2026届高三生物一轮复习讲义物质进出细胞的方式及影响因素

物质进出细胞的方式及影响因素 一　物质出入细胞的方式 1.被动运输 [认知觉醒]　据图完成下列表格内容： 形式 自由扩散 协助扩散 图示 方式甲 方式乙 运输方向 高浓度一侧→低浓度一侧(顺浓度梯度) 概念 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 条件 不需要转运蛋白，不消耗能量 需要转运蛋白，不消耗能量 举例 O2和CO2等气体、水(少数情况)、苯、乙醇等 葡萄糖、氨基酸的顺浓度梯度跨膜运输；水通过水通道蛋白的运输 思维升华　转运蛋白的类型及特点 (1)转运蛋白的开关状态 (2)对比分析两种转运蛋白 2.主动运输、胞吞和胞吐 [认知觉醒]　小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛，对吸收来自肠腔的营养物质有重要意义。如图1为氨基酸从肠腔进入组织细胞的简要过程。新生儿小肠上皮细胞还能直接吸收母乳中的免疫球蛋白到血液中。人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖浓度由于二糖的水解而局部高于细胞内，这部分葡萄糖能通过GLUT2转运；大部分葡萄糖通过SGLT1转运，过程如图2所示。 请根据以上情境素材，回答下列问题。 (1)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞是什么运输方式？判断的依据是什么？氨基酸从小肠上皮细胞到组织液是什么运输方式？ 提示　氨基酸通过主动运输的方式从肠腔进入小肠上皮细胞。依据是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白，且需要利用Na＋电化学梯度势能。氨基酸通过协助扩散的方式从小肠上皮细胞到组织液。 (2)Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，Na＋转运蛋白的空间构象是否发生改变？并说明理由。 提示　是。Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，逆浓度梯度运输，需要ATP水解提供能量，属于主动运输，需要载体蛋白，载体蛋白在转运过程中空间构象发生改变。 (3)新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？ 提示　新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。 (4)小肠上皮细胞通过SGLT1、GLUT2转运葡萄糖分别属于什么运输方式？ 提示　主动运输、协助扩散。 思维升华　(1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。 (2)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散的方式进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K＋外流和形成动作电位时的Na＋内流。 (3)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐。 (4)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。 (1)硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷，4C)(×) 提示　硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，故不需转运蛋白。 (2)小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。(2024·全国甲卷，1D)(×) 提示　主要由线粒体产生。 (3)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞。(2023·全国甲，1D)(×) 提示　葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散。 (4)植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP。(2023·全国乙卷，3D)(√) (5)葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜。(2023·全国新课标卷，1B)(×) 提示　葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散，进入其他细胞一般为主动运输。 (6)神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的通道蛋白。(2022·浙江1月选考，8D)(×) 提示　神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的载体蛋白，通道蛋白参与的是协助扩散。 (7)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷，2C)(×) 提示　胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，需要耗能。 题型1　物质出入细胞方式的判断(科学思维) [例1] (2024·海南卷，3)许多红树植物从含盐量高的泥滩中吸收盐分，并通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害。下列有关这些红树植物的叙述，正确的是(　　) A.根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，有利于水分的吸收 B.根细胞通过自由扩散的方式吸收泥滩中的K＋ C.通过叶表面的盐腺将盐排出体外，不需要ATP提供能量 D.根细胞主要以主动运输的方式吸收水分 答案　A 解析　根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，提高了细胞渗透压，有利于水分的吸收，A正确；根细胞通过主动运输的方式吸收泥滩中的K＋，B错误；根据题干，通过其叶表面的盐腺主动将盐排出体外避免盐害，所以其运输方式属于主动运输，需要ATP提供能量，C错误；根细胞吸收水分的原理是渗透作用，运输方式是被动运输，D错误。 [例2] (2024·江西卷，2)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　由题意可知，甲、乙、丙、丁为小肠上皮细胞吸收(细胞外→细胞内)营养物质的四种方式，方式甲为逆浓度梯度的运输，需要消耗能量和转运蛋白，为主动运输，A正确；方式乙为顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，需要转运蛋白，为协助扩散，B正确；胞吞过程虽需要消耗能量，但不需要转运蛋白的协助，则丙方式不为胞吞作用，C错误；方式丁为顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量和转运蛋白，为自由扩散，D正确。 [例3] (2020·江苏卷，5)如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(　　) A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞 C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞 D.口服维生素D通过方式⑤被吸收 答案　A 解析　由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输，该运输方式属于主动运输，葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体，该运输方式为协助扩散，A正确；据图可知，Na＋主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以方式⑤(胞吞)进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D为固醇类物质，口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收，D错误。 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 　　　 题型2　水通道蛋白(科学思维) [例4] (不定项)(2024·黑吉辽卷，18)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅 B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻 C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放 D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 答案　BCD 解析　水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少致病菌排放，C正确；治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加，D正确。 [例5] (2025·湖北襄阳五中联考)水是一种极性小分子，研究发现水分子通过细胞膜的方式有两种(如图所示)，下列相关叙述错误的是(　　) A.结构a分子的尾部有分隔细胞内外环境作用 B.通道蛋白跨膜部分含有较多的疏水性氨基酸 C.方式2属于主动运输，该过程中通道蛋白不会发生空间构象改变 D.水通道蛋白失活的植物细胞在高渗溶液中仍能发生质壁分离 答案　C 解析　结构a为磷脂双分子层，磷脂分子具有疏水性尾部，可阻止水溶性分子或离子通过，具有分隔细胞内外环境的作用，A正确；通道蛋白跨膜部分与磷脂双分子层疏水尾部接触，因而这部分含有较多疏水性氨基酸，B正确；方式2是水分子依赖通道蛋白的扩散，属于协助扩散，在转运过程中通道蛋白不与水分子结合，但通道蛋白分子的空间构象会发生改变，C错误；由于水分子不仅依赖方式2运输，也可通过方式1(自由扩散)运输，因此即使水通道蛋白失活，植物细胞仍可在高渗溶液中渗透失水，发生质壁分离，D正确。 通道蛋白 　　　 ①水分子进出细胞时，既可以直接穿过磷脂双分子层，也可以穿过水通道蛋白，因此渗透作用的实质是水的自由扩散和协助扩散的叠加，以协助扩散为主。 ②离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在特定刺激发生时才瞬间开放。 [例6] (2022·湖北卷，4)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形式进出细胞，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。 二　影响物质跨膜运输速率的因素 影响物质跨膜运输速率的因素 [认知觉醒]　如图甲、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的速率曲线如图。下列相关描述、正确的有____________________。 ①A点时影响离子吸收速率的主要因素是能量； ②B点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限； ③C点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度； ④D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。 答案　①②③ 解析　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，①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，②正确；C点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，③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供应不足，④错误。 思维升华　影响物质进出细胞的因素的曲线分析 (1)物质浓度(在一定范围内) (2)氧气浓度 题型1　影响物质跨膜运输的因素分析(科学思维) [例1] (2023·福建卷，12)肌细胞质基质中Ca2＋浓度升高将引起肌收缩。静息状态下，肌细胞质基质Ca2＋浓度极低，此时胞内Ca2＋主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2＋载体，能催化水解ATP实现Ca2＋逆浓度跨膜运输。