2026届高考生物学模型构建训练①物质运输类

核心素养·四维训练 物质运输类 生物学 四维·模型构建 定向解读 1、 题干信息提取 对于以纯文字形式考查细胞跨膜运输，要从文字信息中抓取关键信息，将关键信息进行整合，以判断细胞跨膜运输的方式。 关键信息1：先看浓度再看蛋白质。由低浓度→高浓度，通常为主动运输；由高浓度→低浓度，再看是否需要转运蛋白，不需要则为自由扩散，需要则为协助扩散：胞吞、胞吐一般不由膜两侧的物质浓度判断。 关键信息2：先看能量再看蛋白质。若不消耗能量，则为被动运输，再看是否需要转运蛋白，不需要则为自由扩散，需要则为协助扩散；若消耗能量，再看是否需要转运蛋白，不需要则为胞吞、胞吐，需要则为主动运输。 关键信息3：看物质种类。若为脂溶性物质或气体等，一般为自由扩散；若为葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等，一般为主动运输或协助扩散；若为大分子物质，一般为胞吐或胞吞。 二、图像信息提取 对于配有模式图的细胞跨膜运输的考查，在题干中抓取关键信息的同时，还要提炼图像中的关键信息。 关键信息1：看膜两侧物质数量，若物质由少的一侧往多的一侧运输，则为逆浓度梯度运输；物质由多的一侧往少的一侧运输，则为顺浓度梯度运输。 四维·模型构建 关键信息2：看关键元素，如物质运输中是否涉及转运蛋白（载体蛋白或通道蛋白），是否涉及ATP的分解、离子势能、光能等与能量有关的元素，是否有细胞膜凹陷包裹物质等。 关键信息3：看物质种类，是否为气体、脂溶性物质、水分子等。 对关键信息进行整合，最后按照各种运输方式的特点进行判断 三、注意近年考试热点——协同转运 协同转运是一种转运蛋白同时运输两种化学物质的运输方式，其中一种化学物质的运输为顺浓度梯度的协助扩散，另一种化学物质的运输为逆浓度梯度的主动运输，其中主动运输所需的能量来源于被动运输（协助扩散）物质的电化学势能。根据两种化学物质运输方向的异同，协同转运可分为对向转运和同向转运两种。 试题精研 1.某科研团队在深海热液区发现了一种古细菌，此古细菌细胞膜上存在多种特殊的转运体系。其中，转运体系A能协同完成物质M和物质N的跨膜运输，物质M顺浓度梯度进入细胞的同时，驱动物质N逆浓度梯度运出细胞。转运体系B是一种只允许特定的重金属离子X通过的离子通道，且该通道的开闭受细胞内一种信号分子S的调控，当细胞内信号分子S浓度升高时，通道打开，X进入细胞。下列相关叙述正确的是（ ） A.物质M运入细胞的方式属于主动运输，物质N运出细胞的方式属于协助扩散 B.离子X通过离子通道进入细胞的过程需要消耗ATP，属于主动运输 C.转运体系B只有和信号分子结合后，才可以与离子X结合 D.细胞呼吸受到抑制时，会导致物质N的运输速率下降 2.协同转运是一类靠ATP间接提供能量进行的主动运输方式，物质运输所需要的能量直接来自膜两侧离子浓度差产生的势能，维持这种势能是通过钠钾泵或质子泵水解ATP供能。下图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖示意图，下图为肾小管上皮细胞重吸收氨基酸示意图。据图分析，下列有关叙述错误的是（ ） A.同一种物质进出同一细胞时运输方式可能不同 B.肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式为协同转运 C.Na+出小肠上皮细胞与K+进小肠上皮细胞都属于主动运输 D.葡萄糖与Na+使用同一载体蛋白说明载体蛋白不具有专一性 3.拟南芥液泡膜上的载体蛋白CLCa负责将H+顺浓度梯度运出液泡，同时将细胞质基质中的、逆浓度梯度转运至液泡中。在CLCa的细胞质基质侧存在一个“发夹”，该结构阻断了的转运。ATP具有稳定“发夹”的功能，AMP可与ATP竞争性结合CLCa，从而开启的转运，机制如图所示。下列说法错误的是（ ） A.H+需要与CLCa结合才能被其运出液泡 B.通过CLCa进入液泡的方式属于协助扩散 C.AMP缺乏稳定“发夹”的功能，与CLCa结合后使其恢复转运活性 D.CLCa活性受ATP/AMP比值调节，该比值下降可促进进入液泡 4.“齐黄34”大豆是一种耐盐性较强的大豆品种。盐胁迫环境下，“齐黄34”大豆根部细胞通过多种方式降低细胞质中的Na+浓度，从而降低盐胁迫对自身的损害，部分生理过程如图所示。