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(新高考)2023年高考生物一轮复习讲义第2单元第6课时物质出入细胞的方式及影响因素(含解析)
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这是一份(新高考)2023年高考生物一轮复习讲义第2单元第6课时物质出入细胞的方式及影响因素(含解析)，共15页。
1．物质出入细胞方式的比较
延伸应用 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式
2．影响物质跨膜运输因素的分析
(1)物质浓度
(2)氧气浓度
(3)温度
3．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
考向一 物质跨膜运输方式的判断
1．(2022·北京房山高三期末)下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是( )
A．同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同
B．①和②均属于被动运输，需要相应的蛋白质进行协助
C．③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量
D．胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用
答案 D
解析 胰岛素是大分子蛋白质，以胞吐的形式出细胞发挥作用，D错误。
2．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是( )
A．a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程
B．肌细胞吸收氨基酸分子是通过c类型进行的
C．蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光器细胞内均可发生c类型
D．温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率
答案 A
解析 蓝细菌、水绵、叶肉细胞细胞内有光合色素均可利用光能，能发生c类型，而萤火虫发光器细胞没有光合色素，不能利用光能，故不能发生c过程，C错误；温度、酸碱度均会影响a、b、c三种类型的运输速率，而氧气浓度只影响b过程，D错误。
考向二 影响物质跨膜运输的因素分析
3．如图甲、乙分别是洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NOeq \\al(－,3)的速率曲线图。下列相关描述不正确的是( )
A．a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量
B．b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限
C．c点时影响离子吸收速率的主要因素是物质浓度
D．d点时离子吸收速率不再增大是因为物质浓度太高，细胞发生质壁分离
答案 D
解析 洋葱根尖吸收NOeq \\al(－,3)的方式是主动运输，吸收速率受能量、载体蛋白和物质浓度的影响。d点时离子吸收速率不再随物质的浓度的增大而增大，可能是因为载体蛋白数量有限或能量不足，D错误。
4．主动运输可根据是否由ATP直接供能，分为原发性主动运输和继发性主动运输，其中继发性主动运输不由ATP直接供能。图甲为人小肠上皮细胞与肠腔、组织液之间部分物质交换的示意图，图乙表示物质跨膜运输时被转运分子的浓度和转运速率的关系。下列有关叙述错误的是( )
A．图甲中转运蛋白①运输葡萄糖的方式为继发性主动运输
B．图甲中转运蛋白②的功能可能包括物质运输和催化作用
C．图甲中转运蛋白②和转运蛋白③运输物质的速率与被转运分子浓度的关系，分别用图乙中的曲线a和曲线b表示
D．由图甲可知，同一种物质可能存在两种跨膜运输方式
答案 C
解析 图乙中a表示自由扩散，b表示主动运输或者协助扩散，转运蛋白②和转运蛋白③运输物质的方式分别为主动运输和协助扩散，C错误。
考向三 物质跨膜运输的有关探究实验分析
5．(2022·北京通州高三一模)将生长状况良好的人成熟红细胞平均分为三组进行物质转运实验。甲组加入细胞呼吸抑制剂，乙组加入载体蛋白抑制剂，丙组不做处理，一段时间后测定物质转运速率。与丙组相比，甲组和乙组中物质的转运速度明显降低，甲、乙两组中的待转运物质是( )
A．甲组：K＋；乙组：葡萄糖
B．甲组：氧气；乙组：二氧化碳
C．甲组：葡萄糖；乙组：甘油
D．甲组：氨基酸；乙组：大分子蛋白质
答案 A
解析 K＋进入细胞的方式为主动运输，葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散，A正确；氧气进入人成熟红细胞与二氧化碳出人成熟红细胞的方式都为自由扩散，B错误；葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散，甘油进出人成熟红细胞的方式为自由扩散，C错误；氨基酸进入人成熟红细胞的方式为主动运输，大分子蛋白质进出细胞的方式为胞吞、胞吐，D错误。
6． HgCl2是一种影响ATP水解的代谢抑制剂，为探究主动运输与HgCl2的关系，科研人员进行了甲、乙、丙、丁四组实验(“＋”表示加入，“－”表示不加入)，下列相关叙述合理的是( )
A.实验的自变量为蒸馏水与HgCl2溶液的有无
B．与丙组相比，甲组吸收KH2PO4较少可能与其细胞内线粒体、核糖体数量较少有关
C．实验结果表明，幼嫩组织对磷酸盐的吸收能力大于成熟组织
D．本实验的目的是探究HgCl2对细胞吸收磷酸盐的影响
答案 B
解析 实验涉及两个自变量：一个是HgCl2溶液和蒸馏水，另一个是成熟胡萝卜片和幼嫩胡萝卜片，A不合理；主动运输需要载体蛋白和能量，核糖体是蛋白质合成场所，线粒体可为主动运输提供能量，故与丙组相比，甲组吸收KH2PO4较少与其细胞内线粒体、核糖体数量较少有关，B合理；通过甲组与丙组对照，乙组和丁组对照，幼嫩组织对磷酸盐的吸收能力小于成熟组织，C不合理；本实验的目的是探究主动运输与HgCl2的关系，D不合理。
重温高考 真题演练
1．(2021·湖北，11)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小，在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是( )
