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备战2025届新高考生物一轮总复习第2单元细胞的基本结构及物质运输第9讲物质出入细胞的方式及影响因素课件
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这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第2单元细胞的基本结构及物质运输第9讲物质出入细胞的方式及影响因素课件，共51页。PPT课件主要包含了素养目标，扩散方式，不需要，2类型，不消耗，3转运蛋白，协助扩散，主动运输，不改变，特异性等内容，欢迎下载使用。
考点一 物质出入细胞的方式
1.被动运输(1)概念:物质以 进出细胞, 消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质运输方式。
3.大分子进出细胞的方式——胞吞和胞吐
4.物质跨膜运输的方式与生物膜结构的关系(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上转运蛋白的 ,或转运蛋白 的变化,这也是细胞膜具有 的结构基础。 (2)胞吞和胞吐也需要膜上 的参与,更离不开生物膜的 。
教材深挖[必修1第72页“概念检测2”]同一种物质进出细胞的运输方式相同吗?请举例说明。
提示 不一定相同,人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。神经细胞吸收钾离子的方式是主动运输,而神经细胞维持静息电位时钾离子外流的方式是协助扩散。
链高考·前挂后连(1)口服维生素D通过胞吞方式被吸收。[2020·江苏卷]( )(2)葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞时载体蛋白的构象会发生改变。( )(3)细胞膜的选择透过性是指小分子物质可以透过而大分子物质不能。( )(4)细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白。[2021·湖北卷]( )(5)新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。[2020·全国Ⅱ卷]( )
三看法快速判断物质出入细胞的方式
练思维·考教衔接[根据2019北京卷情境设计]下图表示生物膜和人工膜(磷脂双分子层)对多种物质通透性的比较结果。请回答下列问题。
(1)甘油通过生物膜的速率和通过人工膜的速率是 (填“相同”或“不相同”)的,说明甘油通过生物膜的方式是 。 (2)由图中信息可知,部分H2О通过生物膜和通过人工膜的方式的不同之处可能在于生物膜上存在 。若要使生物膜对水的通透性和人工膜的相同,可采用的方法是 (答出一个即可)。 用蛋白酶处理协助H2O通过的水通道蛋白或抑制协助H2O通过的水通道蛋白的活性(3)实验证明,外界溶液的Cl-可以被吸收进Cl-浓度更高的细胞质中,这体现了细胞膜的 的功能,细胞呼吸受到抑制后,Cl-的吸收速率降低的原因是________________________________ 。
协助H2O通过的蛋白质(水通道蛋白)
细胞呼吸受到抑制后,产生的ATP减少,
控制物质进出细胞(或选择透过性)
无法为Cl-的主动运输提供足够能量
考向一 利用科学思维,判断物质出入细胞的方式1.(2023·全国甲卷)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是( )A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATPC.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
解析 乙醇属于脂溶性物质,与细胞膜中的磷脂相似相溶,通过自由扩散的方式进入细胞,A项错误;血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,K+逆浓度梯度进入红细胞,该物质跨膜运输的方式为主动运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,B项正确;抗体为分泌蛋白,其分泌方式为胞吐,需要消耗能量,C项错误;葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,D项错误。
2.(2024·广东深圳联考)葡萄糖转运体存在于身体各个组织细胞中,它分为两类:一类是钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT),以主动运输的方式逆浓度梯度转运葡萄糖;另一类为协助扩散的葡萄糖转运体(GLUT),以协助扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖。胰岛素分泌不足会导致组织细胞膜表面葡萄糖转运体数量减少,影响组织细胞对葡萄糖的摄取和利用。如图是葡萄糖运输方式示意图,
下列叙述错误的是( )A.红细胞通过GLUT吸收葡萄糖需要消耗ATPB.胰岛素的分泌量会影响组织细胞表面SGLT和GLUT的数量C.将肾小管上皮细胞中的Na+转运到肾小管腔中的载体兼有ATP水解酶活性D.小肠上皮细胞从肠腔中逆浓度吸收葡萄糖需要膜上SGLT的协助
解析 据图可知,红细胞吸收葡萄糖是顺浓度梯度进行的,需要转运蛋白GLUT协助,方式为协助扩散,不需要消耗ATP,A项错误;由题干可知,SGLT和GLUT是两类协助葡萄糖运输的转运蛋白,而胰岛素分泌不足会导致组织细胞膜表面葡萄糖转运体数量减少,B项正确;将肾小管上皮细胞中的Na+转运到肾小管腔中是逆浓度转运,方式是主动运输,其载体通过水解ATP获得能量,因此该载体兼有ATP水解酶活性,C项正确;由图可知,小肠上皮细胞从肠腔中逆浓度吸收葡萄糖是主动运输,需要膜上SGLT的协助,D项正确。
