内容正文:
第7讲 细胞的物质输入和输出
1
第2课时 物质出入细胞的方式及影响因素
2
1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物
质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白
2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞
课标要求
3
考点一 物质出入细胞的方式(固本·识记类)
考点二 影响物质跨膜运输速率的因素(迁移·提能类)
经典真题·明考向
课时作业
4
考点一 物质出入细胞的方式(固本·识记类)
5
1.物质出入细胞的方式
比较项
目 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
运输方
向 ________________ 低浓度 高浓度 ______
______
______ 细胞
内
细胞
外
高浓度 低浓度
细胞外 细胞内
必备知识·精梳理
6
比较项
目 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
是
否
需
要
(消
耗) 蛋
白
质 不需要 ______ 需要 ______ 需要
能
量 不消耗 ________ ______ ______ ____
__
需要
需要
不消耗
消耗
消耗
消耗
(续表)
必备知识·精梳理
7
比较项
目 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
模型
(续表)
必备知识·精梳理
8
比较项
目 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
举例 、 、
甘油、乙
醇、苯 人的红细胞
吸收
________、
借助通
道蛋白的运
输 小肠上皮细胞吸
收葡萄糖、无机
盐、氨基酸等 白细胞
吞噬病
菌 分泌
蛋白
的分
泌
葡萄糖
(续表)
必备知识·精梳理
比较项
目 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
影响因
素 浓度差 浓度差;转
运蛋白的种
类和数量 载体蛋白的种类
和数量;能量 能量
(续表)
[提醒]被动运输和主动运输都体现了细胞膜的选择透过性;胞吞、
胞吐体现了细胞膜的流动性。
必备知识·精梳理
10
2.转运蛋白的类型识别
(1)如图所示,①表示通道蛋白,②表示载体蛋白。
(2)水分子进出细胞的方式是自由扩散和协助扩散,以协助扩散为主。
(3)、 逆浓度梯度进出细胞的方式是主动运输。
必备知识·精梳理
11
3.物质出入细胞的方式与膜的关系
(1)除一些不带电荷的小分子以自由扩散的方式进出细胞外,离子和较小
的有机分子的跨膜运输都要借助转运蛋白,这体现了________________
_______________。
蛋白质是生命活
动的主要承担者
(2)一种转运蛋白往往只适合转运____________,因此,细胞膜上转运蛋
白的____________,或转运蛋白__________的变化对许多物质的跨膜
运输起着决定性的作用,这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
特定的物质
种类和数量
空间结构
(3)像蛋白质这样的生物大分子,通过胞吞和胞吐进出细胞,其过程也需
要膜上________的参与,更离不开膜上______________的流动性。
蛋白质
磷脂双分子层
必备知识·精梳理
12
【深挖教材·拓思维】
1.载体蛋白与通道蛋白的区别: ________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
___________________________________________________________。
必修 ]
2.细胞内碘浓度比血液中的高 倍,但细胞仍然能够吸收碘,这
种现象说明__________________________________________________
___________。
细胞膜具有一定的选择透过性,能够根据自身需要逆浓度
梯度吸收碘
载体蛋白只容许与自身结合部位相
适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;
通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜
的分子或离子通过,并且分子或离子通过时不需要与通道蛋白结合
必备知识·精梳理
13
1.关于物质出入细胞的方式,下列说法错误的是________。
A.在一定范围内,水分子以协助扩散方式跨膜运输的速率大于自由扩散
B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞[2024·江西卷]
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变[2025·云南卷]
D.组织细胞排出需要消耗 [2025·浙江1月选考]
E.神经细胞内顺浓度梯度外流需要消耗 [2025·浙江1月选考]
F.去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量[2025·湖南卷]
√
√
典型例题·提能力
14
