内容正文:
细胞的基本结构与物质运输
第二单元
第4课时 物质进出细胞的方式
1.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;哪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
2025·江苏卷,16 2021·江苏卷,3 2020·江苏卷,5
真题统计
内容索引
NEIRONGSUOYIN
演练感悟
考点二
影响物质跨膜运输的因素和实验探究
真题
物质进出细胞的方式
考点一
物质进出细胞的方式
考点一
梳理 必备知识
1.被动运输
(1)概念:物质以_____方式进出细胞,_______ 消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
扩散
不需要
(2)类型
转运蛋白
高
低
高
低
不需要
不消耗
2.转运蛋白的类型及比较
协助扩散
主动运输
特异性
[点拨] 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跨膜孔道,一种离子通道只允许一种或一类特定的离子通过,并且只有在特定刺激发生时才瞬间开放,从而实现离子的快速跨膜流动。
③带电粒子不能溶于磷脂,因此,即使是最简单的H+,也无法通过自由扩散方式进出磷脂双分子层。
3.主动运输
载体蛋白
逆
需要
载体蛋白
拾遗•挖掘
(人教必修1 P70“与社会的联系”)引起囊性纤维化的主要原因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常,导致患者支气管中黏液增多,造成细菌感染。
[点拨] 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;神经细胞膜上运入K+是主动运输,运出K+是协助扩散。
②Na+、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。
4.胞吞和胞吐
流动
拾遗•挖掘
(1)(人教必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。
(2)(人教必修1 P72“与社会的联系”)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫,能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人的肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞。
(3)(人教必修1 P72正文)细胞膜具有选择透过性的结构基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化。
(4)(苏教必修1 P65正文)通过胞吞或胞吐进出细胞,需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。胞吞包括吞噬、胞饮两种类型,吞噬是细胞以大囊泡内吞较大固体颗粒的过程,胞饮是细胞通过小囊泡将细胞周围的微滴状液体摄入细胞的过程。
【错漏诊断】
1.(2023·全国乙卷)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。 ( )
2.分子或离子通过通道蛋白时,需要与通道蛋白结合。 ( )
3.一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 ( )
4.人体不同细胞吸收葡萄糖的方式都是协助扩散。( )
5.胆固醇能通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子。 ( )
6.(2025·浙江1月卷)浆细胞分泌抗体需要消耗ATP。 ( )
√
×
√
×
×
√
深研 重难问题
探究1 1988年,科学家阿格雷发现了输送水分子的特殊通道——水通道蛋白,与离子通道的研究者(麦金农)共享了2003年的诺贝尔化学奖。请回答下列问题。
(1)对于水分子的转运机制,在1950年以前,主要是水分子的自由扩散学说,认为细胞内外溶液的 是其扩散的动力源。科学家发现磷脂双分子层内部是 ,能阻碍水分子通过,所以就提出另一种推测,该推测是_______________
_______________________。
浓度差(渗透压差)
疏水的
细胞中存在特
殊的输送水分子的通道
探究1 1988年,科学家阿格雷发现了输送水分子的特殊通道——水通道蛋白,与离子通道的研究者(麦金农)共享了2003年的诺贝尔化学奖。请回答下列问题。
(2)1988年,阿格雷等在分离纯化红细胞膜上的蛋白质时,分离得到跨膜蛋白(CHIP28),这种蛋白质在吸水能力很强的细胞中含量特别高。阿格雷为了研究跨膜蛋白(CHIP28)的功能,选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行了如下实验:
实验
组号 在低渗溶液中进行处理 破裂时间
Ⅰ 卵母细胞 很长
Ⅱ 注入了CHIP28的mRNA的卵母细胞 几分钟
Ⅲ 人工合成的脂质球体 很长
Ⅳ 置入了纯化的CHIP28的脂质球体 几分钟
深研 重难问题
探究1 1988年,科学家阿格雷发现了输送水分子的特殊通道——水通道蛋白,与离子通道的研究者(麦金农)共享了2003年的诺贝尔化学奖。请回答下列问题。
①实验组Ⅱ的卵母细胞能迅速吸水涨破的原因是CHIP28的mRNA_________
(填“转录”或“翻译”)的蛋白质进入细胞膜,使细胞吸水速度加快。
②通过Ⅲ、Ⅳ组的实验说明,跨膜蛋白(CHIP28)的功能是_________________
_______________________________。
③抗利尿激素能促进肾小管上皮细胞对水的重吸收,根据实验结果推测其作用机理是_______________________________________________________。
翻译
能转运水(加快水的跨膜运输/与水的跨膜运输有关)
抗利尿激素使肾小管上皮细胞膜上水通道蛋白的数量增加或活性增强
深研 重难问题
图中,Na+和K+各行其道,且只有通道开放时,离子才能顺浓度梯度流动,该过程________
