07 必修1 第二单元 第7讲 物质跨膜运输的方式及影响因素-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习教师用书（人教版）

该高中生物学讲义聚焦物质跨膜运输的方式及影响因素核心考点，按被动运输、主动运输、胞吞胞吐的逻辑层次梳理，通过表格比较、转运蛋白机制分析、影响因素曲线解读构建知识网络。教学流程涵盖考点梳理、“三看法”判定方法指导、2024年山东卷等真题训练，帮助学生系统突破难点。 资料突出科学思维与探究实践，如设计小肠吸收葡萄糖实验区分主动运输与协助扩散，通过载体蛋白构象变化模型理解运输机制。设置基础巩固与能力提升分层练习，配合即时反馈，助力学生高效掌握高考高频考点，为教师精准把控复习节奏提供实用指导。

第7讲　物质跨膜运输的方式及影响因素 　1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。　2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 考点1　物质出入细胞的方式 一、各种物质出入细胞方式的比较 物质出 入细胞 的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图例 运输 方向 高浓度→低浓度 低浓度→ 高浓度 胞外→ 胞内 胞内→ 胞外 是否需 要转运 蛋白 否 是 是 否 否 是否消 耗能量 否 否 是 是 是 举例 O2、CO2、 甘油、乙 醇、苯的 跨膜运输 等　　　 人的红细 胞吸收葡 萄糖等　 小肠上皮 细胞吸收 葡萄糖、 氨基酸、 无机盐等 巨噬细胞 吞噬抗原 等　　　 胰岛素、 消化酶、 抗体的 分泌等 影响 因素 浓度差 浓度差； 转运蛋白 的种类和 数量　　 载体蛋白 种类和数 量；能量 温度；能量 (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)协助扩散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。(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同。 ①葡萄糖 ②Na＋ ③K＋ 1．(必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。 2．(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 3．(必修1 P72“与社会的联系”)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。 二、转运蛋白 1．概念：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物跨膜运输。 2．种类及特点 (1)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。 (2)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。 三、主动运输 1．过程 (1)Na＋、K＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合，一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 (2)离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。 (3)载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。 2．意义 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要。 项目 转运方向 能量来源 举例 ATP驱动泵 逆浓度梯度 ATP Na＋-K＋泵、Ca2＋泵、H＋泵等 协同转运蛋白 同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运 利用的能量为其中的一种溶质的电化学梯度提供的能量 ①动物细胞的细胞膜上，Na＋是常用的协同转运离子，它的电化学梯度为一种分子的主动运输提供驱动力 ②细菌、酵母菌和动物细胞，绝大多数主动运输靠的是H＋的电化学梯度来驱动 光驱动泵 逆浓度梯度 光能 细菌视紫红质等物质利用光能驱动H＋的转运 1．分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合。(　×　) 提示：物质通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。 2．少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞。(　×　) 提示：水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。 3．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。(　√　) 4．细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散。(　×　) 提示：K＋进入神经细胞属于主动运输。 5．同种物质进出同一细胞的方式一定相同。(　×　) 提示：K＋进入神经细胞是主动运输，排出神经细胞的方式是协助扩散。 6．以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。(　√　) 7．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。(　×　) 提示：主动运输维持膜内外物质的浓度差。 小肠是消化和吸收的主要器官，食物中的多糖和二糖被水解成单糖后，在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛上被吸收。为研究葡萄糖的吸收方式，研究人员进行了体外实验，实验过程及结果如下表所示： 实验分组 实验处理 实验结果 实验一 蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛 葡萄糖的转运速率为0 实验二 在外界葡萄糖浓度为5 mmol/L时，呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率＝0 实验三 在外界葡萄糖浓度为100 mmol/L时，呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率＞0 (1)实验一的结果说明：葡萄糖的转运需要转运蛋白的协助。 (2)实验二的结果说明：在外界葡萄糖浓度为5 mmol/L时，小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输。 (3)实验三的结果说明：外界葡萄糖浓度为100 mmol/L时，小肠黏膜上皮细胞可通过协助扩散的方式吸收葡萄糖。 物质运输的方式及特点 1． 细胞液含有无机盐等化合物，可以调节植物细胞内的环境。下图表示 Ca2＋和H＋出入液泡膜的生理过程，CAX载体蛋白以相反的方向运输两种离子。下列说法错误的是(　　) A．H＋进入液泡的跨膜方式为主动运输 B．Ca2＋进液泡和H＋出液泡的方式均为协助扩散 C．H＋焦磷酸酶活性降低，会使Ca2＋进入液泡的速率变慢 D．液泡储存Ca2＋有利于液泡保持充盈状态 B　[题图中标明液泡内为高浓度的H＋，所以H＋进入液泡为低浓度到高浓度，属于主动运输，需要消耗能量，A正确；H＋从高浓度到低浓度出液泡，同时Ca2＋进入液泡，属于H＋协同的主动运输，B错误；H＋焦磷酸酶活性降低，会使得能量产生减少，使得液泡内的H＋浓度下降，从而会使Ca2＋进入液泡的速率变慢，C正确；液泡储存Ca2＋，维持细胞内外渗透压，有利于液泡保持充盈状态，D正确。] 2．人体成熟的红细胞能运输O2，还在血浆pH稳定中发挥重要作用，图示为血液流经肌肉组织时成熟红细胞的部分生理过程。下列叙述正确的是(　　) A．图中①②⑤为被动运输过程，③④为主动运输过程 B．葡萄糖在红细胞内分解释放的能量少部分储存在ATP中 C．③过程Na＋和K＋ 共用一种蛋白质，说明载体蛋白不具有特异性 D．红细胞主要通过②过程调节血浆的pH B　[①②表示气体进出细胞，运输方式为自由扩散；③表示Na＋的外流和 K＋ 的内流，需要消耗ATP，为主动运输；④表示葡萄糖通过蛋白质顺浓度梯度运输，为协助扩散；⑤表示水分子通过水通道蛋白进入细胞，为协助扩散，故图中①②④⑤为被动运输过程，③为主动运输过程，A错误。葡萄糖在红细胞内不彻底氧化分解，红细胞进行无氧呼吸，产物为乳酸，分解释放的能量少部分储存在ATP中，B正确。载体蛋白具有特异性，能运输一种或一类物质，C错误。气体A为CO2，气体B为O2，故红细胞主要通过①过程调节血浆的pH，D错误。] 　“三看法”快速判定物质出入细胞的方式 物质运输方式的综合分析 3．骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度。骨骼肌细胞中Ca2＋主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．Ca2＋与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性 B．钙泵转运Ca2＋过程中，会发生磷酸化和去磷酸化 C．Ca2＋进入内质网是主动运输，出内质网是协助扩散 D．Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要与通道蛋白结合 D　[参与Ca2＋主动运输的钙泵是一种能催化ATP 水解的酶，当Ca2＋ 与其相应位点结合时，其ATP水解酶活性就被激活了，A正确。钙泵转运Ca2＋过程中，ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，导致其空间结构发生变化，将 Ca2＋ 释放到膜另一侧，然后钙泵去磷酸化，结构恢复到初始状态，为再次运输Ca2＋做准备，B正确。Ca2＋进入内质网需要ATP提供能量、需要载体蛋白，运输方式为主动运输；钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度，所以细胞质基质中Ca2＋浓度低于内质网中Ca2＋的浓度，Ca2＋出内质网需要通道蛋白的协助、顺浓度梯度运输，运输方式为协助扩散，C正确。Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要通道蛋白的协助，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。] 4．NO和NH是植物利用的主要无机氮源，转运机制如下图所示，图中AMTs、NRT1.1、SLAH3为根细胞膜上的三种转运蛋白。过量施用NH会加剧土壤的酸化，引起植物生长受到严重抑制，这一现象被称为铵毒。研究发现当NO存在时，植物可以通过减轻土壤酸化来缓解铵毒症状，NRT1.1和SLAH3参与缓解铵毒的过程。以下分析错误的是(　　) A．根细胞膜对物质的吸收具有选择透过性，这与细胞膜上的蛋白质种类不同有关 B．AMTs运输NH的方式与NRT1.1运输NO的方式均为协助扩散 C．推测植物通过调用NRT1.1来加速对胞外NO/H＋的同向转运从而降低了胞外H＋浓度，缓解了铵毒 D．外源施加NO或者由SLAH3外排NO均可能缓解植物的铵毒症状 B　[NH和NO的运输都要经过细胞膜上的蛋白质的协助，这体现了根细胞膜的选择透过性，其结构基础是细胞膜上的蛋白质种类不同，A正确；AMTs运输NH是高浓度向低浓度的运输，是顺浓度梯度运输，属于协助扩散，NRT1.1运输NO利用H＋的浓度差提供的势能与H＋同向转运，是从低浓度向高浓度的运输，属于主动运输，B错误；过量NH的吸收造成了植物根周围的显著酸化，植物可通过调用NRT1.1来加速对胞外NO/H＋的同向转运从而降低胞外H＋浓度，缓解铵毒，C正确；外源施加NO或者由SLAH3外排NO可以使NRT1.1介导的NO/H＋同向内流量增多，从而降低胞外的H＋浓度，抑制根周围酸化，缓解铵毒症状，D正确。] 5．植物细胞中的蛋白质等分子会解离为A－与H＋两种离子，A－不能向细胞外扩散，H＋可以被质膜上的某些离子泵运到细胞外，使细胞呈现内负外正的电位差。若外界溶液为KCl溶液，则溶液中的K＋在A－的吸引下向细胞内扩散积累。一段时间后，细胞内外离子扩散速度相等，达到平衡状态。下列叙述正确的是(　　) A．H＋运输到细胞外不需要细胞代谢释放的能量 B．达到平衡时，细胞内外的K＋浓度相等 C．K＋进入细胞内的量与A－的浓度呈正相关 D．达到平衡时，无水分子进入细胞 C　[H＋可以被质膜上的某些离子泵运到细胞外，为主动运输，需要耗能，需要载体，A错误；由题干信息分析可知，K＋是阳离子，不断向细胞内扩散，使细胞内的K＋浓度大于细胞外的K＋浓度，B错误；溶液中的K＋在A－的吸引下向细胞内扩散积累，K＋进入细胞内的量与A－的浓度呈正相关，C正确；水分子进出细胞的方式有自由扩散和协助扩散，在平衡时，细胞内外会发生水分子的交换，只是水分子进出细胞速率相等，D错误。] 