G.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
[2024·安徽卷]
H.主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢
I.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收[2024·贵州卷]
[解析] 组织细胞排出 属于自由扩散,不消耗能量,D错误;神经
细胞内顺浓度梯度外流属于协助扩散,不消耗能量, 错误;变形虫
通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质进行识别, 错
误;主动运输使膜内外物质浓度有差异,维持了细胞的正常代谢, 错误。
√
√
典型例题·提能力
15
2.[2025·山东卷]生长于浓度稳定在 的液体培养基中的
酵母菌,可通过离子通道吸收,但细胞质基质中 浓度超过
时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质 浓度过高,
液泡膜上的蛋白可将 以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上
的蛋白也可将 排出细胞。下列说法错误的是( )
A. 在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白转运 过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白外排 的过程不需要细胞提供能量
D. 通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
√
典型例题·提能力
16
[解析] 在液泡中的积累使细胞液浓度增加,有利于酵母细胞吸
水,A正确;液泡膜上的蛋白可将 以主动运输的方式转运到液
泡中,可知蛋白为载体蛋白,所以蛋白转运 过程中自身构象
会发生改变,B正确;据题意可知,细胞质基质中 浓度低于细胞
外,蛋白将 排出细胞属于主动运输,需要细胞提供能量,C错
误; 通过离子通道进入细胞,被转运物质通过离子通道时,不
需要与通道蛋白结合,D正确。
典型例题·提能力
17
3.[不定选][2025·黑吉辽卷]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 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 相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠 相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
√
√
√
典型例题·提能力
18
[解析] 水分子跨膜运输的主要方式是
通过水通道蛋白的协助扩散,A错误;
模型组空肠 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 相对表达量提高,对水的吸收增加,能缓解腹泻,减少致
病菌排放,C正确;治疗组回肠 相对表达量高于对照组,可使回
肠对水的转运增加,D正确。
典型例题·提能力
19
【题后归纳】
1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
注:小分子神经递质出细胞的方式为胞吐。
典型例题·提能力
20
2.同种物质的不同运输方式
物质 相应过程 运输方式
葡萄糖 进入红细胞 协助扩散
进入小肠绒毛上皮细胞 主动运输
肾小管重吸收葡萄糖 主动运输
进入神经细胞 协助扩散
运出神经细胞 主动运输泵
进入神经细胞 主动运输泵
运出神经细胞 协助扩散
典型例题·提能力
21
考点二 影响物质跨膜运输速率的因素
(迁移·提能类)
22
1.影响物质跨膜运输速率的因素
(1)浓度差对物质跨膜运输速率的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散:
①自由扩散中,浓度差越大,运输速率越____;
②协助扩散中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是
受__________数量的限制。
大
转运蛋白
重点难点·深剖析
23
(2)转运蛋白数量对跨膜运输速率的影响
转运蛋白数量主要影响协助扩散和主动运输,自由扩散不受转运蛋白数
量的影响:
其他条件适宜的情况下,协助扩散中转运蛋白数量越多,运输速率越___;
主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加,可能原因
是受______供应限制。
大
能量
重点难点·深剖析
24
(3)氧气含量对跨膜运输速率的影响
氧气含量通过影响__________进而影响主动运输的速率:
点时:无氧呼吸为物质的运输提供能量;
段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的
速率越大;
点以后:当氧气含量达到一定程度后,受__________数量以及其
他限制因素的影响,运输速率不再增加。
细胞呼吸
载体蛋白
重点难点·深剖析
25
(4)温度对跨膜运输速率的影响
重点难点·深剖析
26
2.探究物质跨膜运输方式的实验设计
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
主动
被动
协助
自由
重点难点·深剖析
