2024高考生物一轮复习讲义 第一章 微专题1 与细胞的物质输入和输出有关的热考题型

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与细胞的物质输入和输出有关的热考题型【知识必备】1.物质出入细胞的模式图(1)图1中A、B、C分别表示组成细胞膜的蛋白质、磷脂双分子层和糖蛋白。(2)图1中a、e表示主动运输，b表示自由扩散，c(借助通道蛋白)、d(借助载体蛋白)表示协助扩散。(3)图1中有糖蛋白的一侧为膜的外侧，人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖可以用a表示。(4)胞吞、胞吐依赖膜的流动性，需消耗能量。　　　2.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。　　　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质膜，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。被活化的离子泵水解ATP，与水解产物磷酸根结合后自身发生构变，从而将离子由低浓度转运到高浓度处，这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度能。细胞内的离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。(1)钠钾泵(2)钙泵钙泵是Ca2＋激活的ATP酶，每水解一个ATP转运两个Ca2＋到细胞外，形成钙离子梯度。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的胞质游离Ca2＋浓度显著变化，导致一系列生理反应。钙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。(3)质子泵【真题感悟】1.(2021·浙江1月选考，12改编)如图为植物细胞质膜中H＋­ATP酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是(　　)A.H＋转运过程中H＋­ATP酶不发生形变B.该转运可使膜两侧H＋维持一定的浓度差C.抑制细胞呼吸不影响H＋的转运速率D.线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段也会发生图示过程答案　B解析　H＋转运过程中，H＋­ATP酶作为其载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；该转运方式为主动运输，其结果是使膜两侧H＋维持一定的浓度差，B正确；H＋的转运方式为主动运输，需要载体蛋白的协助，同时需要消耗能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H＋的转运速率，C错误；图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段会生成ATP，故不会发生图示过程，D错误。2.(2021·山东卷，2)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　)A.Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散B.Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺C.加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢D.H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输答案　A解析　Ca2＋主要储存在液泡中，而Ca2＋在载体蛋白CAX的作用下可以进入液泡，判断为逆浓度梯度运输，所以为消耗能量的主动运输，A错误；Ca2＋通过CAX进入液泡维持细胞液的渗透压，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂则无机焦磷酸水解释放的能量减少，H＋的跨膜运输受抑制进而影响Ca2＋的跨膜运输，C正确；液泡膜两侧的H＋浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存，说明H＋是从液泡内顺浓度梯度进入细胞质基质的，故H＋从细胞质基质转运到液泡是逆浓度的主动运输，D正确。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。【精准训练】1.(2023·广东汕头调研)载体蛋白是几乎所有类型的生物膜普遍存在的跨膜蛋白分子。每种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，通过一系列构象的改变介导溶质分子跨膜转运。参与Ca2＋运输的载体是一种催化ATP水解的酶。如图为物质通过载体蛋白进行转运的示意图。下列说法错误的是(　　)A.图中载体蛋白结构的改变是可逆的B.载体蛋白具有特异性，其转运物质的速率可能会出现饱和状态C.若外侧溶液浓度高于内侧，图中的运输方式为协助扩散或自由扩散D.有些载体蛋白具有运输、催化和参与细胞构成的功能答案　C解析　若外侧溶液浓度高于内侧，图中的运输方式为协助扩散，自由扩散不需要载体蛋白的协助，C错误。2.(2023·河南天一大联考)如图为小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖的示意图，下列说法正确的是(　　)　　　　              　图1　　　　　    　　　图2A.葡萄糖通过载体1进入小肠上皮细胞的方式属于协助扩散B.葡萄糖通过GLUT2载体进出小肠上皮细胞的过程属于主动运输C.抑制细胞呼吸不会影响小肠上皮细胞内外Na＋的浓度差D.当肠腔中葡萄糖浓度较高时，小肠上皮细胞可以通过图2的方式吸收葡萄糖答案　D解析　葡萄糖通过载体1逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，需要膜内外Na＋浓度差的推动，所以葡萄糖通过载体1的运输过程属于主动运输，A错误；葡萄糖通过GLUT2载体顺浓度梯度进出小肠上皮细胞的过程属于协助扩散，B错误；抑制细胞呼吸会影响Na＋­K＋泵逆浓度梯度运输Na＋，小肠上皮细胞内外Na＋的浓度差会受到影响，C错误；当肠腔中葡萄糖浓度较高时，小肠上皮细胞可以通过图2所示的协助扩散的方式吸收葡萄糖，D正确。3.(2023·江苏徐州调研)植物叶肉细胞光合作用合成的有机物是以蔗糖的形式经筛管不断运出。蔗糖分子利用H＋形成的浓度差提供的能量借助蔗糖载体与H＋同向跨膜运输，如图所示。下列叙述错误的是(　　)A.植物体缺K＋会影响光合作用产物的运输B.ATP酶既作为K＋、H＋的载体蛋白，又可以催化ATP的水解C.叶肉细胞与筛管间H＋浓度差的维持离不开ATP酶D.蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP，属于协助扩散答案　D解析　蔗糖的跨膜运输没有直接消耗ATP，但依赖H＋浓度差产生的能量，依然属于主动运输，D错误。