A．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液运输至高渗溶液
B．细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
D．细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
答案 B
解析 大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na＋和Cl－以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液被运输至高渗溶液，Na＋和Cl－从低渗溶液运输至高渗溶液，B正确，A、C、D错误。
2．(2021·山东，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＋通过CAX的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2＋通过CAX运输进入液泡，增加细胞液的浓度，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过CAX的运输提供的能量减少，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。
3．(2020·海南，18)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是( )
A．ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度
B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C．Cl－和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
答案 D
解析 O2的跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，A错误；据图可知，ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解，消耗能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，B错误；据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故Cl－和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误；据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
4．(2019·全国Ⅱ，3)某种H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是( )
A．H＋－ATPase位于保卫细胞细胞膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外
B．蓝光通过保卫细胞细胞膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输
C．H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供
D．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞
答案 C
解析 用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞细胞膜上，A项不符合题意；细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，推测蓝光可通过保卫细胞细胞膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度转运到细胞外，B项不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP水解，不是由蓝光直接提供，C项符合题意；溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞，D项不符合题意。
一、易错辨析
1．分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合( × )
2．少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞( × )
3．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输( √ )
4．细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散( × )
5．同种物质进出同一细胞的方式一定相同( × )
6．以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子( √ )
7．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( × )
8．人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要转运蛋白的协助( × )
二、填空默写
1．(必修1 P65)被动运输：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的物质跨膜运输方式。
2．(必修1 P66)自由扩散(简单扩散)：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
3．(必修1 P66)协助扩散(易化扩散)：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的方式。
4．(必修1 P69)主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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的物质跨膜运输方式。
