内容正文:
小专题3 物质进出细胞的方式
保分点专攻 知识整合·融会贯通
1
1
抢分点专攻 情境引领·热点聚焦
2
内
容
索
引
保分点专攻 知识整合·融会贯通
01
3
C
高考引领
1.(2025·云南选择考)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是( )
A.协助扩散转运物质需消耗ATP
B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变
D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
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解析:协助扩散属于被动运输,不消耗ATP,A 错误;
被动运输(自由扩散、协助扩散)均为顺浓度梯度运输,B 错误;
载体蛋白与物质结合后自身构象会发生改变,实现跨膜运输,C 正确;
主动运输依赖载体蛋白,通道蛋白用于协助扩散,D错误。
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2.(2025·广东选择考)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响
B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
A
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解析:O2的运输方式为自由扩散,运输速率受O2浓度影响,A 正确;
主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白会与Ca2+和磷酸基团结合,B错误;
细胞代谢可以通过影响膜蛋白的结构和功能来影响血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率,C错误;
通道蛋白在转运离子时不需要与离子结合,因此Na+ 不会与通道蛋白结合,D错误。
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3.(2025·河南选择考)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是( )
A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
B
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解析:细胞内的结合水占比增加,自由水的比例降低,植物的耐寒能力增强,A正确;
蛋白M为水通道蛋白,水分子通过水通道蛋白运输时不需要与水通道蛋白结合,B错误;
水分子自由扩散是顺浓度梯度运输,水分子通过水通道蛋白运输是协助扩散,为顺浓度梯度运输,因此蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,C正确;
水分子可通过自由扩散和协助扩散运输,因此水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式,D正确。
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知识整合
1.动植物细胞的吸水和失水
多
少
选择透过性
浓度差
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2.物质进出细胞方式的判断方法
被动
胞吞和胞吐
主动运输
协助扩散
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3.三种跨膜运输方式的曲线图及影响因素
协助扩散或主动运输
主动运输
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[正误判断]
(1)(2025·陕晋宁青T6)K+经协助扩散内流以维持神经细胞静息电位。( )
(2)(2025·山东T8)神经细胞的K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输。( )
(3)(2024·安徽T1)液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子。( )
(4)(2023·全国甲T1)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞。( )
×
√
×
×
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(5)(2023·全国甲T1)血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。( )
(6)(2023·浙江6月T6)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。( )
(7)(2021·湖北T11)红细胞在高渗NaCl溶液中体积缩小,在低渗NaCl溶液中体积增大的原因是细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液。( )
(8)(2021·湖南T3)质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低。( )
×
√
√
√
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B
[强基训练]
1.(2025·辽宁鞍山高三质检)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞甲未发生变化;②细胞乙体积增大;③细胞丙发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,合理的是( )
A.水分交换前,细胞乙的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙
C.水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度大于细胞甲的细胞液浓度
D.水分交换平衡时,细胞乙的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
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解析:在水分交换达到平衡时细胞乙的体积增大,说明细胞吸水,则水分交换前细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A不合理。
水分交换达到平衡时,细胞甲未发生变化,细胞乙体积增大,细胞丙发生了质壁分离,因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙,B合理。
水分交换达到平衡时,细胞甲未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等;水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相同,但细胞丙失水导致外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,水分交换平衡时,细胞丙的细胞液浓度小于细胞甲的细胞液浓度,C不合理。
由选项A可知,水分交换前细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,细胞吸水,细胞液浓度逐渐趋向于外界蔗糖溶液的浓度,但由于细胞壁的存在,水分交换平衡时,其细胞液浓度应大于或等于外界蔗糖溶液的浓度,D不合理。
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D
2.(2025·浙江高三三模)下图为某异养细菌细胞膜的部分结构示意图,①②③④表示膜蛋白。下列说法错误的是( )
