第4章 细胞的物质输入和输出 章末总结-【成才之路•学案】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞同步新课程学习指导(人教版)

2.提示：消耗能量。组2呼吸受到抑制后，培养液中葡萄糖的剩： 除了需要能量还有载体蛋白。4Na*来源于神经细胞内。(2) 余量增加 由实验2、3及其现象可知，实验2、3的自变量是加入了ATP 3.提示：主动运输。葫萄糖的跨膜运输需要载体蛋白协助和消 说明4Na穿过神经细胞膜需要消耗能量，运输方式是主动运 耗细胞代谢产生的能量。 输。(3)由实验2、3可知甲药物的作用是抑制神经细胞的细 4.提示：主动运输。细胞内Na浓度低，细胞外Na浓度高， 胞呼吸。(4)实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的 Na外排转运方向为逆浓度梯度，需要间接消耗细胞代谢产 其他生命活动没有受到影响，说明乙药物不影响细胞呼吸，乙 生的能量。 药物最可能是抑制了载体蛋白的作用。 5.提示：会。会导致细胞内Na浓度过高，破坏细胞膜结构。 典例剖析 微专题突破二物质进出细胞方式的判断 例：C分析图解可知，图甲物质的运输属于协助扩散，可以表 :变式训练 示葡萄糖进入红细胞，A正确；图2中乙物质的运输由低浓 1.A根据题意可知，整个运输过程中，首先H通过主动运输 度向高浓度一侧，并且需要载体蛋白的协助和消耗能量，属 从细胞质基质进入液泡，从而建立液泡膜两侧的H浓度梯 于主动运输，B正确；图乙可以判断乙物质为运进细胞，而图 度，然后H顺浓度梯度通过载体蛋白CAX经协助扩散运出 甲中不能判断细胞内外，因此不能确定甲物质是否是细胞 液泡，同时H浓度梯度驱动C+通过主动运输进入液泡，该 代谢所需的营养物质，C错误：除去细胞膜上的载体蛋白，对 过程属于反向协同运输，A错误，D正确：C2+通过CAX运输 协助扩散和主动运输均有影响，D正确。故选C。 进入液泡后，增大了细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界 变式训练 吸水，使植物细胞保持坚挺，B正确：加入H焦磷酸酶抑制剂 1.B作物乙在O2浓度大于a时，NO吸收速率不再增加，说 后，用于H主动运输的能量减少，液泡膜两侧的H浓度梯 明运输NO,的载体蛋白已饱和，A正确：生物种类不同，同种 度不易建立，而Ca2+通过CAX运输进人液泡需要H*浓度梯 物质的运输载体效率也会有差异，不是数量多速率就一定快， 度来驱动，故加人H焦磷酸酶抑制剂后，C2+通过CAX的运 B错误；图示细胞吸收的NO3方式为主动运输，水的吸收是： 输速率变慢，C正确。 自由扩散或者协助扩散，C正确：蛋白质、核酸、磷脂中含有N2.D洋葱根尖吸收NO的方式是主动运输，吸收速率受能 元素，D正确。故选B。 量、载体和底物浓度的影响。a点时离子吸收速率未达到最 任务二 大，限制因素是O,浓度，而O,浓度通过影响呼吸作用产生的 问题探究 能量影响吸收速率，故此时主要影响因素是能量，A正确；b 1.提示：分别是胞吞、胞吐。 点时离子吸收速率不再随O,浓度增大而增大，此时的限制因 2.提示：细胞膜具有一定的流动性。 素是载体的数量，B正确：℃点时离子吸收速率未达到最大 3.提示：胞吞和胞吐需要消耗能量。 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 典例剖析 时离子吸收速率不再随底物浓度增大而增大，主要是因为载 例：Ca胞吐和b胞吞依据的是膜的流动性，A正确；变形虫是 体数量有限，D错误。 单细胞生物，是以b的方式吞噬食物，B正确；胞吞和胞吐还 :3.(1)探究HgCL2溶液和细胞成熟程度对细胞主动运输（吸收 可以运输小分子物质，C错误；b一定需要细胞的表面识别， 磷酸盐)的影响 具有特异性，需要ATP为其提供能量，D正确。枚选C。 (2)溶液中磷酸盐的浓度细胞主动运输吸收磷酸盐需要消 变式训练 耗能量 幼嫩组织供能少，幼嫩组织细胞膜上载体少 2.A图a过程除了可发生在细胞膜处，也可能是内质网释放 【解析】(1)通过对比可知，甲与乙、丙与丁之间的自变量为 囊泡，A错误：图b可表示胞吐，通过胞吐运输的一般为蛋白 是否添加HgCL2溶液，甲与丙、乙与丁之间的自变量为细胞成 质等生物大分子及颗粒性结构，B正确；图a过程可以是胞 熟程度，因此实验目的为探究Hg2溶液和细胞成熟程度对 吞，此时大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜 细胞主动运输（吸收磷酸盐）的影响。(2)根据数学模型可 内陷形成小囊，C正确：图b过程发生囊泡与膜融合释放所运 知，需要计算实验前后溶液中磷酸盐浓度差，所以实验前后需 输物质，该过程依赖于膜的流动性，D正确。故选A。 测定溶液中磷酸盐的浓度；乙组添加HgCL,溶液，ATP为主动 课堂达标巩固训练 运输供能受阻，对磷酸盐的吸收明显减少，这说明细胞吸收磷 酸盐需要消耗能量；与甲组相比，丙组为幼嫩组织，细胞膜表 1.D据题图可知，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也 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 需要消耗能量，是主动运输，A正确：该矿质元素离子逆浓度 运输比甲组弱。 梯度运输，B正确；该矿质元素离子的运输需要载体蛋白，如 果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，则该矿 章末总结 质元素离子不能被运输，C正确：载体蛋白可重复使用，D错 体验真题直击高考 误。故选D。 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 2.Da是胞吞过程，b是胞吐过程，无论是胞吞还是胞吐都伴 散，A错误：模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细 随着细胞膜的变化和具膜小泡的形成，均以膜的流动性为基 胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确：治疗后空肠、回 础，A正确：胞吞和胞吐均需要消耗能量，B正确：胞吐过程中 肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少 有具膜小泡的形成、具膜小泡与细胞膜的融合，因此存在膜成 致病菌排放，C正确：治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照 分的更新，C正确：物质通过胞吞和胞吐运输时，不需要载体 组，可使回肠对水的转运增加，D正确。