考点2　不同因素对物质跨膜运输的影响 一、影响因素 二、曲线分析 1．分子或离子进行跨膜运输时不需要与载体蛋白结合。(　×　) 提示：分子或离子进行跨膜运输时需要与载体蛋白结合。 2．载体蛋白转运物质时不会发生自身构象的改变。(　×　) 提示：载体蛋白每次转运物质时都会发生自身构象的改变。 3．胞吞、胞吐依赖于膜的流动性，主动运输、协助扩散与膜的流动性无关。(　×　) 提示：主动运输和协助扩散也与膜的流动性有关。 4．自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度。(　×　) 提示：协助扩散也是顺浓度梯度进行的。 5．一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。(　√　) 农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO的速率与O2浓度的关系如图所示。 (1)由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对NO的吸收速率与O2浓度呈正相关。 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是主动运输需要载体蛋白，此时作物乙吸收NO的速率受载体蛋白数量影响。 (3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是作物甲的NO最大吸收速率大于作物乙，甲需要的能量多，消耗的O2多。 (4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO的吸收利用，可以采取的措施是定期松土(答出一点即可)。 影响物质跨膜运输的因素 1．研究发现，较长时间生活在低温条件下的某植物根系比常温下干重下降、对磷的吸收减慢。下列有关这一现象原因的说法，错误的是(　　) A．运输PO等相关离子的载体在低温下空间结构被破坏 B．低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，能量供应减少 C．组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低 D．根系在低温条件下生长缓慢，根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小 A　[运输PO等相关离子的载体化学本质是蛋白质，低温会导致蛋白质的活性减弱，但不会破坏蛋白质的空间结构，高温下空间结构会被破坏，A错误；低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，导致细胞呼吸速率降低，能量供应减少，B正确；分子运动速度与温度有关，温度越低，分子运动速率越小，因此组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低，C正确；由于低温条件导致酶活性降低，因此根系在低温条件下生长缓慢且生根数目少，进而导致根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小，D正确。] 2．图甲、乙分别表示洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NO的速率曲线图。下列相关描述不正确的是 (　　) A．a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量 B．b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限 C．c点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度 D．d点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高，细胞发生质壁分离 D　[洋葱根尖吸收NO的方式是主动运输，吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。a点的限制因素是O2浓度，O2通过影响细胞呼吸影响能量的供应从而影响主动运输的速率，a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量，A正确；b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白数量有限，B正确；c点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，C正确；d点时离子吸收速率不再随底物浓度增大而增大，可能是因为载体蛋白数量有限或能量不足，D错误。] 物质跨膜运输的实验探究 3．为探究主动运输的特点，科研人员进行了如下四组实验： 甲组：成熟胡萝卜片＋KH2PO4溶液＋蒸馏水 乙组：成熟胡萝卜片＋KH2PO4溶液＋HgCl2溶液 丙组：幼嫩胡萝卜片＋KH2PO4溶液＋蒸馏水 丁组：幼嫩胡萝卜片＋KH2PO4溶液＋HgCl2溶液 其中HgCl2是一种ATP水解抑制剂，实验结果：实验前后溶液中磷酸盐浓度差为甲>乙>丙>丁。下列叙述错误的是(　　) A．根据该实验结果，需在实验前后测定溶液中磷酸盐的浓度 B．甲、乙两组实验结果表明，细胞吸收磷酸盐需要能量 C．该实验的无关变量是温度、pH、溶液的量、胡萝卜片的成熟度等 D．与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩组织细胞膜上载体蛋白较少 C　[本实验观察的指标为实验前后溶液中磷酸盐的浓度差，所以实验前后需测定溶液中磷酸盐的浓度，A正确；甲、乙对照变量即HgCl2的有无，HgCl2是一种ATP水解抑制剂，加入后乙吸收磷酸盐的量小于甲，所以能说明细胞吸收磷酸盐需要消耗能量，B正确；胡萝卜片的成熟度不是无关变量，C错误；由题可知，实验前后浓度差甲大于丙，所以与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩组织细胞膜上载体蛋白较少，D正确。] 4．某学校生物学兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程： (1)实验原理：主动运输需要载体和消耗能量，协助扩散需要载体和具有浓度差。 (2)实验步骤： ①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。 ②_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ③_______________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)预期结果：_____________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)实验结论：___________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(2)①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果：若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，则B瓶中葡萄糖的运输会受到抑制，且C瓶中葡萄糖的运输不受限制，因此预期结果为：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论：牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。 答案：(2)②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂　③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定 各培养瓶中葡萄糖的含量　(3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶　(4)牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输 　物质跨膜运输方式的实验探究 (1)探究是主动运输还是被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散 1．(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 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。] 2．(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 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。] 3．(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高于细胞内，有利于蔗糖的吸收 B　[转运蔗糖时，属于主动运输，其构型会发生改变，A错误；使用ATP合成抑制剂会间接影响蔗糖的运输，使其运输速率下降，B正确；植物组培过程中的碳源还可能来自氨基酸、大气中的二氧化碳等，C错误；培养基的pH高于细胞内，则细胞外的H＋减少，不利于蔗糖的吸收，D错误。] 4．(2023·湖北卷)心肌细胞上广泛存在Na＋-K＋泵和Na＋-Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是(　　) A．心肌收缩力下降 B．细胞内液的钾离子浓度升高 C．动作电位期间钠离子的内流量减少 D．细胞膜上Na＋-Ca2＋交换体的活动加强 C　[该药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵，使流出细胞的Na＋减少，则进入细胞的Na＋也减少，细胞膜上的Na＋-Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)活动减弱，使细胞外进入细胞内的Na＋减少，Ca2＋外流减少，细胞内Ca2＋浓度增加，心肌收缩力加强，A、D错误，C正确；由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋-K＋泵，导致K＋内流、Na＋外流减少，故细胞内Na＋浓度升高，K＋浓度降低，B错误。] 5．(2023·湖南卷)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的 B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害 C．敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 B　[据题图右半部分可知，AT1蛋白缺陷，PIP2s蛋白磷酸化促进H2O2排到膜外，A正确；据题图左半部分可知，AT1蛋白抑制PIP2s蛋白的磷酸化，减少了H2O2输出膜外的量，抗氧化胁迫能力弱，B错误；结合A选项可推测，敲除AT1基因，可提高禾本科农作物抗氧化胁迫能力，提高成活率，C正确；从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因，可通过基因工程技术改良农作物抗逆性，D正确。] 6．(不定项)(2023·湖南卷)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫、钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是(　　) A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化 B．GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累 C．GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜H＋泵活性有关 D．盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性 BD　[溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变化，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错误；分析题图可知，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H＋泵后，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排略微增加，说明GB可能通过调控质膜H＋泵活性来增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累，B正确；分析题图可知，盐胁迫时，加GB使液泡膜NHX载体活性明显增强，而液泡膜H＋泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫时液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜NHX载体活性有关，而与液泡膜H＋泵活性无关，C错误；由题意可知，植物可以通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可以通过液泡膜NHX载体和液泡膜H＋泵把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态，增强植物的耐盐性，D正确。] 课时分层作业(七) (建议用时：45分钟；本试卷共55分。单项选择题每小题3分，不定项选择题每小题5分) 1．钙泵是一种存在于细胞膜及细胞器膜上的运输Ca2＋的ATP水解酶，其能驱动细胞质中的Ca2＋泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2＋的细胞器)，以维持细胞质内低浓度的Ca2＋。当细胞受到刺激时，Ca2＋又会从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质。下列相关说法错误的是(　　) A．一氧化碳中毒时钙泵的活性会降低 B．Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输 C．Ca2＋从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质的过程属于协助扩散 D．钙泵参与运输Ca2＋的过程属于放能反应 D　[一氧化碳中毒，则氧气运输速率下降，影响能量供应，则钙泵的活性会降低，A正确；Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内，需要钙泵，钙泵能运输Ca2＋，而且能将ATP水解提供能量，属于主动运输，B正确；Ca2＋从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质，是从高浓度运输到低浓度，属于协助扩散，C正确；钙泵参与运输Ca2＋的过程属于吸能反应，D错误。] 2．我国科学家首次揭示了H＋通道蛋白和V-ATPase酶共同调节溶酶体酸碱度的机理。V-ATPase酶利用ATP水解产生的能量，将细胞质基质中(pH约为7.2)的H＋逆浓度梯度转运进溶酶体内部。通道的运输能力受溶酶体内H＋浓度调控。下列说法错误的是(　　) A．H＋通过通道蛋白运出溶酶体的方式是协助扩散 B．抑制V-ATPase的功能，溶酶体内的pH可能会上升 C．溶酶体膜内pH高于4.6时H＋通道蛋白的运输能力升高 D．H＋通道蛋白功能缺失会导致溶酶体降解蛋白的能力降低 C　[分析题图可知，溶酶体的pH约为4.6，H＋浓度较高，细胞质基质pH约为7.2，H＋浓度较低，故推测H＋通过H＋通道运出溶酶体的方式是协助扩散，A正确；分析题图可知，H＋运入溶酶体需要V-ATPase的协助，抑制V-ATPase的功能，运入溶酶体的H＋减少，溶酶体内的pH可能会上升，B正确；溶酶体膜内pH高于4.6时，膜内的H＋浓度减小，H＋通道的运输能力受溶酶体内H＋浓度调控，所以H＋通道蛋白的运输能力降低，C错误；H＋通道蛋白功能缺失会影响溶酶体中的pH，进而影响溶酶体中酶的活性，则会导致溶酶体降解蛋白的能力降低，D正确。] 3．下图为A、B、C、D四种物质的跨膜运输示意图，相关叙述错误的是(　　) A．转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能 B．物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质和线粒体 C．物质D的转运方式存在于高等动物细胞和高等植物细胞中 D．物质B和C的跨膜运输是通过载体蛋白进行的 C　[转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能，催化ATP水解释放能量，A正确；物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质(有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)，B正确；由于能吸收光，所以膜上含有光合色素，因此物质D的转运方式常存在于高等植物细胞中，但不存在于高等动物中，C错误；物质C的转运是高浓度到低浓度，属于协助扩散，物质B的转运是低浓度到高浓度，属于主动运输，两者都通过载体蛋白进行，D正确。] 4．研究发现，甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞有共质体途径和质外体途径，分别如图中①②所示。下列叙述正确的是(　　) A．质外体的pH因H＋-ATP酶的运输作用而逐步降低 B．图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流 C．转运蛋白都含有相应分子或离子的结合部位 D．加入H＋-ATP酶抑制剂不会影响蔗糖的运输速率 B　[H＋在H＋-ATP酶的作用下运出细胞，但会在蔗糖-H＋同向运输器的作用下再进入细胞中，故质外体的pH 是相对稳定的状态，A错误；高等植物细胞间可以形成通道，细胞间可通过通道(途径①)进行信息交流，B正确；转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白，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，不需要结合，C错误；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，D错误。] 5．水分子进入细胞的方式通常有两种：一种是穿过磷脂双分子层(a)；一种是借助于水通道蛋白(b)。研究表明，ATP可使水通道蛋白磷酸化以增强其活性。下列说法正确的是(　　) A．b方式的运输速率远远低于a方式 B．a中水分子跨膜运输的动力来自膜两侧浓度差 C．水通道蛋白在各种细胞中含量都相同 D．