A.Na+通过协助扩散进入细胞
B.H+可通过主动运输进入细胞
C.转运乳酸时③会发生自身构象的改变
D.降低环境pH有利于该细菌生存
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解析:有多糖链的一侧为细胞膜外侧。Na+通过其转运蛋白顺浓度梯度进入细胞,跨膜运输方式为协助扩散,A正确;
H+通过光驱动逆浓度梯度进入细胞,运输方式为主动运输,B正确;
转运乳酸时,需要消耗ATP,需要载体蛋白的协助,且乳酸逆浓度梯度运输,所以乳酸的运输方式为主动运输,主动运输时,载体蛋白③会发生自身构象的改变,C正确;
该细菌为异养生物,通过建立膜两侧H+浓度差吸收葡萄糖,降低环境pH不利于葡萄糖的吸收,不利于该细菌生存,D错误。
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A
3.(2025·河北石家庄高三质检)下列有关胞吞和胞吐的叙述,错误的是( )
A.胞吐只转运大分子而不转运小分子
B.消化腺细胞依靠胞吐来分泌消化酶
C.胞吞过程体现了细胞膜的结构特点
D.胞吞形成的囊泡可在细胞内被溶酶体降解
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解析:有的小分子物质(如神经递质)也可以胞吐的方式分泌出去,A错误;
消化酶是分泌蛋白的一种,消化腺细胞依靠胞吐来分泌消化酶,B正确;
胞吞过程体现了细胞膜的结构特点——具有流动性,C正确;
溶酶体内含有大量的水解酶,因此经胞吞形成的囊泡可在细胞内被溶酶体降解,D正确。
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抢分点专攻 情境引领·热点聚焦
02
21
B
抢分点 偶联转运蛋白、ATP驱动泵、光驱动泵
1.(2025·四川选择考)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2,相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C.转运蛋白W能同时转运两种物质,故不具特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
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2.(2025·山东等级考)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质中Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
C
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解析:Na+在液泡中积累可提高细胞液的渗透压,有利于酵母细胞吸水,A正确;
液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,由此可知蛋白N为载体蛋白,每次转运时都会发生自身构象的改变,B正确;
在NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中培养酵母菌,酵母菌细胞膜上的蛋白W可将Na+排出细胞,使细胞质基质中Na+浓度不超过30 mmol/L,由此可知,蛋白W逆浓度梯度将Na+排出细胞,属于主动运输,需要消耗能量,C错误;
Na+通过离子通道进入细胞时,不需要与通道蛋白结合,D正确。
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参与主动运输的三种载体蛋白的比较
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项目 转运方向 能量来源 举例
偶联转
运蛋白
ATP驱动泵
光驱动泵
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
其中一种溶质的电化学梯度势能
①动物细胞的细胞膜上,Na+是常用的偶联转运离子,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、酵母菌和动物细胞的绝大多数主动运输靠H+的电化学梯度来驱动
逆浓度梯度
ATP
Na+—K+泵、Ca2+泵、H+泵等
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
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B
1.(2025·湖北八市高三二模)科学家为验证人工构建的质子梯度能够驱动ATP合成的假说,设计了如下实验:分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按照下图所示加入人工脂质体上,光照处理后的结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.H+通过细菌紫膜质进入脂质体的方式是主动运输
B.脂质体上的ATP合酶能够将光能转化为ATP中的化学能
C.无光条件下,图C中脂质体内pH低于外界时可能会有ATP产生
D.图D实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用
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解析:据图A分析,H+跨膜运输需要细菌紫膜质的协助,且从低浓度一侧向高浓度一侧运输,为主动运输,A正确;
ATP合酶的功能是利用质子梯度驱动ATP的合成,而不是直接将光能转化为化学能,B错误;
无光条件下,图C中脂质体内pH低于外界时,可能将脂质体内外的H+的势能转化为ATP中的化学能而合成ATP,C正确;
图D实验没有ATP生成,推测可能是因为使用解偶联剂破坏了膜两侧的H+浓度差而阻止了ATP的合成,进一步验证了质子梯度对ATP合成的关键作用,D正确。
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B
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解析:蛋白a用于运输葡萄糖,是载体蛋白,转运葡萄糖时自身构象发生改变,A错误;
人体成熟红细胞的细胞器退化消失,呼吸方式为无氧呼吸,蛋白c转运K+所需的ATP主要来自红细胞的无氧呼吸,C错误;
蛋白d介导的H2O分子进出红细胞为协助扩散,速率高于自由扩散,D错误。
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AC
3.(多选)土壤盐化是目前突出的环境问题之一。植物在盐化土壤中生长时,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。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,其主要机制如下图所示。下列分析正确的是 ( )
A.在盐胁迫下,Na+出细胞的运输方式是主动运输
B.若使用受体抑制剂处理细胞,则Na+的排出量会
明显增加
C.适量增施钙肥可促进在盐化土壤中生长的耐盐作物增产
D.Ca2+通过促进转运蛋白A转运Na+进入细胞内来提高植物抗盐胁迫能力
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解析:由题图可知,Na+出细胞经过转运蛋白C,利用膜两侧H+浓度差提供的能量,为主动运输,A正确;
使用受体抑制剂处理细胞,H2O2减少,转运蛋白B的作用减弱,胞内Ca2+减少,转运蛋白C的作用减弱,Na+的排出量减少,B错误;
Ca2+一方面能通过抑制转运蛋白A使Na+运进细胞减少,另一方面能通过促进转运蛋白C使Na+运出细胞增多,从而达到减少Na+在细胞内积累的目的,提高植物抗盐胁迫能力,促进在盐化土壤中生长的耐盐作物增产,C正确,D错误。
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