考向二 结合转运蛋白与物质运输的关系,考查生命观念3.图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1 000倍以上。下列叙述错误的是( )A.载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子B.在运输物质的过程中,载体蛋白空间结构会发生改变C.图甲介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制D.图乙介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合
解析 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,二者作用机制不同,A项错误。
4.(2024·广东佛山统考)普通的水稻很难在盐碱地中生存,主要是因为盐碱地高渗的环境不仅使植物吸水困难,还会使土壤pH呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输。而海水稻在盐碱地中却能正常生长,海水稻抗逆性相关生理过程示意图如下,下列叙述正确的是( )A.Na+从细胞质基质进入液泡时不消耗ATP,这个过程属于被动运输B.SOS1和NHX的结构不同,转运Na+的方式也不同C.通过主动运输将H+运输到细胞外,可用于中和盐碱地的碱D.膜两侧的H+浓度差与海水稻对离子毒害的抗性强弱无关
解析 据图可知,Na+由细胞质基质进入液泡的过程是由低浓度到高浓度,属于主动运输,能量来自H+跨膜运输的电势能,A项错误;SOS1将Na+由细胞质基质转运到细胞外,NHX将Na+由细胞质基质转运到液泡的细胞液中,这两种运输都是逆浓度梯度的运输,都是主动运输,B项错误;由图可知,H+运出细胞需要消耗ATP,即细胞通过主动运输将H+运输到细胞外,可用于中和盐碱地的碱,C项正确;H+通过主动运输被转运到细胞外,使细胞膜两侧H+的浓度差增大,为H+顺浓度梯度通过SOS1主动运输Na+创造条件,Na+运输出细胞外,能减弱Na+对细胞的毒害作用,因此膜两侧的H+浓度差与海水稻对离子毒害的抗性强弱有关,D项错误。
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
1.影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度
注:左图也可以表示哺乳动物成熟的红细胞的主动运输,成熟的红细胞的主动运输与O2浓度无关。
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
教材深挖[必修1第70页图4-6拓展]只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗?请说明理由。
链高考·前挂后连(1)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。[2021·福建卷]( )(2)胞吞、胞吐依赖于膜的流动性,主动运输、协助扩散与膜的流动性无关。( )
提示 不一定。消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐以及通过核孔的运输方式。
练思维·考教衔接[根据2022重庆卷、2020江苏卷情境设计]下图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图,其中面向肠腔的一侧绒毛上有运输Na+和葡萄糖的共同载体(蛋白S),基底膜上有葡萄糖转运体(蛋白G)和Na+—K+泵,请回答下列问题。
(1)如上图所示,小肠腔内葡萄糖浓度 (填“高于”或“低于”)小肠上皮细胞内的葡萄糖浓度,小肠腔内Na+浓度 (填“高于”或“低于”)小肠绒毛上皮细胞内的Na+浓度,Na+借助 , (填“顺”或“逆”)浓度梯度进入小肠上皮细胞的同时,将葡萄糖运进来,据此分析,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式属于 。随着Na+的不断流入,造成膜两侧Na+浓度差逐渐减小,为了维持细胞内较低的Na+浓度,需要依靠Na+—K+泵消耗 来维持。 (2)在基膜侧,小肠上皮细胞利用蛋白G将吸收的葡萄糖分子通过 方式运出,再通过血液循环运输到全身组织细胞。
考向一 围绕物质跨膜运输的影响因素,考查科学思维1.(2021·江苏卷)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率既与浓度梯度有关,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
解析 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫作自由扩散,自由扩散是物质顺浓度梯度的跨膜运输方式,不需要转运蛋白的协助,也不需要消耗能量,被运输物质的膜内外浓度梯度的大小和物质分子本身的大小会直接影响自由扩散的速率,A项正确;小肠上皮细胞摄入葡萄糖的方式是主动运输,影响因素是能量的供应和载体蛋白的数量,小肠上皮细胞运出葡萄糖的方式是协助扩散,影响因素是葡萄糖在细胞内外的浓度差和转运蛋白的数量,B项错误;通道蛋白和载体蛋白统称为转运蛋白,都是有特异性的,C项正确;肾小管吸收氨基酸的过程是逆浓度梯度进行的,是主动运输,D项正确。
考向二 借助探究物质跨膜运输的方式,考查科学探究
用等量的下表所示溶液分别处理细胞,一段时间后观察变色细胞所占比例,结果如下表。
据此判断,下列相关叙述错误的是( )
解析 与甲组相比,加入ATP的乙组的变色细胞的比例大幅度提高,说明 进入植物细胞需要消耗ATP,所需ATP来自植物的细胞呼吸,场所是细胞质基质和线粒体,A项错误。
角度1 物质出入细胞的方式1.(2023·浙江卷)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如下图所示。下列叙述正确的是( )A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降C.植物组织培养过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