下列过程不消耗细胞代谢产生的能量的是（ ） A.Na+通过蛋白A运出细胞 B.H+通过蛋白B运出液泡 C.H+通过蛋白C运出细胞 D.Na+通过囊泡进入液泡 5.科学家以大鼠为材料，对哺乳动物鼻腔内嗅觉神经元识别多种气味分子的机制进行研究，其信号转导的部分过程如图。下列相关叙述错误的是（ ） A.膜中气味受体的特异性由基因的碱基序列决定 B.C酶与活化的G蛋白结合后空间结构发生变化 C.钠离子通道的激活需要结合的cAMP提供能量 D.气味分子与受体结合后使嗅觉神经元膜外电位由正变负 6.在盐胁迫下，植物根细胞中Na+过量积累会破坏离子平衡并产生毒害作用。如图为根细胞通过调节相关物质运输来适应高盐环境的机制。下列叙述正确的是（ ） A.NSCC转运Na+的速度与Na+在膜外的浓度呈正相关 B.NHX和SOS1都能同时转运Na+和H+，二者均不具有特异性 C.使用ATP合成抑制剂，会使Na+转运到细胞外或液泡内的速率下降 D.敲除SOS1蛋白基因或降低其表达可提高植物的抗盐胁迫能力 7.细胞急性收缩后，主要通过三种转运蛋白运输离子进出细胞使细胞体积膨胀，称为调节性体积增加（RVI）。转运蛋白K将Na+、K+、Cl－以1∶1∶2的比例共转运进细胞；转运蛋白C将Cl－和按1∶1反向运输（运出细胞）；转运蛋白N将某阳离子与Na+进行共转运。RVI期间细胞膜电位没有发生变化。研究人员将RVI期间的细胞进行不同处理，测定胞外pH的变化如图所示，DIDS是转运蛋白C的抑制剂。下列说法错误的是（ ） A.转运蛋白K需与Na+、K+、Cl－特异性结合且每次转运都会发生自身构象的改变 B.RVI期间，细胞膨胀的主要原因是Na+、K+、Cl－进入细胞导致胞内渗透压升高 C.加入DIDS使胞外pH降低可推测转运蛋白N运出细胞的阳离子可能为H+ D.综合分析，可推测RVI期间转运蛋白N转运的两种阳离子的运输方向相同 8.细胞的生命活动离不开物质运输，很多物质和结构都有助于运输功能，关于这些物质和结构，下列说法错误的是（ ） A.细胞摄取大分子，大分子首先与细胞膜上的磷脂分子结合，形成囊泡，进行胞吞 B.转运蛋白可运输物质进出细胞，且有些转运蛋白需与ATP末端脱离的磷酸基团结合 C.水分子在生物体内参与物质运输，这与它们是极性分子且互相能形成氢键有关 D.蛋白质纤维构成的细胞骨架，在细胞物质运输等生命活动中发挥了重要作用 9.冰叶日中花是一种耐盐性极强的盐生植物，其茎、叶表面有盐囊细胞，盐囊细胞中4种离子的转运过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A.NHX运输Na+有利于降低细胞质基质中Na+浓度 B.P型ATP酶和V型ATP酶为转运H+提供能量 C.CLC开放后H+顺浓度梯度转运，属于协助扩散 D.某些载体蛋白同时具有运输和催化的功能 10.科学家利用最新的纳米技术，研发出一种对特定离子具有高度选择性的纳米通道。将该纳米通道嵌入人工合成的磷脂双分子层膜中，构建成一个模拟细胞跨膜运输的模型系统。在不同条件下，对该系统中离子的运输情况进行研究，结果如表所示： 实验组别 纳米通道类型 膜两侧离子浓度差（膜外浓度∶膜内浓度） 有无能量供应 离子运输速率（个/秒） 1 可运输钙离子的纳米通道 1000∶1 无 10000 2 可运输钙离子的纳米通道 1000∶1 有 10000 3 可运输钠离子的纳米通道 100∶1 无 8000 4 可运输钠离子的纳米通道 100∶1 有 8000 根据上述信息，下列有关说法正确的是（ ） A.该纳米通道运输离子的方式为主动运输，因为主动运输需要载体蛋白且消耗能量 B.从实验结果可知，离子通过纳米通道的运输速率与膜两侧离子浓度差无关 C.不同类型的纳米通道对离子的运输具有选择性，这与纳米通道的空间结构有关 D.若在人体细胞中植入该纳米通道，可显著提高细胞对各种离子的吸收效率 11.土壤盐化是目前主要的环境问题之一。在盐化土壤中，大量Na+不需能量就能迅速流入细胞，形成胁迫，影响植物正常生长。 I、耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输，减少Na+在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如下图。 