27
【深挖教材·拓思维】
1.物质跨膜运输中载体蛋白具有特异性的原因是___________________
____________________________________________________________
_________________________________________。必修 ]
不同离子或分子的
大小和性质不同,不同蛋白质的空间结构差别也很大,所以一种载体
蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合
2.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,与
相比, 条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是___________________
__________________________________________。
温度降低,酶的活性
降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少
重点难点·深剖析
28
命题角度一 影响物质运输速率的因素
1.关于影响物质跨膜运输速率的因素,下列说法正确的是______。
A.呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受 浓度的影响[2025·
广东卷]
B.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[2025·
广东卷]
C.细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度,有利于水分的吸收[2024·海南
卷]
√
√
典型例题·提能力
29
D.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关[2021·浙江6月
选考]
E.物质通过自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关,也与分子大
小有关
F.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有
关[2021·江苏卷]
G.物质通过通道蛋白的运输速率与细胞的能量供应有关
√
典型例题·提能力
[解析] 葡萄糖进入红细胞为协助扩散,运输速率受浓度差和载体数
量影响,红细胞的代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓
度差,因此运输速率与细胞代谢有关,B错误;物质进出细胞方式中
的被动运输包括自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要转运蛋白,
即与膜蛋白有关,D错误;小肠上皮细胞通过钠—葡萄糖共转运蛋白
摄入葡萄糖为主动运输,与钠离子的浓度差有关,并不是与细胞质
中各种溶质分子的浓度都有关, 错误;物质通过通道蛋白的运输方
式是协助扩散,不需要消耗能量, 错误。
典型例题·提能力
31
2.[不定选][2023·湖南卷]盐碱化是农业生
产的主要障碍之一。植物可通过质膜泵
把排出细胞,也可通过液泡膜泵和
液泡膜 载体把转入液泡内以维持细
胞质基质稳态。图是 处理模拟盐胁
迫,钒酸钠(质膜泵的专一抑制剂)和甘氨
酸甜菜碱 影响玉米 的转运和相关载
体活性的结果。下列叙述正确的是( )
典型例题·提能力
32
A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗
透压的变化
B.可能通过调控质膜泵活性增强
外排,从而减少细胞内 的积累
C.引起盐胁迫下液泡中 浓度的显著
变化,与液泡膜 泵活性有关
D.盐胁迫下细胞质基质 排出细胞或转
入液泡都能增强植物的耐盐性
√
√
典型例题·提能力
33
[解析] 溶质的跨膜转运不一定都会引起细
胞膜两侧的渗透压变化,如正常细胞为维
持渗透压一直在进行的跨膜转运,A错误;
对比分析图甲、乙可知, 胁迫时,加
使 外排显著增加,钒酸钠处理抑制了质
膜泵后,胁迫时,加使 外排
略微增加,说明可能通过调控质膜 泵
活性来增强外排,从而减少细胞内
的积累,B正确;对比分析图丙、丁可知,
典型例题·提能力
34
胁迫时,加使液泡膜 载体活性
明显增强,而液泡膜泵活性几乎无变化,
所以引起盐胁迫下液泡中 浓度的显
著变化,与液泡膜 载体活性有关,而与
液泡膜泵活性无关,C错误;由题意可知,植
物通过质膜 泵把排出细胞,也可通过
液泡膜 载体和液泡膜泵把转入液
泡内,以维持细胞质基质 稳态,增强植物
的耐盐性,D正确。
典型例题·提能力
命题角度二 物质运输相关实验分析与设计
3.[2025·辽宁大连一模]为探究葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的转运方
式,研究人员将离体的小肠绒毛上皮细胞置于不同浓度的葡萄糖溶液
中,相关实验处理及结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
组别 甲 乙 丙 丁 戊 己
外界葡萄糖浓度/ 5 5 5 100 100 100
膜载体蛋白抑制剂
细胞呼吸抑制剂
葡萄糖转运速率/ 0 0 4 0 30 41
注:“”表示加入,“ ”表示不加入。
典型例题·提能力
36
A.由甲、乙、丙可知,外界葡萄糖浓度较低时,转运方式为主动运输