故选A。 蛋白的协助，但细胞摄取大分子时，需要膜蛋白的参与，D错：2.C 药物特异性阻断细胞膜上的Na-K泵，会使得向细胞 误。故选D。 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 3.(1)神经细胞内 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 (2)消耗能量主动运输 弱，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加 (3)抑制神经细胞的细胞呼吸 强，A、B、D错误；细胞外的钠离子浓度下降会导致动作电位 (4)载体蛋白 期间钠离子的内流量减少，C正确。故选C。 【解析】(1)乙药物抑制了主动运输的载体，因为主动运输：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 268 扩散方式进人细胞，A错误：血浆中K量低，红细胞内K含：2.(1)过氧化氢酶(2)催化催化效率 量高，逆浓度梯度为主动运输，需要消耗ATP并需要载体蛋3.(1)常态活跃状态(2)降低活化能 白，B正确；抗体为分泌蛋白，分泌过程为胞吐，需要消耗能微思考 量，C错误；葡萄糖进人小肠上皮细胞等为主动运输，进人哺 提示：不同。加热促进过氧化氢分解的作用机理是加热使过 乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D错误。故选B。 氧化氢分子得到了能量，而F3+和过氧化氢酶的作用机理则 4.A结合题意“将K运输到细胞外，降低细胞内外的K浓 是降低了过氧化氢分解反应的活化能。 差”和题图中缬氨毒素运输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A1.活细胞某些物质死亡某些物质蛋白质RNA 选项分析可知，K+的运输方式为协助扩散，不需要消耗AIP,2.(1)活细胞(2)催化作用(3)蛋白质或RNA B错误；缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在细胞膜上，微思考 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 提示：氨基酸、核糖核苷酸。 结构特点有关，C错误：噬菌体为DNA病毒，病毒没有细胞 自我检测 结构，故缬氨毒素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。故 :(1)×(2)×(3)×(4)V(5)×(6)×(7)× 选A。 (8)×(9)× 5.DCl/H转运蛋白在H浓度梯度驱动下，运出H的同时 【解析】(1)酶能降低化学反应的活化能，使化学反应更 把@ˉ逆浓度梯度运入溶酶体，说明H+浓度为溶酶体内较 易进行。(2)酶不为化学反应提供能量，而是降低了H,02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：溶酶体内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因素。(5)酶的基本组成单位是氨基 活，溶酶体内H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；CˉH转运蛋白缺失突变体的 酸或核糖核苷酸。(6)并不是具有分泌功能的细胞才能产生酶， 活细胞都能产生酶。(7)酶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)酶在化学反应前后性 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； 细胞质基质中的H与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到 质不变，不会在催化后就被降解。(9)酶具有的功能是催化。 细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。故选D。 合作探究。能力提升 6.A溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变 任务一 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 问题探究 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 :1.提示：本实验的自变量有温度、催化剂的种类。 误；对比分析上两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使Na外 :2.提示：制成肝脏研磨液目的是使肝细胞中的过氧化氢酶得以 排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H泵后，NaCl胁迫时， 充分释放，增大酶与过氧化氢的接触面积，加快过氧化氢分解 加GB使Na外排略微增加，说明GB可能通过调控质膜H 速率。 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 确：对比分析下两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使液泡膜 的量。 NHX载体活性明显增强，而液泡膜H泵活性几乎无变化，所 4.提示：无关变量有过氧化氢的浓度、反应时间等；无关变量的 以GB引起盐胁迫时液泡中Na*浓度的显著变化，与液泡膜 处理原则是相同且适宜。 N载体活性有关，而与液泡膜H泵活性无关，C正确：由 :5.提示：加热可以加快过氧化氢的分解；FCl3可以催化过氧化 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氢的分解：与无机催化 泡膜NHX载体和液泡膜H+泵把Na转入液泡内，以维持细 剂相比，过氧化氢酶的催化效率更高。 胞质基质Na稳态，增强植物的耐盐性，D正确。故选A。 