肾小管上皮细胞内运出 3．(2024·河北省雄安新区一模)植物细胞代谢产生的柠檬酸(CA)能顺浓度梯度运输到液泡，并储存起来。当液泡中的有机酸积累较多，会被运出液泡进入降解途径，过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．液泡膜上运输CA转运蛋白的空间结构相同 B．若细胞呼吸受阻，则液泡中CA的浓度降低 C．H＋进入液泡和CA输出液泡的运输方式不同 D．转运蛋白将CA运出液泡时，其构象会改变 4．(2025·衡中同卷一调考试)蔗糖在植物组织培养过程中为植物细胞提供营养、能量和维持一定的渗透压，如图为蔗糖分子进入植物细胞的示意图。下列叙述正确的是(　　) A．一种转运蛋白可转运多种物质，一种物质只能由一种转运蛋白转运 B．结构①和②是控制物质进出细胞的载体且①具有催化作用 C．H＋出细胞的方式为主动运输，蔗糖进细胞的方式是协助扩散 D．该成熟的植物细胞在蔗糖溶液(浓度偏高)中会发生质壁分离但不能自动复原 5．(2024·辽宁名校联盟联考)神经细胞的细胞膜中分布有钠—钾泵和K＋通道，如图所示。据图中信息分析，下列叙述正确的是(　　) A．钠—钾泵是能转运Na＋和K＋的通道蛋白 B．钠—钾泵具有ATP水解酶的功能 C．Na＋排出神经细胞的方式为协助扩散 D．K＋进出神经细胞的方式为主动运输 6．(2024·衡水中学四调考试)图1表示葡萄糖载体蛋白的两种构象状态相互转变，使葡萄糖分子顺浓度梯度进入细胞。图2表示离子通道型受体与特定配体结合后发生反应，引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化，使“门”打开，介导离子顺浓度梯度通过细胞膜。下列有关叙述正确的是(　　) A．载体蛋白和通道蛋白属于转运蛋白，图1、图2介导的物质转运均为协助扩散 B．细胞缺氧会直接影响图2中离子的运输速率，图1中葡萄糖的转运不受影响 C．若图2配体为一种抑制性神经递质，则该配体可开启突触前膜上的Cl－通道 D．载体蛋白的构象变化在于氨基酸的种类、数量、排列顺序以及空间结构的变化 7．(2024·湖北黄冈中学四模)衣藻细胞膜上存在的两种Ca2＋运输方式(图1)且Ca2＋在细胞内浓度极低(10－9mol/L)，在不同的浓度下鞭毛运动情况不同，图2表示衣藻鞭毛(本质是蛋白质)运动与细胞内Ca2＋浓度的关系，箭头表示衣藻的运动方向。眼点感光可促使衣藻细胞膜上的Ca2＋通道打开，利于衣藻运动。下列有关分析错误的是(　　) A．衣藻两种鞭毛对同一浓度的Ca2＋反应不同可能与其蛋白质不同有关 B．衣藻依赖图1中b运输方式中的通道蛋白来维持胞内外Ca2＋的浓度差 C．眼点感光后可通过a方式来增大胞内Ca2＋浓度而向左运动 D．向左运动的衣藻可通过b运输方式快速降低胞内Ca2＋浓度而向正前方移动 二、非选择题 8．(2025·福建三明高三开学考试)囊性纤维化是一种严重的遗传疾病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常黏液堵塞，导致这一疾病发生的主要原因是CFTR蛋白功能异常。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用，请回答下列问题： (1)正常情况下，支气管上皮细胞在转运氯离子时，氯离子首先与CFTR蛋白结合，在细胞内化学反应释放的能量推动下，CFTR蛋白的________________发生变化，从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧，此过程，氯离子只能与CFTR蛋白结合，原因是_____________________________________________ ___________________________。 (2)根据能量来源的不同，可将动物细胞膜上的主动运输分为原发性主动转运和继发性主动转运，下图中K＋进入细胞属于原发性主动转运，葡萄糖进入细胞属于继发性主动转运。 通过分析，氯离子在CFTR蛋白的协助下转运至细胞外，属于________主动转运。驱动葡萄糖进入细胞的所需能量来源于________________。 (3)科研人员发现，红细胞在清水中很容易涨破，而水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，水通道蛋白CHIP28可插入其他生物细胞膜上。请你设计实验验证这一结论，写出简要的设计思路并预期结果：_____________________________________________ ___________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$