B.由丁、戊、己可知,外界葡萄糖浓度较高时,转运方式为主动运输
和协助扩散
C.由甲、丁可知,小肠吸收葡萄糖离不开载体蛋白
D.由丙、己可知,小肠吸收葡萄糖一定要消耗能量
√
典型例题·提能力
37
[解析] 由甲、乙、丙可知,外界葡萄糖浓度较低时,用膜载体蛋白抑
制剂或细胞呼吸抑制剂处理时,葡萄糖转运速率都为0,说明该转运
方式需要载体蛋白和能量,为主动运输,A正确;由丁、戊、己可知,
外界葡萄糖浓度较高时,加入膜载体蛋白抑制剂时,葡萄糖转运速率
为0,即转运时需要载体蛋白,而添加细胞呼吸抑制剂时,葡萄糖的
转运速率与正常情况相比有所下降但不为0,说明其转运方式为主动
运输和协助扩散,B正确;由甲、丁可知,加入膜载体蛋白抑制剂时,
葡萄糖转运速率为0,说明小肠吸收葡萄糖离不开载体蛋白,C正确;
由B选项分析可知,小肠吸收葡萄糖可以是协助扩散,不一定要消耗
能量,D错误。
典型例题·提能力
38
4.[2025·湖南卷改编]属于植物的微量元素。分
别用渗透压相同、 或 物质的量浓度也相同
的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他
离子的影响)。5天后,与对照组 相比,Ⅱ和
Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植
株的地上部分和根中、 含量如图所示。
下列叙述错误的是( )
注:Ⅰ.对照(正常栽培);Ⅱ.溶液;Ⅲ.浓度与Ⅱ中相同、无 的
溶液;Ⅳ.浓度与Ⅱ中相同、无 的溶液。
典型例题·提能力
39
A.过量的可能储存于液泡中,以避免高浓度 对细胞的毒害
B.溶液中浓度越高,该植物向地上部分转运的 量越多
C.抑制该植物组织中的积累,不利于维持、 的平衡
D. 从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
√
典型例题·提能力
40
[解析] 植物细胞可以通过将过量的 储存于液泡中,
来降低细胞质基质中的浓度,从而避免高浓度
对细胞的毒害,这是植物应对盐胁迫的常见机制,A正
确;分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ 3组地上部分 含量可知,Ⅱ、Ⅳ组
溶液中浓度高于Ⅰ组,但向地上部分转运的 量低于
Ⅰ组,B错误;与Ⅰ、Ⅳ组相比,Ⅱ组和Ⅲ组溶液中浓度
较高,但细胞中的 含量均低于Ⅰ、Ⅳ组,说明阻碍了 的吸收和转运,
不利于维持、的平衡,C正确;由题图可知,地上部分的浓度大于
根的 浓度,故 从根转运到地上部分组织细胞的方式为主动运输,需要
消耗能量,D正确。
典型例题·提能力
41
经典真题·明考向
42
1.[2025·重庆卷]骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者
软骨细胞膜上的通道蛋白明显多于正常人,从而影响 载体蛋
白对 的运输,据图分析,下列叙述错误的是( )
A.通道运输不需要消耗
B.运输时,通道和 载体均需与
结合
C.患者软骨细胞的 内流增多
D.与载体相比, 通道更适合作为研
究药物的靶点
√
经典真题·明考向
43
[解析] 通道运输 属于协助扩散,协
助扩散不需要消耗能量,A正确;通过通道
蛋白运输 时,通道蛋白不需要与 结
合,B错误;因为患者软骨细胞膜上通
道蛋白增多,会使内流增多,胞内会积累, 载体会将胞
内过多的逆浓度梯度排出胞外,该过程需要利用 产生的电化
学势能提供能量,所以使得 内流增多,C正确;因为患者是
通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病,所以与 载体相比,
通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。
经典真题·明考向
44
2.[2024·山东卷]植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜
上的通道蛋白,使细胞内 浓度升高,调控相关基因表达,导
致含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶 被
油菜素内酯活化后关闭上述 通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与均可结合 通道蛋白
B.维持细胞 浓度的内低外高需消耗能量
C.作为信号分子直接抑制 的分解
D.油菜素内酯可使缺失的被感染细胞内 含量降低
√
经典真题·明考向
45
[解析] 环核苷酸可与细胞膜上的通道蛋白结合, 不需要与
通道蛋白结合,A错误;环核苷酸结合并打开细胞膜上的
通道蛋白,使细胞内浓度升高, 内流属于协助扩散,故要
维持细胞浓度的内低外高需要 逆浓度梯度运输,属于主动
运输,需消耗能量,B正确; 作为信号分子,调控相关基因表达,
导致含量升高,不是直接抑制 的分解,C错误;油菜素内
酯不能作用于缺失的被感染细胞,不能关闭 通道蛋白,会
导致 含量升高,D错误。
经典真题·明考向
46
3.[2024·浙江6月选考]植物细胞胞质溶胶中
的、通过离子通道进入液泡, 、
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 浓度梯度
B.、通过离子通道进入液泡不需要 直接供能
C.、 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
√