5．(必修1 P66)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类，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。而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。
6．(必修1 P72)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。
课时精练
一、选择题
1．(2022·北京海淀高三期中)研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，4 h后测定得到如图所示的磷吸收速率曲线。对本实验现象作出的下列分析，合理的是( )
A．磷通过自由扩散进入大蒜根尖细胞
B．磷吸收速率受到膜上转运蛋白数量制约
C．磷吸收一定是逆浓度梯度的运输
D．磷的吸收过程说明细胞膜具有流动性
答案 B
解析 据题图分析可知，磷进入大蒜根尖细胞属于协助扩散或主动运输，A错误；到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到转运蛋白数量限制，B正确；根据题干信息，“将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中”，说明磷吸收可能是逆浓度梯度的运输，也可能是顺浓度梯度的运输，C错误；磷的吸收过程说明细胞膜具有选择透过性，D错误。
2．物质的跨膜运输对动物细胞吸收营养至关重要，下图所示为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程。据图分析，下列关于葡萄糖运输的表述中，正确的是( )
A．小肠上皮细胞通过协助扩散的方式从组织液中吸收K＋
B．小肠上皮细胞借助转运蛋白向细胞内运输Na＋需要消耗能量
C．小肠上皮细胞吸收的葡萄糖需要借助转运蛋白Ⅱ进入内环境
D．小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖的能量由ATP水解提供
答案 C
解析 小肠上皮细胞从组织液中吸收K＋需载体蛋白协助并消耗ATP，是主动运输，A错误；小肠上皮细胞向细胞内运输Na＋需要转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散，B错误；小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖的能量由钠离子电化学梯度提供，D错误。
3．离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反应，引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化，使“门”打开，介导离子顺浓度梯度通过细胞膜，其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．离子通道型受体介导离子跨膜运输的方式为协助扩散
B．细胞内氧气供应不足会直接影响离子通过离子通道运输的速率
C．抑制性神经递质可作为一种配体开启突触后膜上的Cl－通道
D．“门”打开后，离子通过通道的速率主要取决于膜两侧离子的浓度差
答案 B
解析 细胞内氧气不会直接影响离子通过离子通道的速率，该过程属于被动运输，不消耗能量，B错误。
4．图甲表示人的成熟红细胞细胞膜的结构及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图乙中A为1 ml/L的葡萄糖溶液，B为1 ml/L的蔗糖溶液，下列分析正确的是( )
A．图甲中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点都是逆浓度梯度运输
B．在无氧环境中，图甲中“葡萄糖”的跨膜运输速率不会受到影响
C．图乙中A、B液面一定不会发生改变
D．图乙中半透膜一定是具有生物活性的选择透过性膜
答案 B
解析 由题图分析可知，图甲中，葡萄糖的运输方式是协助扩散，葡萄糖是顺浓度梯度运输，乳酸的运输是逆浓度梯度运输，是主动运输，A错误；图甲中“葡萄糖”的跨膜运输为协助扩散，不消耗能量，且人的成熟红细胞不进行有氧呼吸，所以在无氧环境中，图甲中“葡萄糖”的跨膜运输不会受到影响，B正确；若图乙中葡萄糖和乳酸都不能通过半透膜，由于A、B两侧物质的量浓度相同，故A、B液面不会发生改变；若图乙中半透膜允许其中一种物质通过，则A、B液面会发生改变，C错误；图乙中半透膜可以是玻璃纸等无生物活性的膜，D错误。
5．囊性纤维化的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变。CFTR是一种由1 480个氨基酸组成的跨膜蛋白，主要功能是参与膜内外氯离子运输。如图表示CFTR蛋白质在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A．氯离子在CFTR蛋白协助下进行主动运输
B．CFTR蛋白与氯离子结合后，其形状会发生变化，且这种变化需要能量
C．CFTR蛋白一定由21种氨基酸组成
D．CFTR蛋白在核糖体上合成后不能直接送到目的地
答案 C
解析 CFTR是由1 480个氨基酸组成的跨膜蛋白，但不一定由21种氨基酸组成，C错误。
6．(2022·重庆万州区高三一模)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。
7．铁是人体内必不可少的微量元素，下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3＋，以Tf－Fe3＋结合形式进入血液。Tf－Fe3＋与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3＋释放。下列叙述错误的是( )
A．Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散
B．Tf与TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程属于胞吞
C．蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白
D．H＋进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量
答案 C
解析 转铁蛋白(Tf)是血液中运载Fe3＋的蛋白，不在细胞膜上，C错误。