(填“需要”或“不需要”)消耗能量。钠钾泵能逆浓度梯度转运Na+和K+,转运方向相反,且钠钾泵同时具有 的作用,催化ATP水解并释放能量,为Na+和K+的主动运输供能。钠钾泵作为载体蛋白,在转运Na+时发生的变化是
。
不需要
探究2 被动运输离子的通道称离子通道,主动运输
的离子载体称为离子泵,作用过程如图所示。
ATP水解酶
发生磷酸化,导致其空间结构改变
深研 重难问题
1.主动运输的三种类型
注:协同转运类型中的转运蛋白有同向
协同转运蛋白和反向协同转运蛋白。
归纳提升
2.与物质进出细胞有关的几种“泵”
(1)Na+-K+泵
(2)质子泵
精练 迁移应用
考向1 转运蛋白的种类与功能的判断
1.(2026·江苏苏州模拟)植物细胞膜上的H+-ATP酶是一类重要的质子泵,可利用ATP水解产生的能量将H+排出细胞。在H+浓度梯度驱动之下,根细胞膜上的H+/K+载体蛋白可将K+运入细胞内。下列相关叙述错误的是( )
A.H+通过H+-ATP酶运出细胞的方式为主动运输
B.H+转运过程中H+-ATP酶自身构象会发生改变
C.根细胞吸收土壤中K+的同时伴随着H+排出细胞
D.H+-ATP酶活性降低会影响植物细胞内pH稳定
C
解析:H+通过H+-ATP酶运出细胞的过程需要消耗ATP,因此运输方式为主动运输,A正确;H+转运过程中需要与H+-ATP酶结合,其自身构象会发生改变,B正确;H+排出细胞需要消耗ATP,说明细胞外的H+浓度高于细胞内,则H+进入细胞为协助扩散,其在膜两侧产生的化学势能可为根细胞吸收土壤中K+提供能量,即根细胞吸收土壤中K+的同时伴随着H+进入细胞,C错误;H+-ATP酶能逆浓度向外运输H+,以维持细胞膜两侧的H+浓度差,若H+-ATP酶活性降低会影响H+排出细胞,进而影响植物细胞内pH稳定,D正确。
2.(多选)(2026·江苏南通模拟)美国科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和K+通道蛋白,共同荣获诺贝尔化学奖。下列说法正确的是( )
A.水通道蛋白对水有专一性,能使水分子顺相对含量梯度进出细胞
B.离子通道蛋白的运输具有选择性,决定因素主要是孔道的口径和带电情况等
C.磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子都要通过水通道蛋白出入细胞
D.载体蛋白既可以介导主动运输又可以介导被动运输,而通道蛋白一般只介导被动运输
ABD
解析:水通道蛋白对水有专一性,能使水分子顺浓度梯度进出细胞,该方式为协助扩散,A正确;离子通道蛋白可控制带电荷离子的通过,并且具有选择性,允许特定类型的离子通过,与通道蛋白的大小、性状以及带电荷氨基酸的分布有关,B正确;细胞膜上的磷脂具有疏水性的尾部,因此磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子通过水通道蛋白出入细胞的效率高于通过自由扩散方式出入细胞的效率,即细胞进出细胞的方式包括协助扩散和自由扩散,C错误;转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两种类型,主动运输需要借助载体蛋白完成,一些协助扩散也需要通过载体蛋白实现,而通道蛋白一般只介导被动运输,D正确。
考向2 物质跨膜运输方式的判断
3.(2021·江苏卷,3)细胞可运用不同的方式跨膜转运物质,下列相关叙述错误的是 ( )
A.物质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
B.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
C.神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性
D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸
B
解析:物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A正确;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Na+浓度差有关,并不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关,B错误;膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白,二者都具有特异性,载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只允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,C正确;肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D正确。
4.(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
A
解析:由题图可知小肠上皮细胞通过同向协同转运的方式吸收葡萄糖,该过程消耗Na+电化学梯度中的能量,属于主动运输,而葡萄糖则是通过载体蛋白顺浓度梯度以协助扩散的方式出小肠上皮细胞的,A正确;Na+出小肠上皮细胞的方式是②主动运输,B错误;多肽是通过胞吞和胞吐的方式进出细胞的,⑤是胞吞,②是主动运输,C错误;
维生素D是脂质,以④自由扩散的方式进入
小肠上皮细胞,D错误。
5.(多选)(2025·江苏卷,16)研究小组开展了Cl-胁迫下,添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验,机理如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.Cl-通过自由扩散进入植物细胞
B.转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C.ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D.细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能