经典真题·明考向
47
[解析] 由图可知,细胞液的 为,胞质溶胶的为 ,说明细胞液
的 浓度高于细胞溶胶,若要长期维持膜内外的 浓度梯度,需通过主动
运输将细胞溶胶中的 运输到细胞液中,A正确;通过离子通道运输物质
的方式为易化扩散,、 通过离子通道进入液泡属于易化扩散,不需
要供能,B正确;液泡膜上的载体蛋白将 转运出液泡的同时将细胞
溶胶中的、转运到液泡内,说明、 进入液泡的直接驱动力
是液泡膜两侧的 电化学梯度,因此该过程、 进入液泡的方式为
主动转运,需要消耗能量,C错误;白天蔗糖进
入液泡,使光合作用产物及时转移,避免光合作
用产物蔗糖在细胞溶胶中过度积累,有利于光合
作用的持续进行,D正确。
经典真题·明考向
48
课时作业
49
题组一 物质跨膜运输的方式
1.[2025·湖南长沙模拟]人体细胞可以通过不同的方式跨膜运输物质,
下列叙述正确的是( )
A.神经细胞可以通过协助扩散运入
B.肾小管上皮细胞主要通过自由扩散重吸收水
C.小肠上皮细胞可以通过主动运输吸收葡萄糖
D.固醇类激素进入靶细胞的过程属于胞吞
√
课时作业
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[解析] 神经细胞内的浓度高于细胞外,可以通过主动运输运入 ,
A错误;肾小管上皮细胞主要借助水通道蛋白,通过协助扩散的方式
重吸收水,B错误;小肠上皮细胞可通过主动运输逆浓度梯度吸收葡
萄糖,C正确;固醇类激素进入靶细胞的过程属于自由扩散,D错误。
课时作业
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2.[2025·贵州铜仁模拟]主动运输是细胞中物质运输的一种方式,包括
三种基本类型,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图甲中转运物质的蛋白质也能催化 水解
B.图乙中物质和物质 的运输相对独立互不影响
C.图丙所示类型一般发生在异养生物的体细胞中
D.三种运输类型均需要能量供应和通道蛋白的协助
√
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[解析] 观察图甲,物质 的运输是主动运输,需要载体蛋白且消耗
,从图甲中可看出,该载体蛋白既能转运物质,又能催化 水
解产生,A正确;图乙中物质的顺浓度梯度运输为物质 的运输
提供了电化学势能, 即物质和物质 的运输是相关联的,不是相对独
立互不影响的,B错误;图丙所示类型是利用光能作为主动运输的能
量来源,一般发生在一些自养生物(如光合细菌等)中,而非异养生物
的体细胞中,C错误;三种运输类
型均需要能量供应和载体蛋白协
助,D错误。
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3.[2025·山东齐鲁名校联考]胆固醇主要在肝细胞中合成,在血液中与
磷脂和蛋白质结合,以低密度脂蛋白 的形式进行运输,如图表
示 进入细胞并被水解的过程。下列叙述错误的是( )
A.胞吞作用体现了细胞膜具有一定的流动性
B.胞吞作用使细胞膜的面积发生变化
C.溶酶体可水解 并释放胆固醇供细胞利用
D.细胞对 的胞吞作用不具有专一性
√
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[解析] 胞吞作用体现了细胞膜具有一定的
流动性,A正确;据题图可知,胞吞作用过
程中,细胞膜向内凹陷形成囊泡,囊泡脱落
形成网格蛋白有被小泡,因此会使细胞膜的
面积减小,因此胞吞作用使细胞膜的面积发生变化,B正确;胞内体
将 转运至溶酶体,溶酶体中的水解酶可水解并释放胆固醇供
细胞利用,C正确; 受体介导的胞吞作用是由受体与特异
性结合引发的,因而细胞对 的转运具有专一性,D错误。
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4.[不定选][2025·河北保定三模]下图为人体成熟红细胞相关物质跨膜运
输方式,、、和表示不同的转运蛋白,是载体蛋白, 是转运
的转运蛋白。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白 转运葡萄糖进入红细胞时自身构象会发生改变
B.蛋白转运跨膜时需消耗膜两侧 的电化学
势能
C.蛋白转运所需的 主要来自红细胞的有氧呼吸
D.蛋白介导的 进出红细胞的速率低于自由扩散
√
√
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[解析] 蛋白 是载体蛋白,转运葡萄糖进入红细
胞时自身构象发生改变,便于与葡萄糖结合,A
正确;结合图示可知,蛋白转运 跨膜时需
消耗膜两侧的电化学势能,故蛋白 运输
为主动运输,B正确;人体成熟红细胞细胞器退化消失,无法进行有
氧呼吸,故蛋白转运所需的 来自红细胞的无氧呼吸,C错误;
蛋白介导的 进出红细胞的方式为协助扩散,速率高于自由扩散,
D错误。
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题组二 物质跨膜运输的影响因素
5.[2025·广东卷]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.呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受 浓度的影响
