专题07 物质的运输-备战2024年高考生物一轮复习抢分特训（全国通用）

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考点1 被动运输
1．水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
2．对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。
3．原生质层包括细胞膜和液胞膜以及两层膜之间的细胞质，可把它看做一层半透膜。
4．观察质壁分离实验采用成熟的植物细胞为材料，如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞。
5．成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。
6．物质以扩散方式进出细胞，不需要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。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
7．有些小分子物质，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，如氧和二氧化碳。甘油、乙醇 、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。
8．镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。
9．转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
10．自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要耗能，因此属于被动运输。
考点2 主动运输
1．主动运输的条件：需要载体蛋白、消耗能量。方向：逆浓度梯度。
2．主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
3．囊性纤维化发生的一种主要原因是，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。
4．不同细胞对同种离子的吸收量不同，同一种细胞对不同离子的吸收量不同，这说明细胞对离子的吸收具有选择性，其原因是膜载体的种类和数目不同。
考点3 胞吞和胞吐
1．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。
2．大分子物质和细菌、病毒等通过胞吞和胞吐方式出入细胞，需要消耗线粒体提供的能量。
真 题 回 顾
1．（2023·湖南·统考高考真题）盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞，也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内，以维持细胞质基质Na+稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠（质膜H+泵的专一抑制剂）和甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B．GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排，从而减少细胞内Na+的积累
C．GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化，与液泡膜H+泵活性有关
D．盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
2．（2023·全国·统考高考真题）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ATP
C．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
3．（2023·浙江·统考高考真题）缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外（如图所示），降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是（ ）
A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外B．缬氨霉素为运输K＋提供ATP
C．缬氨霉素运输K＋与质膜的结构无关D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
4．（2022·重庆·统考高考真题）如图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程。下列关于该过程中铜离子的叙述，错误的是（ ）
A．进入细胞需要能量B．转运具有方向性
C．进出细胞的方式相同D．运输需要不同的载体