该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。 下列相关叙述错误的是(　　) A.该载体对Ca2＋的转运过程利用了ATP水解所释放的能量 B.E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2＋导致肌收缩 C.若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常 D.随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率先增加后稳定 答案　B 解析　根据题干信息分析，“Ca2＋载体，能催化水解ATP实现Ca2＋逆浓度跨膜运输”，说明Ca2＋载体参与运输Ca2＋的过程是从低浓度运输到高浓度，Ca2＋载体是载体蛋白，消耗ATP水解释放的能量，属于主动运输，A正确；据图分析可知，E2的载体在运输Ca2＋前后会发生构象变化，且Ca2＋由细胞质基质向肌质网运输，终止肌收缩，B错误；若该载体数量不足或功能减弱时，Ca2＋向肌质网内的运输速率减慢，肌细胞质基质Ca2＋浓度升高，导致肌收缩的停止发生异常，C正确；当待转运Ca2＋增多时，Ca2＋ 逆浓度梯度运输活动会增强，Ca2＋ 运输载体转运速率会先快速增大，但受到载体数量等的限制，达到最大速率后保持稳定，D正确。 [例2] (2022·全国乙卷，29)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。回答下列问题： (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____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (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____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (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，判断的依据是_________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (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________(答出1点即可)。 答案　(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，氧气浓度小于a点，根细胞对NO的吸收速率与氧气浓度呈正相关　(2)主动运输需要载体蛋白和能量，此时载体蛋白达到饱和　(3)甲的NO最大吸收速率大于乙，甲需要的能量多，消耗的氧气多　(4)定期松土 解析　(1)由图可知，在一定的范围内随着O2浓度的增加，作物吸收NO的速率也在增加，说明NO的吸收需要能量，所以运输方式是主动运输。(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO的速率不再增加，此时的限制因素不是能量，而是载体蛋白。(3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，甲的NO最大吸收速率大于乙，说明甲需要的能量多，消耗的氧气多，所以作物甲细胞的呼吸速率大。(4)在农业生产中，为促进农作物根对NO的吸收利用，可以定期对作物松土，增加土壤中的含氧量。 题型2　探究物质跨膜运输方式(科学探究) [情境信息·练透] (学习探索情境) [例3] (不定项)(2025·辽宁大连模拟)研究发现红细胞在清水中容易涨破与其细胞膜上的水通道蛋白(CHIP28)密切相关。为进一步研究该水通道蛋白的功能及影响因素，科研人员对脂质体做了不同的处理，并比较脂质体在清水中涨破的时间，实验结果如下表。下列叙述正确的是(　　) 组别 处理 实验结果 甲 不含CHIP28的脂质体 破裂所需时间较长 乙 插入CHIP28的脂质体 短时间内膨胀破裂 丙 插入CHIP28的脂质体＋Hg2＋ 破裂所需时间较长 丁 插入CHIP28的脂质体＋Hg2＋＋物质X 短时间内膨胀破裂 注：脂质体为人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构。 A.乙组的自变量处理利用了“加法原理” B.CHIP28提高了水分子自由扩散和协助扩散的速率 C.Hg2＋可能对CHIP28的功能具有抑制作用 D.物质X可能与恢复CHIP28的空间结构及功能相关 答案　ACD 解析　分析表格可知，甲、乙两组的区别在于有无水通道蛋白CHIP28，乙组的自变量处理利用了“加法原理”，A正确；有水通道蛋白的乙组脂质体膨胀破裂所花时间短于无水通道蛋白CHIP28的甲组，说明CHIP28提高了水分子协助扩散的速率，B错误；乙、丙两组的区别在于Hg2＋的有无，丙组加了Hg2＋，破裂所需时间长于乙组，说明Hg2＋对水通道蛋白CHIP28的功能有抑制作用，C正确；丙、丁两组的区别在于物质X的有无，丁组加了物质X，破裂所需时间短于丙组，说明物质X可能与恢复水通道蛋白CHIP28的空间结构及功能有关，D正确。 1.(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运输，方式属于主动运输，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可能失活，D错误。 2.(2024·贵州卷，4)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后，随着植物的生长，吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白，硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(　　) A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收 B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系 C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白 D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式 答案　C 解析　离子和一些小分子可借助转运蛋白进出细胞，茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐，因此推测硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收，A正确；硫酸盐转运蛋白既可转运硫酸盐也可转运硒酸盐，因此两者进入细胞可能存在竞争关系，B正确；硒蛋白的化学本质为蛋白质，是大分子物质，硒蛋白从细胞内转运到细胞壁的方式为胞吐，C错误；呼吸抑制剂可通过抑制细胞呼吸，抑制ATP的生成，故利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式是主动运输(需要ATP，受影响)还是协助扩散(不需要ATP，不受影响)，D正确。 