B.心肌细胞主动运输时参与的载体蛋白仅与 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 与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
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[解析] 从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,其速率受 浓度
的影响,A正确;心肌细胞主动运输时,载体蛋白需结合
并催化水解,载体蛋白与 分子末端脱离下来的磷酸基团结合
而使自身磷酸化,B错误;血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞时,
协助扩散的速率与转运蛋白数量和膜两侧浓度差有关,而细胞代谢
会影响细胞内葡萄糖的消耗,从而影响膜两侧葡萄糖浓度差,进而
影响葡萄糖进入红细胞的速率,C错误;通道蛋白在转运离子时不需
要与离子结合,因此 不会与通道蛋白结合,D错误。
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6.如图为某细胞吸收物质的速率与外界溶液中 的浓度的关系(曲线 ),
及加入呼吸抑制剂(不会完全抑制呼吸)后的变化(曲线 )。下列分析正
确的是( )
A.该图可表示 进入神经细胞产生动作电位的方式
B.细胞吸收物质 的过程都是逆浓度梯度进行的
C.细胞吸收物质 的过程需要载体蛋白和能量
D.曲线①吸收速率不再增加的原因是能量供应不足
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[解析] 分析题图可知,曲线①中,物质 的吸收速率
随浓度升高先增加(载体未饱和),后稳定 (载体饱和),
说明需要载体蛋白;加入呼吸抑制剂后(曲线 )速率
下降,说明需要能量(能量影响运输),故运输方式为主动运输,而
进入神经细胞的方式是协助扩散,A错误。主动运输可能存在顺浓度
梯度运输的情况,不都是逆浓度梯度进行的,B错误。细胞吸收 的过
程是主动运输,主动运输需要载体蛋白和能量,C正确。曲线①吸收
速率稳定的原因是载体蛋白数量有限,而非能量不足,D错误。
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7.[2025·辽宁抚顺模拟]为探究水稻根细胞吸收硅
元素的方式,分别在一定浓度的硅酸盐溶液中进
行不同的实验:①不作处理;②水稻幼苗;③水
稻幼苗 转运蛋白抑制剂;④水稻幼苗 水解酶抑制剂。一段时间后,
测定各组溶液中硅酸盐的剩余量,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.硅元素属于微量元素,能通过磷脂分子的间隙进入细胞
B.硅酸根离子需要通道蛋白的协助才能被水稻根细胞吸收
C.根细胞吸收硅酸根离子不一定消耗呼吸作用产生的
D.短期水淹缺氧会导致水稻的根细胞不能吸收硅酸根离子
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[解析] 硅元素是微量元素,①②③组对比说明
硅酸根离子不能通过磷脂分子的间隙进入细胞,
只能通过转运蛋白协助运输进入细胞,但不一
定是通道蛋白(也可能是载体蛋白), 组对比,表明硅酸根离
子的运输除了需要转运蛋白,有些还需要消耗 ,说明硅酸根离子的
运输存在主动运输的方式,但是①②③④组对比又可以看出硅酸根离子
的运输还存在协助扩散,主动运输需要消耗 ,但是协助扩散不消耗
呼吸作用产生的 ,A、B错误,C正确;短期水淹缺氧会使水稻根细
胞吸收硅酸根离子减少,水稻根细胞可通过无氧呼吸提供的少量能量进
行主动运输,以及通过协助扩散方式吸收少量硅酸根离子,D错误。
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8.[不定选][2025·黑龙江齐齐哈尔二模]科学家取同种动物相同组织细
胞分为两组,A组含水通道蛋白,B组去除水通道蛋白,分别置于相同
且低于细胞质浓度的溶液中,定时测量细胞体积,结果如图。下列分
析正确的是( )
A.水分子由水通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合
B.水通道蛋白只能运输水分子,不能运输 等离子
C.在 点时,A组细胞质浓度高于B组细胞质浓度
D.由实验结果可知水分子通过水通道蛋白运输比自由扩散快
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[解析] 分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道
蛋白结合,A正确;通道蛋白具有特异性,只容许
与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适
宜的分子或离子通过,水通道蛋白只允许水分子通过,而不允许其
他离子通过,B正确;在 点时,A组细胞体积大于B组细胞,说明A
组吸水量大于B组,所以A组细胞的渗透压低于B组细胞的渗透压,C
错误;由题图曲线可知,同一时刻A组细胞体积远大于B组细胞体积,
所以水分子通过水通道蛋白跨膜运输可能比自由扩散更快,D正确。
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题组三 特殊的物质跨膜运输