水通道蛋白磷酸化后转运水分子的方式是主动运输 B　[a方式为自由扩散，扩散速度缓慢；b方式为协助扩散，运输快速，A错误。a为自由扩散，水分子跨膜运输的动力来自膜两侧浓度差，B正确。水通道蛋白在各种细胞中含量不相同，C错误。水通道蛋白磷酸化后可以增强其活性，加快运输效率，但依旧是协助扩散，D错误。] 6．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．物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关 B．小肠绒毛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 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；小肠绒毛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；转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，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，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。] 7．(不定项)农作物生长所需的氮元素主要以NO的形式被根系从土壤中吸收。图1表示根细胞中NO和H＋的转运机制，图2表示作物甲、乙的根细胞吸收NO的速率与土壤O2浓度的关系。下列叙述正确的是(　　) A．硝酸盐转运蛋白转运离子时需与离子结合，且自身构象改变 B．质子泵具有高度的专一性，具有催化ATP水解和运输H＋的功能 C．作物甲根细胞膜上硝酸盐转运蛋白的数量一定比作物乙多 D．a点时及时松土可促进作物乙根细胞的有氧呼吸，有利于根细胞吸收NO AB　[由图1可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，主动运输需要转运蛋白与离子的结合，此过程转运蛋白自身构象改变，A正确；质子泵具有专一性，具有运输H＋的功能和催化ATP水解的功能，B正确；作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞吸收NO的速率大于作物乙，甲根细胞消耗O2更多，所以作物甲根细胞的呼吸速率释放的能量大于作物乙，甲根细胞膜上硝酸盐转运蛋白的数量不一定比作物乙多，C错误；O2浓度大于a时作物乙吸收NO的速率达到最大值，a点时及时松土不能促进作物乙根细胞吸收NO，D错误。] 8．(11分)H＋-K＋-ATP酶位于胃壁细胞的细胞膜上，是一种质子泵。它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H＋/K＋跨膜转运，不断将胃壁细胞内的H＋运输到浓度更高的膜外胃腔中，从而促进胃酸的分泌。其作用机理如图所示，“＋”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题： (1)胃壁细胞内的H＋运输到膜外的方式属于______________，依据是____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)图中的M1-R、H2-R、G-R属于膜上的____________，其与信号分子结合后，引起细胞内的一系列变化，这体现了细胞膜的______________功能。 (3)探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用________________________方法。胃蛋白酶的合成与分泌过程，需要参与的具膜细胞器有________________ _____________。 (4)一些化合物如SCH32651与H＋-K＋-ATP酶上的K＋高亲和性部位作用，抑制酶的活性，从而起到治疗因胃酸分泌过多引起的胃溃疡，其原理是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(1)据图可知，胃壁细胞内的H＋运输到膜外需要载体蛋白且消耗ATP，且为逆浓度梯度运输，故为主动运输。(2)图中的M1-R、H2-R、G-R能与信号分子特异性结合，属于膜上的(特异性)受体(蛋白质)；该过程可以引起细胞内的一系列变化，体现了细胞膜的信息交流功能。(3)探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用放射性同位素标记方法；胃蛋白酶是分泌蛋白，需要线粒体(提供能量)、核糖体(合成多肽)、内质网、高尔基体(对多肽进行加工等)的参与，其中的具膜细胞器是内质网、高尔基体、线粒体。(4)一些化合物如SCH32651与H＋-K＋-ATP酶上的K＋高亲和性部位作用，抑制H＋-K＋-ATP酶的活性，抑制胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中，减少胃酸的分泌量。 答案：(1)主动运输　胃壁细胞内的H＋运输过程需要消耗ATP，且为逆浓度梯度运输　(2)特异性受体　信息交流　(3)放射性同位素标记　内质网、高尔基体、线粒体　(4)抑制H＋-K＋-ATP酶的活性，抑制胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中，减少胃酸的分泌量 9．(2022·辽宁卷)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是(　　) A．人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同 B．AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATP C．检测结果表明，只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成 D．