注：H+泵可将胞内H+排到胞外，形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时，H+电化学梯度的势能可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。 Ⅱ、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。 （1）在盐胁迫下，Na+进入细胞的运输方式是_______，图中Na+排出细胞所需的能量是_______。 （2）据图分析，在高盐胁迫下，耐盐植物的根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能：一方面，胞外Ca2+直接_______，减少Na+进入细胞；另一方面，胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内，以及通过_______，间接促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内，从而促进转运蛋白C将Na+排到胞外，降低细胞内Na+浓度。 （3）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：将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中，_______。 预期实验结果：_______。 答案以及解析 1.答案：D 解析：物质M顺浓度梯度进入细胞，其运输方式属于协助扩散；物质N逆浓度梯度运出细胞，运输方式属于主动运输，A错误；经过通道蛋白的运输为协助扩散，离子X经转运体系B进入细胞的过程为协助扩散，不消耗ATP，B错误；信号分子S只是调控通道的开闭，而不是与X结合，离子通道运输物质时不与被转运的物质结合，C错误；虽然物质N的运输依赖物质M的浓度梯度，但维持物质M的浓度梯度依赖细胞呼吸提供的ATP；如果细胞呼吸被抑制，ATP合成减少，会影响物质M的浓度梯度建立，进而导致物质N的运输速率下降，D正确。 2.答案：D 解析：葡萄糖进入小肠上皮细胞是协同转运，出细胞是协助扩散，运输方式不 同，A正确；肾小管上皮细胞重吸收氨基酸靠Na+浓度差势能，属于协同转运，B正确；Na+出和K+进小肠上皮细胞都是逆浓度梯度，属于主动运输，C正确；葡萄糖与Na+共用载体，但载体仍有专一性，D错误。 3.答案：B 解析：A、由题干“载体蛋白CLCa负责将H+顺浓度梯度运出液泡”可知，H+需要与CLCa结合才能被其运出液泡，A正确；B、因为是逆浓度梯度转运至液泡中，而协助扩散是顺浓度梯度运输，所以通过CLCa进入液泡的方式不属于协助扩散，B错误；C、根据题干“ATP具有稳定‘发夹’的功能，AMP可与ATP竞争性结合CLCa，从而开启的转运”，可知AMP缺乏稳定“发夹”的功能，与CLCa结合后使其恢复转运活性，C正确；D、由于ATP能稳定“发夹”阻止转运，AMP可开启转运，所以当ATP/AMP比值下降时，意味着AMP相对增多，可促进进入液泡，D正确。故选B。 4.答案：B 解析： 5.答案：C 解析：膜中气味受体的化学本质是蛋白质，由相关基因的碱基序列指导合成，具有特异性，A正确；据图可知，气味分子与受体结合后，活化的G蛋白与C酶结合，C酶的空间结构发生变化，变成活化的C酶，活化的C酶催化ATP转化为cAMP，cAMP与钠离子通道结合，导致Na+内流，使嗅觉神经元产生动作电位，嗅觉神经元膜外电位由正变负，B正确；D正确；图中Na+的运输需要借助钠离子通道，该过程是顺浓度梯度的，不需要cAMP提供能量，C错误。 6.答案：C 解析：NSCC转运Na+的速度与Na+在膜内外的浓度差呈正相关，A错误；NHX和SOS1都是转运蛋白，二者均具有特异性，B错误；分析题图，Na+转运到细胞外或者液泡内，都与H+的顺浓度梯度运输相关联，而H+浓度差的维持均依赖于ATP供能，故使用ATP合成抑制剂时，会影响H+的浓度差，进而导致Na+转运到细胞外或者液泡内的速率下降，C正确；SOS1能将细胞内的Na+运出细胞，若敲除SOS1蛋白基因或降低其表达，细胞内可能造成Na+积累而产生毒害作用，进而降低植物的抗盐胁迫能力，D错误。 