9.植物细胞膜上的磷转运体在顺浓度梯度运输 进入细胞的同时,也
会将土壤溶液中的运输进入细胞,实现和 的同向协同
转运,从而满足植物体对磷的需求。下列说法错误的是( )
A. 被运输进入细胞的过程消耗了能量
B.土壤溶液的升高有利于植物根细胞吸收
C.若植物缺乏磷,则其生物膜系统的结构组成可能会受到影响
D.推测低磷环境中,植物细胞内磷转运体相关基因的表达会增强
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[解析] 在 顺浓度梯度进入细胞产生的电化学势能的驱动下,
以主动运输的方式进入细胞,因此 被运输进入细胞的过程消耗
了能量,A正确;土壤溶液的升高,则意味着土壤中 浓度减少,
细胞内外的浓度差减小,为植物根细胞吸收 提供的电化学势
能减少,不利于植物根细胞吸收 ,B错误;磷脂双分子层是生
物膜的基本支架,而磷脂的合成需要磷元素,若植物缺乏磷,则其生
物膜系统的结构组成可能会受到影响,C正确;推测低磷环境中,植
物细胞内磷转运体相关基因会受到低磷胁迫的诱导而使其表达增强,
细胞膜上的磷转运体数量增加,从而使植物体吸收更多的 ,以
满足对磷的需求,D正确。
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10.[2026·湖北孝感月考]气孔保卫细胞的细胞膜
中存在一种特殊的转运蛋白 ,如图
所示,它在蓝光照射诱导下可调控气孔快速开
启与关闭。下列分析正确的是( )
A.保卫细胞吸收 的方式与吸收水的方式相同
B.蓝光照射为主动运输 提供了能量
C.转运蛋白 在运输过程中未发生空间结构的改变
D.蓝光照射促进 运入细胞,有利于保卫细胞渗透吸水
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[解析] 保卫细胞吸收 的方式为主动运输,
吸收水的方式是自由扩散或协助扩散,A错
误;蓝光是诱导信号, 运输的能量来自
,B错误;题述 转运蛋白是载体蛋白,
在运输过程中需与运输的离子结合,空间结构会发生改变,C错误;
蓝光照射促进 运入细胞,使细胞内渗透压增大,有利于保卫细胞
渗透吸水,D正确。
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11.[2025·河北衡水模拟]肾小管髓袢升支粗段是重吸收
的重要部位。如图所示, 同向
转运体先将小管液中的1个 顺浓度梯度转运至上皮
细胞内,同时转运1个和2个,细胞内的通过
泵进入组织液,而 则重新返回小管液。
下列叙述错误的是( )
A.同向转运体运输 的过程属于协助扩散
B.通过泵的运输可能伴随着 的水解过程
C. 进出上皮细胞时不都需要先与转运蛋白进行结合
D.抑制泵的活性后细胞重吸收 的功能增强
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[解析] 同向转运体运输 时,
是顺浓度梯度,且需要转运蛋白协助,为协助扩
散,A正确;泵运输 时,是逆浓度
梯度,属于主动运输,主动运输需 水解供能,
B正确;由小管液进入上皮细胞需 同向转运体(载
体蛋白,需结合),运出上皮细胞通过 通道(离子通道,不需要结合),
C正确;泵可以将上皮细胞内的 运到组织液,若抑制该
泵活性,细胞内无法运出,重吸收 功能减弱,D错误。
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12.[不定选][2026·江苏泰州模拟]液泡膜上的
通道可转运多种阳离子(如、 等),如下图
所示,为高亲合力的 结合位点,为低亲
合力的、 共用的结合位点,且只能
占据。只有当和 的位点被同时占据时, 通道才开放;与
B位点结合后抑制 通道开放。下列相关叙述正确的是 ( )
A.通道介导的运输方式不消耗细胞产生的
B.细胞质中没有时, 通道无法被激活开放
C. 通道可以让许多阳离子通过,说明其不具有特异性
D.通道上B位点的存在有利于维持液泡内 浓度的相对稳定
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[解析] 根据题意分析可知, 通道即某种通道
蛋白,通道蛋白介导的运输方式为协助扩散,
该过程不消耗细胞产生的 ,A正确;细胞质
中没有时, 占据和位点, 通道
也能被激活开放,B错误;通道蛋白能够转运多种阳离子,并不否定
其特异性,即具有相对选择性,C错误;与B位点结合后抑制
通道开放,从而减少进入液泡,有利于维持液泡内 浓度的相
对稳定,D正确。
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综合应用练
13.[2025·吉林长春模拟] 下图中的甲图表示温度对植物吸收和
的影响;乙图表示氧分压对大麦根吸收和 的影响。请据图回答:
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(1)甲图表明,温度超过 时,随着温度的升高,植物吸收两种离子
的量都______,其主要原因是__________________________________
________________,从而导致细胞呼吸速率下降,为主动运输提供的
能量减少。
减少
高温条件下呼吸酶的空间结构被破坏,
呼吸酶活性下降
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[解析] 甲图表明,温度超过 时,随着温度的升高,植物吸收两