5．（2022·湖北·统考高考真题）哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（ ）
A．经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B．经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C．未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D．未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
6．（2022·全国·高考真题）钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象
7．（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（ ）
A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
8．（2022·湖南·高考真题）原生质体（细胞除细胞壁以外的部分）表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 ml/L
B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D．若将该菌先65℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
9．（2022·浙江·高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
10．（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
新 题 尝 鲜
1．（2023·四川成都·统考模拟预测）取两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在Ⅰ、Ⅱ两种溶液中，测得液泡直径的变化如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．第4分钟前，Ⅰ和Ⅱ溶液中花瓣细胞正在发生质壁分离
B．第2分钟前，Ⅰ溶液中细胞的失水速率小于Ⅱ溶液中的
C．第4分钟后，Ⅰ溶液中花瓣细胞正在发生质壁分离复原
D．第2分钟后，Ⅱ溶液中花瓣细胞的吸水能力逐渐减弱
2．（2023·浙江杭州·浙江大学附属中学校考模拟预测）取自两个新鲜萝卜A和B的萝卜条各3段，形状、大小、长度均相同，分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液甲、乙、丙中。一段时间后，取出所有萝卜条并测量其长度，结果如图所示。已知萝卜细胞与蔗糖溶液之间只有水分交换，则下列相关叙述错误的是（ ）
A．初始时，萝卜条A的细胞液浓度大于萝卜条B
B．初始时，三种蔗糖溶液浓度的大小关系是丙>甲>乙
C．浸泡在乙蔗糖溶液中的萝卜条B可能死亡
D．丙蔗糖溶液分别浸泡萝卜条A和B后，溶液浓度的升高程度不同
3．（2022·甘肃天水·校考二模）下列关于物质进出细胞方式的叙述，错误的是（ ）
A．O2和酒精以扩散方式进入细胞
B．胰蛋白酶以胞吐方式分泌到细胞外
C．细菌和病毒被吞噬细胞吞噬时无需依赖细胞膜的流动性
D．红细胞在蒸馏水中会因渗透作用吸水而破裂
4．（2024·四川内江·统考模拟预测）质子泵是细胞膜上的一种特殊蛋白质，它能利用催化ATP水解释放的能量来转运H+；药物奥美拉唑可与人体胃壁细胞膜上的质子泵结合而使其失活（如图所示）。下列叙述错误的是（ ）
A．质子泵的基本组成单位是氨基酸
B．质子泵以主动运输的方式将H+运出细胞
C．奥美拉唑与质子泵结合使其空间结构发生了改变
D．奥美拉唑与质子泵结合可增加胃酸分泌促进消化
5．（2023·四川成都·统考模拟预测）为了观察渗透吸水现象，有人进行如下实验：用猪的膀胱膜将一漏斗口封住，在漏斗里装清水，然后把漏斗浸入盛有浓度为30％蔗糖溶液的烧杯中（水可自由通过膀胱膜，蔗糖不能通过膀胱膜），使漏斗管内与烧杯中的起始液面一样高。经过一段时间后，最可能的实验结果是（ ）
A．漏斗管内的液面等于烧杯中的液面
B．漏斗管内的液面高于烧杯中的液面
C．漏斗管内的液面低于烧杯中的液面
D．无法判断漏斗管和烧杯液面的高低
6．（2023·四川成都·石室中学校考模拟预测）植物叶肉细胞中合成的蔗糖不断运出，再由筛管转运到其他部位。如图为蔗糖分子逆浓度转运至筛管细胞的示意图，①②是筛管细胞膜上的蛋白质。下列相关叙述错误的是（ ）
A．①具有运输H+和催化ATP水解的功能
B．筛管细胞膜内侧的H+的浓度高于外侧
C．蔗糖通过②进入细胞的方式为主动运输
D．H+通过①和②的跨膜运输方式不同
7．（2023·江西·江西省宜春市第一中学校联考模拟预测）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，相关转运机制如下图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．植物吸收的、主要用于合成蛋白质和脱氧核糖