7.答案：D 解析：获取信息能力、分析能力。根据题意，转运蛋白K能将Na+、K+、Cl－以1：1：2的比例共转运进细胞，说明转运蛋白K为载体蛋白，载体蛋白运输分子或离子时需结合转运的分子或离子，且自身构象会发生改变，A正确；RVI期间，Na+、K+、Cl－按1：1：2进入细胞、转运蛋白C将Cl－和按1：1反向运输（运出细胞）、转运蛋白N将某阳离子与Na+进行共转运，此时细胞膜电位没有发生变化，推出转运蛋白N转运的某阳离子和Na+也是反向转运的，所以细胞膨胀的主要原因是Na+、K+、Cl－进入细胞导致胞内渗透压升高，B正确、D错误；DIDS是转运蛋白C的抑制剂，抑制运出细胞，使胞外pH降低，说明胞外H+浓度提高，因此推测转运蛋白N运出细胞的阳离子可能为H+，C正确。 8.答案：A 解析：细胞通过胞吞摄取生物大分子时，大分子首先需要与细胞膜上的蛋白质结合，A错误；转运蛋白在主动运输和协助扩散过程中发挥作用，有些转运蛋白如Ca2+载体蛋白需要和ATP末端脱离下来的磷酸基团结合，发挥作用，B正确；水分子是极性分子，互相能形成氢键，常温下维持液态，具有流动性，在生物体内参与物质运输，C正确；细胞骨架由蛋白质纤维构成，与物质运输等各种生命活动有关，D正确。 9.答案：B 解析：A（√）由解题指导可知，NHX运输Na+有利于降低细胞质基质中Na+浓度；B（×）、D（√）由解题指导可知，P型ATP酶和V型ATP酶为载体蛋白，具有运输的功能，同时能催化ATP水解，为转运H+提供能量，提供能量的是ATP；C（√）由解题指导可知，CLC开放后H+顺浓度梯度转运，属于协助扩散。 10.答案：C 解析：由题表解读可知，该纳米通道运输离子的方式为协助扩散，不是主动运输，A错误；实验中并未设置不同浓度差下同一纳米通道运输离子的对比实验，因此不能得出离子通过纳米通道的运输速率与膜两侧离子浓度差无关的结论，B错误；不同类型的纳米通道（运输钙离子和钠离子的纳米通道不同）对离子的运输具有选择性，功能取决于空间结构，所以这与纳米通道的空间结构有关，C正确；结合C项分析可知，该纳米通道对离子的运输具有选择性，只能运输特定的离子，因此不能提高对各种离子的吸收效率，D错误。 11.答案：（1）协助扩散；H+电化学梯度的势能 （2）抑制转运蛋白A；胞外Na+与受体结合，促进胞内H2O2浓度上升 （3）甲组不作处理，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 解析：（1）依题图分析可得：H+泵出细胞的过程中需要载体蛋白协助并消耗能量，属于主动运输；膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时，可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外过程，Na+排出细胞的过程消耗氢离子电化学势能并需要转运蛋白协助，属于主动运输；在盐胁迫下，盐化土壤中大量Na+会迅速流入细胞形成胁迫，即顺浓度梯度进行，Na+进入细胞时需要载体蛋白协助，故其运输方式是协助扩散。H+电化学梯度的势能可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。 （2）据图分析可知：Ca2+调控植物抗盐胁迫的两条途径：一是胞外Ca2+抑制转运蛋白A转运Na+进入细胞内；二是胞外Na+与受体结合促进胞内H2O2浓度上升，促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内，胞内Ca2+促进转运蛋白C将Na+转运出细胞；通过减少Na+进入、增加Na+排出从而降低细胞内Na+浓度，来抵抗盐胁迫。 （3）要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆幼苗细胞中的Na+水平，可以将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组不作处理，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。 学科网（北京）股份有限公司 $