8．研究人员为研究小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的转运方式，进行了相关体外实验。若用蛋白质抑制剂处理小肠绒毛，则葡萄糖的转运速率为0；在外界葡萄糖浓度为5 mml·L－1时，抑制细胞呼吸与正常情况下，细胞转运葡萄糖的速率不同，且有一种情况下速率为0；在外界葡萄糖浓度为100 mml·L－1时，抑制细胞呼吸情况下，葡萄糖的转运速率与正常情况相比有所下降但不为0。下列相关叙述错误的是( )
A．小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5 mml·L－1
B．外界葡萄糖浓度较低时，小肠绒毛上皮细胞主要通过协助扩散吸收葡萄糖
C．小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖的速率不可能一直与外界葡萄糖的浓度成正比
D．小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖既可以逆浓度梯度进行，也可以顺浓度梯度进行
答案 B
解析 外界葡萄糖浓度较低时，小肠绒毛上皮细胞主要通过主动运输吸收葡萄糖，B错误。
9．载体蛋白几乎存在于所有类型的生物膜上，每种载体蛋白都能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变来介导溶质分子的跨膜转运，不同部位的生物膜往往含有与各自功能相关的载体蛋白。载体蛋白以两种构象状态存在：一种是状态A，溶质结合位点在膜外侧暴露；另一种是状态B，同样的溶质结合位点在膜内侧暴露。这两种构象状态可相互转变，若膜外侧溶质浓度高，则表现为溶质顺浓度梯度进入细胞。葡萄糖的转运过程如图所示，下列相关叙述不正确的是( )
A．图中载体蛋白具有与葡萄糖特异性结合的位点，所以对物质的运输具有选择性
B．若膜外葡萄糖浓度更高，则状态A→状态B的转换可能更容易发生
C．图中葡萄糖依赖状态A进入细胞的方式为协助扩散，不需要细胞提供能量
D．推测线粒体内膜上具有协助输入葡萄糖、丙酮酸和ADP以及输出ATP的载体蛋白
答案 D
10．水分子的跨膜运输存在两种机制，一种是通过磷脂双分子层的自由扩散，另一种是通过水通道蛋白跨膜运输。研究者为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式，将甲组红细胞用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理，乙组红细胞用等量的生理盐水处理。将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察细胞形态并统计在相同时间内两组细胞发生破裂的数目。下列分析不正确的是( )
A．该实验的自变量是红细胞是否经过蛋白酶处理，因变量是细胞形态变化及破裂数目
B．若红细胞只能通过磷脂双分子层吸水，甲组细胞破裂数目应明显多于乙组
C．若两组细胞均破裂但甲组细胞破裂数目低于乙组，说明红细胞吸水的方式有两种
D．若甲组细胞形态不发生改变但乙组细胞有破裂，说明红细胞吸水是通过水通道蛋白进行的
答案 B
解析 如果红细胞只能通过磷脂双分子层吸水，甲组和乙组的细胞磷脂双分子层并没有明显的差异，因此甲组细胞破裂数目不会明显多于乙组，B错误。
11．由受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．构成有被小泡膜的基本支架是磷脂双分子层
B．该过程需要膜上蛋白质的参与且需要消耗能量
C．受体介导的胞吞表明细胞摄取大分子需要借助载体蛋白
D．受体介导的胞吞体现了受体具有特异性
答案 C
12．细菌紫膜质是来自某原核生物细胞膜上的一种膜蛋白。科研人员分别将细菌紫膜质、ATP合成酶和解偶联剂重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上进行实验，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌紫膜质可以吸收光能，将H＋逆浓度运入脂质体
B．图中H＋运出脂质体需要的能量由ATP直接提供
C．图中ATP的合成，需细菌紫膜质和ATP合成酶的共同作用
D．图丁无ATP产生，可能与解偶联剂破坏了H＋的浓度差有关
答案 B
解析 分析图丙可知，ATP合成酶能将H＋顺浓度梯度运输产生的势能转化为ATP中的化学能，该过程不需要ATP直接提供能量，B错误；根据图丁可知，H＋通过细菌紫膜质运进，又被解偶联剂运出，无ATP产生，所以无ATP产生可能与解偶联剂破坏了H＋浓度差有关，D正确。
二、非选择题
13．(2022·潍坊第四中学高三月考)研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题：
(1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于__________________，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。
(2)耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是_____________________________________。当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以__________________方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于______________________上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。
(3)为减少Na＋对胞内代谢的影响，这种H＋分布特点可使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。Na＋转运到细胞膜外或液泡内所需的能量来自于________________________
________________________________________________________________________。
(4)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞液浓度 (2)细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化 协助扩散 细胞膜和液泡膜 (3)细胞膜两侧、液泡膜两侧H＋浓度差形成的势能 (4)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况物质出入细胞的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由