3.(2023·湖北卷，15)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减少 D.细胞膜上Na＋－Ca2＋交换体的活动加强 答案　C 解析　由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋－K＋泵，导致细胞内钠离子浓度增高，使细胞膜上的Na＋－Ca2＋交换体(即转入Na＋的同时排出Ca2＋)活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，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，故细胞内钠离子浓度升高，钾离子浓度降低，B错误。 4.(2022·重庆卷，2)如图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程。下列关于该过程中铜离子的叙述，错误的是(　　) A.进入细胞需要能量 B.转运具有方向性 C.进出细胞的方式相同 D.运输需要不同的载体 答案　C 解析　由图示可知，铜离子进入细胞的是由低浓度向高浓度运输，需要载体，消耗能量，A正确；铜离子转运具有方向性，B正确；铜离子进入细胞的方式是主动运输，运出细胞的方式是先通过协助扩散进入高尔基体，然后由高尔基体膜包裹通过胞吐运出细胞，C错误；由图示可知进入细胞需要膜蛋白1协助，运出细胞需要膜蛋白2协助，D正确。 限时练7　物质进出细胞的方式及影响因素　 (时间：30分钟) 一、选择题 1.(2025·山东模拟预测)肾小管上皮细胞一侧膜上的钠钾泵(吸K＋排Na＋)通过消耗ATP建立胞内低Na＋的电化学梯度，细胞另一侧膜上的共转运体借助Na＋电化学梯度，从肾小管腔中同时重吸收Na＋和葡萄糖。细胞质中的葡萄糖浓度增加后，会顺浓度梯度被转运至组织液。下列相关叙述错误的是(　　) A.肾小管上皮细胞运出Na＋的方式属于主动运输 B.肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖间接消耗ATP C.肾小管上皮细胞吸收K＋时，钠钾泵作为载体蛋白 D.共转运体在转运物质时不会发生自身构象的改变 答案　D 解析　肾小管上皮细胞运出Na＋的方式需要消耗ATP，属于主动运输，A正确；肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖需要消耗Na＋电化学势能，从而间接消耗ATP，B正确；肾小管上皮细胞吸收K＋的过程属于主动运输，其中钠钾泵作为载体蛋白，C正确；共转运体转运葡萄糖属于主动运输，转运葡萄糖时会发生自身构象的改变，D错误。 2.(2025·云南昆明高三质检)动物细胞膜上主要含有两类膜转运蛋白——载体蛋白和通道蛋白(如图)。这两种蛋白质转运物质的方式不同。下列相关叙述正确的是(　　) A.①为载体蛋白，②为通道蛋白，两者都具有选择性 B.外界溶液中的溶质分子都是通过②以被动运输方式运输到细胞内 C.细胞膜上①转运物质的速率比②转运物质的速率慢 D.①在细胞膜上有的处于开放状态，有的处于关闭状态 答案　D 解析　外界溶液中的溶质通过转运蛋白跨膜运输进入动物细胞时，有些是通过①(通道蛋白)以被动运输方式(如Na＋等)转运，有些是通过②(载体蛋白)以被动运输、主动运输方式(如K＋等)转运，A、B错误；通道蛋白不与被运输的物质相结合，因而①(通道蛋白)运输物质的速率比②(载体蛋白)要快得多，C错误；通道蛋白通常存在开放和闭合两种状态，它们仅在开放状态下能进行物质运输，D正确。 3.(2025·广东清远调研)门通道蛋白是细胞膜上的一种转运蛋白，离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反应，引起门通道蛋白的构象发生变化，使“门”打开，介导离子顺浓度梯度通过细胞膜，其过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.离子通道型受体与配体的结合具有特异性 B.离子通过门通道蛋白进行的跨膜运输过程需要消耗ATP C.门通道蛋白对离子的转运速率与膜两侧该离子的浓度差无关 D.配体与被转运的离子在细胞膜一侧结合，在另一侧分离 答案　A 解析　根据题意和图示分析可知，离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反应，引起门通道蛋白的构象发生变化，使“门”打开，介导离子顺浓度梯度通过细胞膜，此过程属于协助扩散，不需要消耗ATP。根据题干信息可知，离子通道型受体与配体的结合具有特异性，A正确，B错误；门通道蛋白对离子的转运速率与膜两侧该离子的浓度差有关，C错误；配体不是与被转运的离子结合，而是与转运离子的门通道蛋白上的受体结合，D错误。 4.(2024·九省联考安徽卷，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 答案　D 解析　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且为顺浓度梯度运输，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。 5.(2025·湖南模拟)水通道蛋白(Aquaporin)，又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的重要蛋白质。约翰霍普金斯大学医学院的美国科学家彼得·阿格雷分别取细胞膜上含水通道蛋白(A组)和除去水通道蛋白(B组)的同种动物细胞，置于低渗溶液中，定时测量各组细胞体积，结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A.