解析 转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A项错误;由图可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,说明该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内H+的浓度低于细胞外,蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+含量多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误;植物组织培养过程中蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。
2.(2023·山东卷)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
解析 由“溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体”可知,溶酶体内H+浓度高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,其运输方式属于主动运输,A项正确; H+载体蛋白失活后使溶酶体内H+浓度降低,进而导致Cl-转运受阻,可引起溶酶体内的吞噬物积累,B项正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,溶酶体的功能降低,数量减少,使细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C项正确;溶酶体中的H+浓度高于细胞质基质,二者pH不同,因此释放到细胞质基质中的水解酶活性降低,D项错误。
3.(2021·河北卷)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图所示,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
解析 血液流经肌肉组织时,进入红细胞的是CO2,运出红细胞的是O2,A项正确;题图中①②是气体的运输过程,运输方式为自由扩散,④和⑤过程均是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白,运输方式为协助扩散,B项正确;成熟的红细胞中没有线粒体,只能进行无氧呼吸,产生的ATP可为③主动运输提供能量,C项正确;成熟的红细胞内没有细胞核,也没有核糖体等细胞器,不能合成蛋白质,因此成熟红细胞表面的糖蛋白不能更新,D项错误。
1.(2021·全国甲卷)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由 复合物构成的,其运输的特点是 (答出1点即可)。 2.在长期的生物进化过程中,生物体内的细胞能够逆浓度梯度吸收或排出物质,其意义是 。 提示 保证活细胞能够按照生命活动的需要主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
一种离子通道只允许一种离子通过
考点一 物质出入细胞的方式
1.被动运输(1)概念:物质以 进出细胞, 消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质运输方式。
3.大分子进出细胞的方式——胞吞和胞吐
4.物质跨膜运输的方式与生物膜结构的关系(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上转运蛋白的 ,或转运蛋白 的变化,这也是细胞膜具有 的结构基础。 (2)胞吞和胞吐也需要膜上 的参与,更离不开生物膜的 。
教材深挖[必修1第72页“概念检测2”]同一种物质进出细胞的运输方式相同吗?请举例说明。
提示 不一定相同,人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。神经细胞吸收钾离子的方式是主动运输,而神经细胞维持静息电位时钾离子外流的方式是协助扩散。
链高考·前挂后连(1)口服维生素D通过胞吞方式被吸收。[2020·江苏卷]( )(2)葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞时载体蛋白的构象会发生改变。( )(3)细胞膜的选择透过性是指小分子物质可以透过而大分子物质不能。( )(4)细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白。[2021·湖北卷]( )(5)新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。[2020·全国Ⅱ卷]( )
三看法快速判断物质出入细胞的方式
练思维·考教衔接[根据2019北京卷情境设计]下图表示生物膜和人工膜(磷脂双分子层)对多种物质通透性的比较结果。请回答下列问题。
(1)甘油通过生物膜的速率和通过人工膜的速率是 (填“相同”或“不相同”)的,说明甘油通过生物膜的方式是 。 (2)由图中信息可知,部分H2О通过生物膜和通过人工膜的方式的不同之处可能在于生物膜上存在 。若要使生物膜对水的通透性和人工膜的相同,可采用的方法是 (答出一个即可)。 用蛋白酶处理协助H2O通过的水通道蛋白或抑制协助H2O通过的水通道蛋白的活性(3)实验证明,外界溶液的Cl-可以被吸收进Cl-浓度更高的细胞质中,这体现了细胞膜的 的功能,细胞呼吸受到抑制后,Cl-的吸收速率降低的原因是________________________________ 。
协助H2O通过的蛋白质(水通道蛋白)
细胞呼吸受到抑制后,产生的ATP减少,
控制物质进出细胞(或选择透过性)
无法为Cl-的主动运输提供足够能量
