第二单元+必刷题+专题突破二　与物质出入细胞方式有关的热考题型训练-2027届高三生物一轮复习

**基本信息** 聚焦跨膜运输机制，通过对比分析载体蛋白、通道蛋白与离子泵的功能差异，构建“结构-功能-调节”的系统性知识逻辑，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |转运蛋白分类|典例2个<br>练习题3个|对比分析载体蛋白（结合物质、构象变化）、通道蛋白（不结合物质、选择性）、离子泵（耗能、逆梯度）的运输特点|从基本转运蛋白类型（结构决定功能）到特殊运输方式（协同运输的能量耦合），形成概念层级| |特殊跨膜运输|图文结合|归纳主动运输能量来源（ATP直接供能/电化学梯度驱动）及同向/反向转运机制|以植物耐盐、软骨细胞调节为情境，体现“原理-应用”的逻辑链条，突出结构与功能观|

【典例1】　(2026)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输。据图分析,下列叙述错误的是(　　) A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合 C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多 D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点 [解析]　Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,使Ca2+内流增多,C正确;因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。 [答案]　B 【典例2】　(2026)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 [解析]　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。ATP水解供能伴随着载体蛋白的磷酸化,同时载体蛋白需与被运输的分子结合,引起载体蛋白空间构象的改变,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;耐盐植株的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植株多,以适应高盐环境,因此盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D正确。 [答案]　C 一、载体蛋白、通道蛋白与离子泵 1.载体蛋白:载体蛋白既参与被动运输,也参与主动运输。葡萄糖、氨基酸、离子等小分子物质一般由载体蛋白转运。载体蛋白需要与被运输的离子或分子结合,然后通过自身的构象变化完成物质的运输。载体蛋白对所转运的物质具有高度的特异性,其上有与转运物质结合的位点,通常只运输一种类型的化学物质,甚至一种分子或离子,而且只能与某一种物质进行暂时性、可逆地结合和分离(如图)。 2.通道蛋白:通道蛋白参与的只是被动运输,在运输过程中并不与被运输的物质结合。通道蛋白的运输作用具有选择性,所以在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通道蛋白主要分为两类:水通道蛋白和离子通道蛋白。 (1)水通道蛋白 水通道蛋白又称为“水孔蛋白”,是一种高度特异性的亲水通道,一般只允许水而不允许离子或其他小分子溶质通过。水分子通过水通道蛋白从水势较高的地方向水势较低的地方扩散。 (2)离子通道蛋白 离子通道蛋白对离子的选择性取决于通道的直径、形状以及通道内带电荷氨基酸的分布,所以离子通道介导被动运输时不需要与溶质分子结合,只有大小和电荷适宜的离子才能通过。 3.离子泵:离子泵也是膜运输蛋白之一,也可看作一类特殊的载体蛋白,能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过细胞膜,同时消耗ATP释放的能量,属于主动运输。离子泵的本质是水解ATP的酶。目前已知的离子泵有多种,每种离子泵只转运专一的离子。细胞内的离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。 二、特殊的跨膜运输 1.主动运输消耗的能量并不都由ATP直接提供 2.图析单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体 3.与物质出入细胞有关的几种热图解读 (1)Na+-K+泵 (2)质子泵 (3)协同运输→包括同向协同和反向协同两种方式 (4)钙泵 钙泵是Ca2+激活的ATP水解酶,水解一个ATP会转运两个Ca2+到细胞外,形成钙离子浓度梯度。通常细胞质游离Ca2+浓度很低,胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起胞质游离的Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。Ca2+内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内,因此Ca2+是一种十分重要的信号物质。 1.(2026)如图是某植物液泡膜上物质转运过程示意图,已知细胞液中的Na+浓度高于细胞质基质。下列有关叙述正确的是(　　) A.降低细胞质基质中的pH有利于Na+进入液泡 B.少数H2O利用通道蛋白1进出液泡 C.Cl-与通道蛋白2结合进入液泡,不消耗能量 D.载体蛋白2运输H+时会发生空间构象的变化 解析:H+由细胞质基质进入液泡消耗ATP,说明载体蛋白2逆浓度梯度运输H+,细胞质基质中H+浓度低于液泡,细胞液中的Na+浓度高于细胞质基质,则Na+进入液泡的方式是主动运输,利用的能量是H+在液泡膜两侧的浓度差所产生的势能,降低细胞质基质中的pH会降低液泡膜两侧的H+浓度差,不利于Na+进入液泡,A错误;水分子大多通过水通道蛋白进出液泡,B错误;通道蛋白运输物质时不会与物质结合,C错误;载体蛋白运输物质时会发生空间构象的变化,D正确。 答案:D 2.(2026)液泡对植物细胞内的环境起着调节作用,液泡膜上的载体蛋白CAX可参与调节细胞质基质中的Ca2+浓度。植物细胞液泡膜上CAX运输H+和Ca2+的过程如图所示,其中H+焦磷酸酶可利用无机焦磷酸水解释放的能量将H+运入液泡。下列叙述错误的是(　　) A.载体蛋白属于转运蛋白,其运输物质时不一定消耗ATP B.抑制H+焦磷酸酶活性,不会影响CAX运输Ca2+的速率 C.H+焦磷酸酶运输H+的方式与CAX运输H+的方式不同 D.推测植物细胞的液泡膜上可能含有运输Ca2+的通道蛋白 解析:转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白,其中载体蛋白参与主动运输和协助扩散过程,主动运输需要ATP等提供能量,协助扩散不需要,A正确;由图可知,CAX利用液泡内外的H+浓度差,将Ca2+逆浓度梯度运入液泡,抑制H+焦磷酸酶活性会降低液泡内外的H+浓度差,B错误;液泡膜上H+焦磷酸酶运输H+时需要消耗能量,属于主动运输,CAX顺浓度梯度运输H+,属于协助扩散,C正确;由图可知,液泡可储存Ca2+,并对细胞内的环境起调节作用,推测液泡膜上可能含有运输Ca2+的通道蛋白,D正确。 答案:B 3.(2026)植物细胞胞质溶胶中的Cl-、N通过离子通道进入液泡,Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡,以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中,夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度 B.Cl-、N通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C.Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D.白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 解析:由图可知,细胞液的pH为3~6,胞质溶胶的pH为7.5,说明细胞液的H+浓度高于胞质溶胶,若要长期维持膜内外的H+浓度梯度,需通过主动运输将胞质溶胶中的H+运输到细胞液中,A正确;通过离子通道的运输为协助扩散,Cl-、N通过离子通道进入液泡属于协助扩散,不需要ATP供能,B正确;液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将胞质溶胶中的Na+、Ca2+转运到液泡内,说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此Na+、Ca2+进入液泡的方式为主动运输,需要消耗能量,能量由液泡膜两侧的H+电化学梯度提供,C错误;白天蔗糖进入液泡,使光合作用产物及时转移,减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累,有利于光合作用的持续进行,D正确。 答案:C 【温馨提示:课时跟踪练7】 学科网（北京）股份有限公司 $