典例剖析 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,02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；H2O2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H2O2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Ca2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,O,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 扩散，故维持细胞C+浓度的内低外高是主动运输，需消耗 变式训练 能量，B正确：C2+作为信号分子，调控相关基因表达，导致 :1.C分析实验装置可知，催化剂的种类属于实验的自变量，A H,O,含量升高，不是直接抑制H,O,的分解，C错误：BAK1缺 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 失的被感染细胞，不能被油菜素内酯活化，不能关闭C2+通 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 道蛋白，将导致H,O,含量升高，D错误。故选B。 符合题意；产生气泡量属于实验的因变量，D不符合题意。 任务二 第5章细胞的能量供应和利用 问题探究 1.提示：E1—使用无机催化剂，E2—一不使用催化剂，E3 第1节降低化学反应活化能的酶 使用酶作催化剂 第1课时酶的作用和本质 2.提示：E,-E3。 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 必备知识自主梳理 从常态转化为活跃状态的时间，加快化学反应的进行 典例剖析 1.(1)细胞中(2)化学反应(3)细胞生命活动 :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 -269094 目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 对某离子吸收咸弱或停止 →主动运输 植株+完全培养液 呼吸「 抑制利 →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的方法 植株+完全培养液 蛋白质抑制利 →对某离子吸收减弱或停止 →协助扩散 (或蛋白酶) →不影响离子吸收 →自由扩散 》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HgCL2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： KH,PO,溶液 KHPO,溶液 KH,PO,溶液 馏水 HgC,溶 蒸馏 成熟胡萝卜片 成熟胡萝卜片 幼嫩胡萝卜片 幼嫩胡萝下片 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 0 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 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[16] 章末总结 构建网络素养提升 水进出细胞的原理挥完)植物细胞的吸水和失水 细胞 被动运输 8 自由扩散和 自由扩散总>顺浓度梯度，不需要转运蛋白和能量 协助扩散 协助扩散特点)顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量 入和 输出 主动运输与 主动运输 特点 逆浓度梯度，需要载体蛋白，需要能量 胞吞、胞吐 胞吞、胞吐 特总> 一般为大分子物质，不需要载体蛋白，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 6 入细胞 ☐对照组 B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消 ☒模型组 ■治疗组 耗ATP 空肠 回肠 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 K 8 和Na*-Ca2+交换体（转入Na+的同时排出 携带K的 缬氨霉索 Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中 缬氨霉素 细胞内 钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以 心细胞外 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 Na-K泵 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 膜内 ATP ADP+Pi C1ˉ/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度 ONat △K ☐Ca 由H+载体蛋白维持，Cl/H+转运蛋白在H浓度 A.心肌收缩力下降 梯度驱动下，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 入溶酶体。Cl/H+转运蛋白缺失突变体的细胞 096 中，因C1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可能通过调控质膜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+泵的专一 酸结合并打开细胞膜上的Ca2+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Ca2+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 外排 原生质体 外排 原生质体 750 750 (钒酸钠处理) 道蛋白。下列说法正确的是 500 500 250 A.环核苷酸与Ca+均可结合Ca2+通道蛋白 250 0 0 B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量 -250 -250 -500 -500 C.Ca2+作为信号分子直接抑制H202的分解 内流 内流 +GB +GB za+ D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内 液泡 液泡 H,0,含量降低 50 160 00010 120 80 素养等级测评 请同学们认真完成考案（二） 40 照 NaCl +GB