考向一 利用科学思维,判断物质出入细胞的方式1.(2023·全国甲卷)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是( )A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATPC.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
解析 乙醇属于脂溶性物质,与细胞膜中的磷脂相似相溶,通过自由扩散的方式进入细胞,A项错误;血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,K+逆浓度梯度进入红细胞,该物质跨膜运输的方式为主动运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,B项正确;抗体为分泌蛋白,其分泌方式为胞吐,需要消耗能量,C项错误;葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,D项错误。
2.(2024·广东深圳联考)葡萄糖转运体存在于身体各个组织细胞中,它分为两类:一类是钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT),以主动运输的方式逆浓度梯度转运葡萄糖;另一类为协助扩散的葡萄糖转运体(GLUT),以协助扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖。胰岛素分泌不足会导致组织细胞膜表面葡萄糖转运体数量减少,影响组织细胞对葡萄糖的摄取和利用。如图是葡萄糖运输方式示意图,
下列叙述错误的是( )A.红细胞通过GLUT吸收葡萄糖需要消耗ATPB.胰岛素的分泌量会影响组织细胞表面SGLT和GLUT的数量C.将肾小管上皮细胞中的Na+转运到肾小管腔中的载体兼有ATP水解酶活性D.小肠上皮细胞从肠腔中逆浓度吸收葡萄糖需要膜上SGLT的协助
解析 据图可知,红细胞吸收葡萄糖是顺浓度梯度进行的,需要转运蛋白GLUT协助,方式为协助扩散,不需要消耗ATP,A项错误;由题干可知,SGLT和GLUT是两类协助葡萄糖运输的转运蛋白,而胰岛素分泌不足会导致组织细胞膜表面葡萄糖转运体数量减少,B项正确;将肾小管上皮细胞中的Na+转运到肾小管腔中是逆浓度转运,方式是主动运输,其载体通过水解ATP获得能量,因此该载体兼有ATP水解酶活性,C项正确;由图可知,小肠上皮细胞从肠腔中逆浓度吸收葡萄糖是主动运输,需要膜上SGLT的协助,D项正确。
考向二 结合转运蛋白与物质运输的关系,考查生命观念3.图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1 000倍以上。下列叙述错误的是( )A.载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子B.在运输物质的过程中,载体蛋白空间结构会发生改变C.图甲介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制D.图乙介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合
解析 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,二者作用机制不同,A项错误。
4.(2024·广东佛山统考)普通的水稻很难在盐碱地中生存,主要是因为盐碱地高渗的环境不仅使植物吸水困难,还会使土壤pH呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输。而海水稻在盐碱地中却能正常生长,海水稻抗逆性相关生理过程示意图如下,下列叙述正确的是( )A.Na+从细胞质基质进入液泡时不消耗ATP,这个过程属于被动运输B.SOS1和NHX的结构不同,转运Na+的方式也不同C.通过主动运输将H+运输到细胞外,可用于中和盐碱地的碱D.膜两侧的H+浓度差与海水稻对离子毒害的抗性强弱无关
解析 据图可知,Na+由细胞质基质进入液泡的过程是由低浓度到高浓度,属于主动运输,能量来自H+跨膜运输的电势能,A项错误;SOS1将Na+由细胞质基质转运到细胞外,NHX将Na+由细胞质基质转运到液泡的细胞液中,这两种运输都是逆浓度梯度的运输,都是主动运输,B项错误;由图可知,H+运出细胞需要消耗ATP,即细胞通过主动运输将H+运输到细胞外,可用于中和盐碱地的碱,C项正确;H+通过主动运输被转运到细胞外,使细胞膜两侧H+的浓度差增大,为H+顺浓度梯度通过SOS1主动运输Na+创造条件,Na+运输出细胞外,能减弱Na+对细胞的毒害作用,因此膜两侧的H+浓度差与海水稻对离子毒害的抗性强弱有关,D项错误。
考点二 影响物质跨膜运输的因素和实验探究
1.影响物质跨膜运输因素的分析(1)物质浓度
注:左图也可以表示哺乳动物成熟的红细胞的主动运输,成熟的红细胞的主动运输与O2浓度无关。
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
教材深挖[必修1第70页图4-6拓展]只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗?请说明理由。
链高考·前挂后连(1)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。[2021·福建卷]( )(2)胞吞、胞吐依赖于膜的流动性,主动运输、协助扩散与膜的流动性无关。( )
提示 不一定。消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐以及通过核孔的运输方式。
练思维·考教衔接[根据2022重庆卷、2020江苏卷情境设计]下图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图,其中面向肠腔的一侧绒毛上有运输Na+和葡萄糖的共同载体(蛋白S),基底膜上有葡萄糖转运体(蛋白G)和Na+—K+泵,请回答下列问题。