正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白的数量有关 D　[AQP基因有3种，AQP蛋白应该也有3种，故人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同，A错误；AQP是一类细胞膜通道蛋白，故不能与水分子结合，B错误；根据信息，AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍，可知AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异，但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成，C错误；AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异，故形成的AQP蛋白的数量有差异，导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同，D正确。] 10．科学研究发现，肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。下列相关叙述正确的是(　　) A．K＋、Na＋均顺浓度梯度进、出肾近端小管细胞 B．葡萄糖进、出肾近端小管细胞的区别在于是否直接消耗ATP C．同种物质进出同一细胞可由不同的转运蛋白完成，运输方式可以不同 D．抑制肾近端小管细胞的细胞呼吸，对葡萄糖进入肾近端小管细胞没有影响 C　[据图分析可知，Na＋顺浓度梯度进肾近端小管细胞、逆浓度梯度出肾近端小管细胞；K＋逆浓度梯度进肾近端小管细胞，A错误。葡萄糖进、出肾近端小管细胞的区别在于细胞内外葡萄糖的浓度差，B错误；同种物质进出同一细胞可由不同的转运蛋白完成，运输方式可以不同，如图中葡萄糖进、出肾近端小管细胞，C正确；抑制肾近端小管细胞的细胞呼吸，会影响Na＋进入肾近端小管细胞，进而影响葡萄糖进入肾近端小管细胞，D错误。] 11．(不定项)冰叶日中花(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。下图表示盐囊细胞中4种离子的转运方式(P型和V型ATP酶均能为H＋的逆浓度跨膜运输提供动力)。下列相关叙述正确的是(　　) A．Na＋运出细胞和进入液泡的方式相同，均为协助扩散 B．NHX运输Na＋有利于提高液泡溶液渗透压 C．图中一种转运蛋白可转运多种离子，说明转运蛋白没有特异性 D．P型和V型ATP酶转运H＋可以为NHX转运Na＋提供动力 BD　[据图可知，V型ATP酶可以将H＋运进液泡，该过程中需要耗能，是主动运输，说明液泡中的H＋浓度高于液泡外，则NHX将H＋运出液泡的过程是顺浓度梯度，该过程产生的势能可为Na＋进入液泡提供能量，即Na＋进入液泡的方式是主动运输，A错误；NHX向细胞外和液泡内运输Na＋，降低细胞质基质中Na＋含量，提高了细胞液的浓度，有利于提高液泡溶液渗透压，B正确；从图中看出，一种转运蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合，说明其有特异性，C错误；据图可知，P型和V型ATP酶将细胞质基质中的H＋运出细胞或运入液泡，降低了细胞质基质中H＋的浓度，H＋顺浓度梯度进入细胞为NHX转运Na＋提供动力，液泡中H＋顺浓度梯度进入细胞质基质中，同样为NHX转运Na＋提供动力，D正确。] 12．(10分)盐碱地上种植的“齐黄34”大豆平均亩产比全国平均高一倍多。盐胁迫环境下，“齐黄34”大豆细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 (1)盐胁迫条件下，Na＋通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，其能量来源是__________________________。这种运输方式的意义是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”有____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)大豆是一种重要的硅积累作物，能够吸收和积累丰富的硅。研究发现，外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na＋水平，从而提高大豆的耐盐性。请利用下列实验材料及用具，设计实验证明上述结论。实验材料及用具：长势相同的大豆幼苗若干，原硅酸，NaCl，植物培养液，原子吸收仪(测定细胞内Na＋的含量)。 实验思路：______________________________________________________ _____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 预期实验结果：__________________________________________________ _____________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析：(1)由图分析可知，其能量来源是H＋浓度梯度产生的电化学势能。这种运输方式的意义是保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物或对细胞有害的物质。(2)结合图示可知，盐胁迫条件下，通过载体蛋白A将Na＋从细胞质运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na＋运输到液泡中储存；将细胞质中的Na＋储存在囊泡中，都可以降低Na＋毒害作用。(3)要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的 Na＋水平，可以将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组不进行处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na＋的含量；若硅能降低细胞内Na＋水平，则细胞内Na＋ 的含量乙组>丙组>甲组。 答案：(1)H＋浓度梯度产生的电化学势能　保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物或对细胞有害的物质　(2)通过载体蛋白A将Na＋从细胞质运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na＋运输到液泡中储存；将细胞质中的Na＋储存在囊泡中　(3)将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中，甲组不进行处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na＋的含量　细胞内Na＋的含量：乙组>丙组>甲组 学科网（北京）股份有限公司 $$