从实验曲线可知水分子通过水孔蛋白跨膜可能比自由扩散跨膜更快 B.两组实验形成对照，B组为对照组，自变量是细胞是否有水通道蛋白 C.人类肾小管和集合管上皮细胞可能含有较多的水通道蛋白 D.在M点时，A组细胞的渗透压低于B组细胞的渗透压 答案　B 解析　同一时刻A组细胞体积增量>B组细胞体积增量，可判断水分子通过水孔蛋白跨膜可能比自由扩散跨膜更快，A正确；两组实验形成对照，A组为对照组，自变量是细胞是否有水通道蛋白，B错误；人类肾小管和集合管上皮细胞能大量重吸收原尿中的水分，这两类细胞可能含有较多的水通道蛋白，C正确；在M点时，A组细胞的体积大，渗透压低，B组细胞的体积小，渗透压高，所以在M点时，A组细胞的渗透压低于B组细胞的渗透压，D正确。 6.(2025·湖南高三模考)几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐明了几丁质合成的过程，该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述正确的是(　　) A.图示中的单糖就是葡萄糖 B.细胞通过协助扩散将几丁质运到胞外 C.细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 D.青霉素抑制细胞壁的合成可用于防治真菌感染 答案　C 解析　图中单糖在几丁质合成酶的作用下最终脱水聚合为几丁质，但几丁质的单体不是葡萄糖，A错误；因为几丁质的合成是在细胞膜上进行的，所以几丁质运到胞外的过程没有跨膜运输，B错误；细菌细胞壁的主要组成成分为肽聚糖，青霉素抑制细菌细胞壁的合成，不能抑制真菌细胞细胞壁的合成，因此青霉素不能用于防治真菌感染，D错误。 7.(2025·河南模拟预测)如图为水分子通过哺乳动物细胞膜的两种方式，下列有关分析正确的是(　　) A.水分子通过方式1的运输量只与细胞膜上磷脂分子的紧密程度相关 B.水分子通过方式2的运输速率比方式1快且不与通道蛋白结合 C.图示水的两种运输方式均与体外环境温度变化有关，温度低则运输慢 D.水只能从浓度低的溶液向浓度高的溶液运输，最终两者浓度达到相等 答案　B 解析　水分子通过方式1的运输量除了与细胞膜上磷脂分子的紧密程度相关，还与水分子在膜两侧的浓度差有关，A错误；水分子通过方式1运输时，在磷脂双分子层中间要经过疏水端，因此与方式2相比，方式2的运输速率更快，并且不与通道蛋白结合，B正确；温度会影响分子运输速率，温度低则运输慢，但哺乳动物自身有调节体温的能力，体温处于相对稳定的状态，C错误；水可以进出膜的两侧，但从浓度低的溶液向浓度高的溶液运输的水比从浓度高的溶液向浓度低的溶液运输的水多，最终浓度高的一侧溶液浓度仍然偏高，D错误。 8.(不定项)(2025·山东枣庄高三诊断)化学物质2，4－二硝基苯酚(DNP)可以作为H＋载体影响线粒体利用ATP合成酶合成ATP的过程，此过程能抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响NADH与O2的结合以及能量的释放。在线粒体膜间隙DNP以DNP－形式与H＋结合形成DNP，DNP穿过线粒体内膜进入线粒体基质，在线粒体基质DNP可以解离为DNP－和H＋，有关生理过程如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.施加DNP会导致有氧呼吸ATP的合成量减少 B.施加DNP会导致有氧呼吸的水分合成减少 C.H＋通过ATP合成酶的运输方式为主动运输 D.ATP合成酶利用H＋的浓度梯度合成ATP 答案　AD 解析　DNP可以作为H＋载体抑制线粒体内膜合成ATP，会导致有氧呼吸ATP的合成量减少，A正确；施加DNP不影响NADH与O2的结合以及能量的释放，有氧呼吸的水分合成不会减少，B错误；图中H＋通过ATP合成酶从线粒体膜间隙顺浓度梯度运输至线粒体基质，属于协助扩散，C错误；图中H＋通过ATP合成酶从线粒体膜间隙顺浓度梯度运输至线粒体基质，过程中产生势能为ATP的合成提供能量，D正确。 9.(不定项)(2025·山东枣庄模拟)膜流是指由于囊泡运输，生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别，囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程如图所示，V－SNARE和T－SNARE分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质。以下分析错误的是(　　) A.如果膜流的起点是细胞膜，与之对应的物质运输方式是胞吞和胞吐 B.细胞器之间的膜流不需要V－SNARE和T－SNARE蛋白参与 C.据图分析，囊泡与靶膜之间的识别这一过程不具有特异性 D.用3H标记亮氨酸可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程 答案　ABC 解析　如果膜流的起点是细胞膜，与之对应的物质运输方式是胞吞，A错误；膜流是指由于囊泡运输，生物膜在各个膜性细胞器及质膜之间的常态性转移，可知细胞器之间的膜流也需要V－SNARE和T－SNARE蛋白参与识别，B错误；囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别，囊泡与靶膜之间的识别这一过程具有特异性，C错误；用同位素标记法，3H标记亮氨酸，可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程，D正确。 二、非选择题 10.(2022·海南卷，16)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，导致其自身构象改变 (4)进行细胞间信息交流　(5)温度较低，酶的活性较低，呼吸速率较慢，为主动运输提供的能量较少，而磷酸盐的吸收为主动运输 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，导致其自身构象改变，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，而与25 ℃相比，4 ℃温度较低，酶的活性较低，会导致呼吸速率较低，为主动运输提供的能量较少，因此与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低。 学科网（北京）股份有限公司 $