(1)如上图所示,小肠腔内葡萄糖浓度 (填“高于”或“低于”)小肠上皮细胞内的葡萄糖浓度,小肠腔内Na+浓度 (填“高于”或“低于”)小肠绒毛上皮细胞内的Na+浓度,Na+借助 , (填“顺”或“逆”)浓度梯度进入小肠上皮细胞的同时,将葡萄糖运进来,据此分析,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式属于 。随着Na+的不断流入,造成膜两侧Na+浓度差逐渐减小,为了维持细胞内较低的Na+浓度,需要依靠Na+—K+泵消耗 来维持。 (2)在基膜侧,小肠上皮细胞利用蛋白G将吸收的葡萄糖分子通过 方式运出,再通过血液循环运输到全身组织细胞。
考向一 围绕物质跨膜运输的影响因素,考查科学思维1.(2021·江苏卷)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率既与浓度梯度有关,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
解析 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫作自由扩散,自由扩散是物质顺浓度梯度的跨膜运输方式,不需要转运蛋白的协助,也不需要消耗能量,被运输物质的膜内外浓度梯度的大小和物质分子本身的大小会直接影响自由扩散的速率,A项正确;小肠上皮细胞摄入葡萄糖的方式是主动运输,影响因素是能量的供应和载体蛋白的数量,小肠上皮细胞运出葡萄糖的方式是协助扩散,影响因素是葡萄糖在细胞内外的浓度差和转运蛋白的数量,B项错误;通道蛋白和载体蛋白统称为转运蛋白,都是有特异性的,C项正确;肾小管吸收氨基酸的过程是逆浓度梯度进行的,是主动运输,D项正确。
考向二 借助探究物质跨膜运输的方式,考查科学探究
用等量的下表所示溶液分别处理细胞,一段时间后观察变色细胞所占比例,结果如下表。
据此判断,下列相关叙述错误的是( )
解析 与甲组相比,加入ATP的乙组的变色细胞的比例大幅度提高,说明 进入植物细胞需要消耗ATP,所需ATP来自植物的细胞呼吸,场所是细胞质基质和线粒体,A项错误。
角度1 物质出入细胞的方式1.(2023·浙江卷)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如下图所示。下列叙述正确的是( )A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降C.植物组织培养过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
解析 转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A项错误;由图可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,说明该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内H+的浓度低于细胞外,蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+含量多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误;植物组织培养过程中蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。
2.(2023·山东卷)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
解析 由“溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体”可知,溶酶体内H+浓度高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,其运输方式属于主动运输,A项正确; H+载体蛋白失活后使溶酶体内H+浓度降低,进而导致Cl-转运受阻,可引起溶酶体内的吞噬物积累,B项正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,溶酶体的功能降低,数量减少,使细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C项正确;溶酶体中的H+浓度高于细胞质基质,二者pH不同,因此释放到细胞质基质中的水解酶活性降低,D项错误。
3.(2021·河北卷)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如下图所示,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
解析 血液流经肌肉组织时,进入红细胞的是CO2,运出红细胞的是O2,A项正确;题图中①②是气体的运输过程,运输方式为自由扩散,④和⑤过程均是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白,运输方式为协助扩散,B项正确;成熟的红细胞中没有线粒体,只能进行无氧呼吸,产生的ATP可为③主动运输提供能量,C项正确;成熟的红细胞内没有细胞核,也没有核糖体等细胞器,不能合成蛋白质,因此成熟红细胞表面的糖蛋白不能更新,D项错误。
1.(2021·全国甲卷)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由 复合物构成的,其运输的特点是 (答出1点即可)。 2.在长期的生物进化过程中,生物体内的细胞能够逆浓度梯度吸收或排出物质,其意义是 。 提示 保证活细胞能够按照生命活动的需要主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质
一种离子通道只允许一种离子通过
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