B．发生铵毒引起土壤酸化，适当增施会减轻铵毒
C．通过NRT1.1转运进入细胞的方式属于主动运输
D．+作为主要氮源时， NRT1.1 和 SLAH3 的失活均会加剧铵毒症状
8．（2023·北京大兴·校考三模）在出芽酵母中，溶酶体样液泡和线粒体之间存在功能上的联系。具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（ ）
A．H+以主动运输的方式从细胞质基质进入液泡
B．液泡是一种酸性细胞器，能促进蛋白质降解
C．添加ATP水解酶抑制剂可使有氧呼吸受抑制
D．液泡酸化异常可导致线粒体中积累大量铁离子
9．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）蛋白质是生命活动的主要承担者，没有蛋白质就没有生命。请回答下列问题：
(1)近年来，蛋白质已经成为运动营养与健康的代名词。评价食品中蛋白质的营养价值时，主要依据是 （填“必需氨基酸”或“非必需氨基酸”）的种类和数量。氨基酸被人体重吸收后进出肾小管上皮细胞的过程如下图所示，其中氨基酸出肾小管上皮细胞的方式 ，该过程与Na+排出方式的区别是 。
(2)小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构，其中的小窝蛋白是小窝的标志性蛋白，其肽链中段位于磷脂的双分子层中，首尾两段均位于细胞质基质中。小窝蛋白的中段具有 （填“疏水性”或“亲水性”），参与小窝蛋白形成的膜性细胞器有 。
(3)蛋白质在细胞内合成后转运到细胞的特定部位发挥作用。不同的蛋白质能够进入不同的细胞器中，原因是前体蛋白所携带的信号肽序列不同，能够被不同细胞器膜上的受体蛋白特异性识别。针对上述原因，某科研小组进行了验证，方案之一是将要进入线粒体的蛋白质的信号肽序列切除，结果是该蛋白质不能进入线粒体中。请从另一个角度提出一种可行的实验方案进行验证并预期实验结果： 。
过 关 检 测
一、选择题
1．（2023春·山东潍坊·高三昌乐二中校考阶段练习）根系吸水有两种动力:根压和蒸腾拉力。当蒸腾作用很弱或停止时，由于根能不断地从土壤中吸收离子并将其运输到木质部，于是木质部细胞的离子浓度升高，渗透压升高，便向皮层吸收水分。这种靠根部渗透压梯度使水沿导管上升的动力称为根压。根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这一过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．根压的存在说明植物可以通过主动运输吸收水分
B．图中越靠近木质部的皮层细胞细胞液浓度越低
C．水分可通过胞间连丝在根部相邻细胞间运输
D．植物根毛吸收离子的速率与土壤溶液中离子的浓度成正比
2．（2024·全国·高三专题练习）植物缺钾时表现为茎杆软弱，容易倒伏，叶片的边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯。下列相关说法错误的是（ ）
A．钾对植物的生命活动起着十分重要的作用，属于大量元素
B．某农户施加钾肥后，原本正常的作物反而出现了倒伏，这可能是肥量过多引起的
C．为探究钾的作用，可以对植物采取对照实验进行水培：实验组使用一定浓度的含钾溶液进行培养，对照组用蒸馏水进行培养
D．无机盐在细胞中主要以离子形式存在
3．（2023秋·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3%的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图，下列叙述正确的是（ ）
A．A→B段，I组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
B．B→C段是由于I组水稻细胞在B点细胞开始主动吸收K+、NO3-
C．II组水稻的原生质体体积不再增加时细胞内外的溶液浓度相等
D．实验结果表明，I 组水稻为普通水稻，II组水稻为耐盐碱
4．（2023·重庆万州·统考模拟预测）某同学采用藓类小叶为材料，利用植物细胞质壁分离与复原实验进行葡萄糖溶液和蔗糖溶液的鉴定，相关实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图1中结构B为叶绿体，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察
B．图1的A中充满的是蔗糖或葡萄糖溶液，此时细胞液浓度小于蔗糖或葡萄糖溶液
C．若在某种溶液中液泡体积如图2所示，可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液
D．通过质壁分离与复原实验还可以判断细胞的死活和细胞液浓度
5．（2024·全国·高三专题练习）科学家将番茄和水稻幼苗分别放入和培养液中进行培养，培养液的起始浓度相同。一段时间后，培养液中离子的浓度变化如图所示。据图分析，叙述正确的是（ ）