ABC
解析:由图可知,Cl-借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入植物细胞,属于协助扩散,A错误;转运蛋白甲(载体蛋白)是协助Cl-顺浓度梯度进入植物细胞,转运蛋白乙(通道蛋白)协助Cl-排出植物细胞,两者的结构和功能不同,B错误;由题图可知,ABA与细胞质膜上的受体结合,没有进入细胞,通过信号转导促进细胞核相关基因的表达,C错误;
细胞质膜实现了跨膜运输Cl-及接受ABA的
信息分子,发挥了物质运输、信息交流的功
能,D正确。
题后归纳
“三看法”判断被动运输与主动运输
考点二
影响物质跨膜运输的因素和实验探究
梳理 必备知识
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的影响
转运
(2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
能量
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
(4)温度对物质跨膜运输的影响
[点拨] ①浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
②转运蛋白数量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。
③哺乳动物成熟红细胞主动运输速率不受O2含量影响,其能量由无氧呼吸供应。
2.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
(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
主动运输
被动
运输
协助
扩散
自由
散扩
精练 迁移应用
考向1 物质跨膜运输的影响因素的分析
1.(2026·江苏丹阳中学模拟)在偏碱性的土壤中,Fe3+通常以不溶于水的Fe(OH)3形式存在,溶解度低,难以被植物吸收。在长期的进化过程中,某植物形成了如图所示的铁吸收机制。据图分析,下列说法错误的是 ( )
A.ATPase具有催化和运输功能
B.H+的外排有利于铁化合物的溶解和吸收
C.降低土壤中氧气含量,植物对铁的吸收增强
D.缺铁胁迫下,图中膜蛋白合成量会上升
C
解析:ATPase可以催化ATP的水解,同时将H+转运至细胞外,说明ATPase具有催化和运输功能,A正确;H+及时排出有利于还原剂NADH在Fe3+还原酶的催化下,使不溶性Fe3+变为可溶的Fe2+,从而有利于Fe2+跨膜运输,被细胞质吸收,B正确;Fe2+的吸收最终需要消耗ATP,因此,降低土壤中氧气含量不利于细胞呼吸,因而不利于植物对铁
的吸收增强,C错误;缺铁胁迫下,题图中膜蛋白
合成量会上升,进而促进对铁的吸收,D正确。
2.(多选)(2026·江苏连云港模拟)如图表示物质进出细胞有关的图像或曲线。下列有关叙述错误的是( )
A.环境中氧浓度变化对图示代表的所有运输方式均有影响
B.图甲与图丁代表的运输方式相同
C.图丁可代表红细胞或肌细胞吸收葡萄糖的方式
D.抗体和神经递质的释放方式均与图戊代表的方式相同
AB
解析:环境中氧浓度变化对图甲和丙所代表的运输方式(自由扩散)没有影响,A错误;图甲与图丙代表的运输方式相同,均为自由扩散,B错误;红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肌细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输,所以图丁可代表红细胞或肌细胞吸收葡萄糖的方式,C正确;抗体和神经递质均以胞吐的方式释放,与图戊代表的方式相同,D正确。
考向2 与跨膜运输有关的胁迫机制的实验分析
3.(多选)(2026·江苏盐城模拟)盐胁迫条件下,拟南芥磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酰肌醇4-磷酸(PI4P)的水平会发生动态变化,进
而调节H+-ATP酶和Na+/H+逆向转运体的活性,从
而清除细胞中过多的Na+,使植物能够应对逆境胁
迫,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.H+-ATP酶既是一种载体蛋白,也是一种ATP水解酶
B.Na+/H+逆向转运体对H+和Na+的运输方式都是主动运输
C.与正常条件相比,盐胁迫条件下H+-ATP酶的活性可能更高
D.盐胁迫条件下PI可转变成PI4P,有利于提高Na+/H+逆向转运体活性
ACD
解析:H+-ATP酶既是一种载体蛋白,也是一种ATP水解酶,进而实现H+逆浓度梯度转运,A正确;Na+/H+逆向转运体对H+是顺浓度梯度转运,对Na+的运输是逆浓度转运,前者是协助扩散,后者是主动运输,B错误;与正常条件相比,盐胁迫条件下H+-ATP酶的活性可能更高,进而有利于消耗H+的梯度势能将Na+转运到细胞外,C正确;拟南芥磷脂酰肌醇(PI)在盐胁迫条件下转变成磷脂酰肌醇4-磷酸(PI4P),解除对H+-ATP酶的抑制,提高Na+/H+逆向转运体的活性,从而清除细
胞中过多的Na+,有利于维持细胞内部
环境的稳定,D正确。
4.我国沿海地区土壤盐碱化问题突出,高浓度盐分导致农作物根系细胞失水,影响正常代谢。图1为海水稻根细胞参与抵抗盐胁迫有关的示意图,回答下列问题。
(1)海水稻根细胞系统的边界是 ,其
主要成分是 。
解析:海水稻根细胞系统的边界是细胞膜,其
主要成分是脂质和蛋白质。
细胞膜
脂质和蛋白质
(2)由图1可知,若根细胞呼吸受阻,Na+的排出量 (填“增大”“减少”或“不变”)。图中不同转运蛋白结构存在差异的根本原因是_____
。在盐胁迫下大量Na+以 的方式进入根细胞,导致细胞内的离子比例异常,影响细胞内酶的活性。据图分析海水稻缓解Na+的毒害的机制为__________________________________
_________________________________________________。
减少
基因
的碱基序列不同
协助扩散