种离子的量都减少,其原因是植物对离子的吸收是主动运输,需要
细胞呼吸提供能量,当温度超过 时,高温破坏呼吸酶的空间结
构,使呼吸酶的活性降低,导致能量供应减少,主动运输过程减弱。
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(2)乙图表明,当氧分压增高时,大麦根吸收离子的量______,同时,
细胞中的糖浓度______,此时糖的主要作用是____________________
_____________________________________。
增加
下降
作为细胞呼吸的底物
被氧化分解,为离子的主动运输提供能量
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[解析] 因为根吸收离子的运输主要是主动运输,由乙图可知,当氧
分压增高时,有氧呼吸增强,为主动运输提供的能量增加,根吸收
离子的量增加,同时,细胞中的糖浓度逐渐下降。此时糖的主要作
用是作为细胞呼吸的底物被氧化分解,为主动运输提供能量。
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(3)植物吸收和 与温度、氧分压有关,从本质上看,是离子的吸
收与植物的__________密切相关。
细胞呼吸
[解析] 植物吸收和 与温度、氧分压有关,温度通过影响呼吸
酶的活性进而影响细胞呼吸,氧分压通过影响细胞呼吸的氧气供应
进而影响有氧呼吸。细胞呼吸受影响,则吸收离子的主动运输过程
中能量供应就受影响,从本质上看,离子的吸收与植物的细胞呼吸
密切相关。
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(4)即便是温度和氧分压等条件相同时,根细胞对和 的吸收量还
是不同,这种吸收量上的差异与细胞膜上______________________存
在差异有关。
载体蛋白的种类和数量
[解析] 主动运输除了需要能量,还与细胞膜上载体的种类和数量有
关,不同的载体蛋白运输的物质不同,载体蛋白的数量不同也会造
成离子的吸收量上的差异。
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14.盐碱化是农业生产的主要障碍之一,盐碱地具有高渗性的特点,大
部分植物无法在此生存,而某些耐盐植物却能生长。科研人员发现在
盐碱地中生活的某种水稻,其抗逆性相关生理过程示意图如下。回答
下列问题:
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(1)生物膜上的水通道蛋白、和 转运蛋白等膜蛋白体现出细胞
膜具有的功能特性是____________。
选择透过性
[解析] 生物膜上的转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白,具有特异性,
即一种转运蛋白只能转运一种或一类化学物质,体现了细胞膜具有
选择透过性的功能特点。
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(2)细胞质基质中的利用液泡膜上的 泵并
消耗 进入液泡的方式是_________,该运输
方式具有的特点是________________________
________________________,细胞通过该过程
建立了液泡膜两侧浓度梯度。通过逆向转运蛋白 由细胞
质基质进入液泡的直接驱动力是____________。通过如图调节过程,______
(填“增大”或“降低”)了水稻细胞液泡内的溶液与土壤溶液的浓度差,有利于
根细胞吸收土壤溶液中的水分适应盐胁迫环境。
主动运输
逆浓度梯度运输,需要载体蛋白的协助,需要消耗能量
浓度梯度
增大
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[解析] 跨膜运输中,需要载体蛋白协助且
需要消耗细胞代谢产生的能量的运输方式
为主动运输;主动运输具有逆浓度梯度运
输,需要载体蛋白的协助,需要消耗能量
的特点;由题图可知,液泡中约为,细胞质基质中约为 ,
即液泡中浓度高于细胞质基质中浓度,则通过 从液泡运
输至细胞质基质为顺浓度梯度运输,运输过程中产生了电化学势能,
该势能为逆浓度梯度运输提供能量;通过蛋白将 逆
浓度梯度运输至液泡中,增大了液泡中的离子浓度,从而增大了水稻
细胞液泡内的溶液与土壤溶液的浓度差。
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(3)据图分析,根细胞吸收土壤溶液中的水分的方式有______________
_______,盐胁迫条件下,水稻降低细胞内 毒害的途径还有______
_______________________________。
自由扩散和协助
扩散
通过转
运蛋白将 转运至细胞外
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[解析] 由题图可知,水分子可直接穿过
细胞膜的磷脂双分子层进入细胞,该种
运输方式为自由扩散,同时水分子还可
通过细胞膜上的转运蛋白进入细胞,该
种运输方式为协助扩散;盐胁迫条件下,水稻降低细胞内 毒害的
途径还有通过转运蛋白,利用 顺浓度梯度运输产生的势能进
行主动运输,将细胞内的转运至细胞外,降低细胞内的 浓度。
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