A．番茄吸收的量多于
B．水稻根细胞膜上转运蛋白的数量比番茄根细胞膜上的多
C．番茄细胞中的能释放到培养液中，使培养液中浓度高于起始浓度
D．番茄和水稻幼苗的根对和的吸收具有选择性
6．（2023春·重庆·高三重庆市育才中学校考开学考试）CLAC通道是细胞应对内质网中钙超载的一种保护机制，可避免因钙离子浓度过高引起的内质网功能紊乱，该通道功能的实现依赖于一种位于内质网上的跨膜蛋白TMCO1。研究发现，内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以感知内质网中过高的钙浓度，并形成具有钙离子通道活性的四聚体， 将内质网中过多的钙离子排出，从而消除内质网钙过载给细胞带来的多种威胁，一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平，钙离子通道活性随之丧失。下列叙述正确的是（ ）
A．CLAC 通道蛋白进行物质转运时，其空间构象会发生改变
B．内质网中钙过载时通过TMCO1释放钙离子的过程要消耗ATP
C．敲除编码TMCO1的基因会影响分泌蛋白的加工和运输
D．哺乳动物的血液中钙离子过高，动物会出现抽搐等症状
7．（2023春·山东青岛·高三青岛二中校考开学考试）近端肾小管后半段对Na+、Cl-的重吸收是通过细胞旁路和跨上皮细胞两条途径实现的，如下图所示，Na+、Cl-的跨上皮细胞重吸收与H+和甲酸盐（F-）有关，正常肾小管液中含有低浓度的甲酸根，能与H+结合形成脂溶性的甲酸（HF），甲酸进入细胞又被分解为H+和甲酸盐（F-），相关叙述正确的是（ ）
A．小管液中Na+、Cl-通过细胞旁路途径吸收进入组织间隙液是逆浓度梯度进行
B．甲酸通过自由扩散进入细胞为Na+、Cl-跨上皮细胞的吸收提供必备的物质基础
C．H+和甲酸盐（F-）从细胞运出的过程分别为Na+、Cl-跨膜进入细胞提供电势能
D．肾小管细胞基底侧钠-钾逆向转运载体兼具备物质运输和ATP合成酶的功能
8．（2024·全国·高三专题练习）外泌体是由细胞释放的囊泡结构，作为细胞间信号传输的载体，可携带蛋白质、核酸、脂类等介导细胞间的信息交流。如图为外泌体向靶细胞传输信息的三种方式，下列有关分析正确的是（ ）
A．外泌体的形成过程体现了细胞膜的功能特点
B．外泌体与靶细胞膜内受体结合实现信息传输
C．图中外泌体可通过胞间连丝与靶细胞实现信息交流
D．外泌体可依赖膜的流动性向靶细胞传递信息
9．（2023秋·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）叶肉细胞内合成的蔗糖会逐渐转移至筛管——伴胞(SE-CC) 中，该过程可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞(如图甲所示)；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间( 包括细胞壁)；③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中( 如图乙所示)。下列叙述正确的是（ ）
A．蔗糖从产生部位运输至相邻细胞至少穿过2层生物膜
B．韧皮薄壁细胞中的蔗糖经主动运输转运到SE-CC附近的细胞外空间
C．蔗糖通过SU载体进入SE-CC不消耗ATP，属于被动运输
D．使用H+泵抑制剂会明显降低蔗糖从细胞外空间进人SE-CC中的速率
二、非选择题
10．（2023秋·重庆·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）细胞的物质输入和输出为细胞进行复杂、有序的化学反应提供了保证，许多物质运输与细胞膜上的蛋白质有关。图甲为细胞膜上存在的部分蛋白质示意图，其中根据能量的来源不同，主动转运蛋白分为初级主动转运蛋白(即离子泵)和次级主动转运蛋白；又根据次级主动转运蛋白转向是否相同分为同向或反向转运蛋白。请据图回答下列问题：

(1)据图甲可知，次级主动转运蛋白B属于 (填 “同向”或“反向”)转运蛋白。初级主动转运蛋白在转运物质时 (填 “是"或“否”)与ATP等直接能源物质水解相关联。
(2)阿米巴痢疾是由痢疾内变形虫通过胞吞作用“ 吃掉”肠壁组织细胞引起的，该过程与图甲中标注的蛋白质是否有关，请说明理由： 。
(3)科学家推测：新冠病毒S蛋白能引起溶酶体聚集，进而通过溶酶体进出宿主细胞。为佐证该推测，可以采用 技术显示S蛋白是否从细胞膜转运至溶酶体上。
(4)TMEMI75是溶酶体膜上的氢离子通道，该通道和质子泵V-ATPase互相配合，共同调节溶酶体的pH平衡(如图乙所示)。研究发现，敲除某种转运蛋白基因，细胞内溶酶体的pH稳态会被破坏，溶酶体处于一种“酸性过强”的状态，这主要与 (填 “TMEM175"或“V-ATPase” )参与的H+转运受阻有关。为探究对溶酶体酸性环境的维持影响更大的是TMEMI75还是V- ATPase，请以溶酶体为实验材料，采用加入相关抑制剂的方法设计一个对比实验，简要写出实验设计思路并预期实验结果和结论。
实验设计思路：
预期实验结果和结论：