通过H+泵建立的质子梯度,驱动SOS1将Na+排出细胞,同时通过NHX将Na+转运到液泡中储存
解析:依据图1可知,Na+进入细胞是顺浓度梯度,需要转运蛋白的协助,所以属于协助扩散,故Na+运出细胞是逆浓度梯度,为主动运输,该方式需要消耗H+浓度差提供的能量,而H+浓度差的维持需要消耗能量。当根细胞呼吸受阻时,能量的产生会受到影响,所以Na+的排出量就会减少。图中不同转运蛋白结构存在差异的根本原因是决定不同转运蛋白合成的基因的碱基序列不同。在盐胁迫下,膜外的Na+浓度高于细胞内,所以大量的Na+以协助扩散的方式进入根细胞,导致细胞内的离子比例异常,进而影响细胞内酶的活性。缓解Na+对水稻细胞毒害的机理主要是降低细胞质基质中的Na+浓度,据图1可知,通过H+泵建立的质子梯度,主要有两种途径,一种是通过SOS1将Na+排出细胞;二是借助NHX,依靠H+所产生的电化学势能,将细胞质基质的Na+运向液泡内。
(3)为探究外源钙离子(Ca2+)对盐胁迫下植物根系呼吸作用的影响,研究人员将四组植物分别置于:
A组:正常营养液
B组:正常营养液+150 mmol·L-1 NaCl
C组:正常营养液+150 mmol·L-1 NaCl+
5 mmol·L-1 CaCl2
D组:正常营养液+150 mmol·L-1 NaCl+10 mmol·L-1 CaCl2
其他条件相同且适宜,一段时间后测定根系有氧呼吸速率及各组细胞膜损伤程度,结果如图2和图3所示:
①结合图2、图3推测图2中B组有氧呼吸速率下降的主要原因是
。
②分析图3数据可知Ca2+浓度与细胞膜损伤程度的关系是
__________________________________________________________。
③结合图2、图3分析,外源Ca2+缓解盐胁迫的机制是______________
。
盐胁迫破坏细胞膜结构,影响有氧呼吸酶的活性
在一定范围内,Ca2+浓度越高,细胞膜损伤程度越低
外源Ca2+可减轻NaCl对细胞膜的损伤,维持较高的有氧呼吸速率,从而缓解盐胁迫
解析:①据图2、图3可知,C组和D组与A组(对照组)和B组(盐胁迫组)相比较,随着CaCl2浓度的提高,有氧呼吸速率有所提高,但仍低于对照组,细胞膜损伤程度逐渐降低,有氧呼吸需要有氧呼吸酶的催化,故B组有氧呼吸速率下降是由于盐胁迫破坏细胞膜结构,影响有氧呼吸酶的活性。
②据图2可知,在一定的范围内,随着CaCl2浓度的提高,对细胞膜的损伤程度越低。
③外源Ca2+能够缓解盐胁迫,是由于外源Ca2+可减轻NaCl对细胞膜的损伤,还能维持较高的有氧呼吸速率,从而缓解盐胁迫。
真题 演练感悟
2
3
1
4
1.(2025·广东卷,8)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
5
6
7
2
3
1
4
解析:O2从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O2浓度差决定。因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确。心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白需结合Ca2+并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而磷酸化,并非仅与Ca2+结合,B错误。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,速率受浓度差和载体蛋白数量影响。红细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动能维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此速率与代谢有关,C错误。集合管中Na+重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,通过通道蛋白进行的是被动运输,D错误。
5
6
7
2
3
1
4
2.(2025·云南卷,3)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
C
5
6
7
2
3
1
4
解析:协助扩散是顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP,A错误;被动运输包括自由扩散和协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,B错误;载体蛋白在转运物质时,会与被转运物质结合,自身构象发生改变,从而实现物质的跨膜运输,C正确;主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,D错误。
5
6
7
2
3
1
4
3.(2025·重庆卷,8)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
B
5
6
7
2
3
1
4
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的Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,造成胞内Na+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,所以使得Ca2+内流增多,C正确;因
为患者Na+通道蛋白明显多于正常人,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。
5
6
7
2
3
1
4
4.(2025·陕晋青宁卷,8)丙酮酸是糖代
谢过程的重要中间物质。丙酮酸转
运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒
体内膜的过程如图。下列叙述错误的是( )
A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
D
5
6
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2
3
1
4
解析:MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体,会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸,从而导致产生更多的乳酸,动物细胞中乳酸积累将会增加,A正确;丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+,两者共同与MPC结合使MPC构象改变,从而运输丙酮酸根和H+,B正确;H+会协助丙酮酸根进入线粒体,pH的变化受H+浓度的影响,因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率,C正确;丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与,且需要H+电化学梯度(H+浓度差),因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及H+浓度的影响,因此并不是
线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转
运速率越高,D错误。
5
6
7
5.(2025·湖南卷,3)蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体,参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解,从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是( )
A.去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量
B.去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动
C.抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量
D.去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解
2
3
1
4
5
6
7
C
解析:胞吞过程是一个耗能过程,需要消耗能量,去唾液酸糖蛋白的胞吞也不例外,A正确;胞吞过程中细胞膜会发生形态的改变,这依赖于膜脂的流动性,所以去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动,B正确;已知蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关,蛋白R参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解从而调节胆固醇代谢,则抑制蛋白R合成,会使蛋白R减少,可能导致血液中胆固醇水平降低,C错误;溶酶体中含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,去唾液酸糖蛋白被胞吞后可以在溶酶体中被降解,D正确。
2
3
1
4
5
6
7
6.(2025·山东卷,2)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
2
3
1
4
5
6
7
C
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,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,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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1
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7.(多选)(2025·湖南卷,15)Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-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(Ⅰ)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Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是( )
注:Ⅰ.对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液; Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液。
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
答案:BC
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解析:与Ⅰ组相比,Ⅱ、Ⅳ组细胞中Cl-较多,且这两组根(大部分细胞无中央液泡)中Cl-含量远低于地上部分(含中央液泡),再结合液泡中可储藏较高浓度的无机盐等可以调节植物细胞内的环境,故可推测植物可能将细胞吸收的过量Cl-储存在液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害,A正确;分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ3组地上部分K+含量可知,Ⅱ、Ⅳ组溶液中Cl-浓度高于Ⅰ组,但向地上部分转运的K+量低于Ⅰ组,B错误;与Ⅰ、Ⅳ组相比,Ⅱ组和Ⅲ组溶液中Na+浓度较高,但细胞中的K+含量均低于Ⅰ、Ⅳ组,说明Na+抑制该植物组织中K+的积累,不利于维持Na+、K+的平衡,使光合速率降低,C错误;由题图可知,地上部分的K+浓度大于根,故K+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。
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