扩散
协助
扩散
图例
运输方向
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
胞外→胞内
胞内→胞外
是否需要转运蛋白
否
是
是
否
是否消耗能量
否
否
是
是
举例
O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输
人的红细胞吸收葡萄糖
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
巨噬细胞吞噬抗原
胰岛素、消化酶、抗体的分泌
易错提醒 1胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。
2胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
3被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。
组别
实验材料
蒸馏水
KH2PO4溶液
HgC12溶液
实验结果
甲
幼嫩胡萝卜片
＋
＋
－
乙
幼嫩胡萝卜片
－
＋
＋
丙
成熟胡萝卜片
＋
＋
－
丁
成熟胡萝卜片
－
＋
＋
1．物质出入细胞方式的比较
延伸应用 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式
2．影响物质跨膜运输因素的分析
(1)物质浓度
(2)氧气浓度
(3)温度
3．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
考向一 物质跨膜运输方式的判断
1．(2022·北京房山高三期末)下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是( )
A．同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同
B．①和②均属于被动运输，需要相应的蛋白质进行协助
C．③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量
D．胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用
答案 D
解析 胰岛素是大分子蛋白质，以胞吐的形式出细胞发挥作用，D错误。
2．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是( )
A．a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程
B．肌细胞吸收氨基酸分子是通过c类型进行的
C．蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光器细胞内均可发生c类型
D．温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率
答案 A
解析 蓝细菌、水绵、叶肉细胞细胞内有光合色素均可利用光能，能发生c类型，而萤火虫发光器细胞没有光合色素，不能利用光能，故不能发生c过程，C错误；温度、酸碱度均会影响a、b、c三种类型的运输速率，而氧气浓度只影响b过程，D错误。
考向二 影响物质跨膜运输的因素分析
3．如图甲、乙分别是洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NOeq \\al(－,3)的速率曲线图。下列相关描述不正确的是( )
A．a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量
B．b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限
C．c点时影响离子吸收速率的主要因素是物质浓度
D．d点时离子吸收速率不再增大是因为物质浓度太高，细胞发生质壁分离
答案 D
解析 洋葱根尖吸收NOeq \\al(－,3)的方式是主动运输，吸收速率受能量、载体蛋白和物质浓度的影响。d点时离子吸收速率不再随物质的浓度的增大而增大，可能是因为载体蛋白数量有限或能量不足，D错误。
4．主动运输可根据是否由ATP直接供能，分为原发性主动运输和继发性主动运输，其中继发性主动运输不由ATP直接供能。图甲为人小肠上皮细胞与肠腔、组织液之间部分物质交换的示意图，图乙表示物质跨膜运输时被转运分子的浓度和转运速率的关系。下列有关叙述错误的是( )
A．图甲中转运蛋白①运输葡萄糖的方式为继发性主动运输
B．图甲中转运蛋白②的功能可能包括物质运输和催化作用
C．图甲中转运蛋白②和转运蛋白③运输物质的速率与被转运分子浓度的关系，分别用图乙中的曲线a和曲线b表示
D．由图甲可知，同一种物质可能存在两种跨膜运输方式
答案 C
解析 图乙中a表示自由扩散，b表示主动运输或者协助扩散，转运蛋白②和转运蛋白③运输物质的方式分别为主动运输和协助扩散，C错误。
考向三 物质跨膜运输的有关探究实验分析
5．(2022·北京通州高三一模)将生长状况良好的人成熟红细胞平均分为三组进行物质转运实验。甲组加入细胞呼吸抑制剂，乙组加入载体蛋白抑制剂，丙组不做处理，一段时间后测定物质转运速率。与丙组相比，甲组和乙组中物质的转运速度明显降低，甲、乙两组中的待转运物质是( )
A．甲组：K＋；乙组：葡萄糖
B．甲组：氧气；乙组：二氧化碳
C．甲组：葡萄糖；乙组：甘油
D．甲组：氨基酸；乙组：大分子蛋白质
答案 A
解析 K＋进入细胞的方式为主动运输，葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散，A正确；氧气进入人成熟红细胞与二氧化碳出人成熟红细胞的方式都为自由扩散，B错误；葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散，甘油进出人成熟红细胞的方式为自由扩散，C错误；氨基酸进入人成熟红细胞的方式为主动运输，大分子蛋白质进出细胞的方式为胞吞、胞吐，D错误。
6． HgCl2是一种影响ATP水解的代谢抑制剂，为探究主动运输与HgCl2的关系，科研人员进行了甲、乙、丙、丁四组实验(“＋”表示加入，“－”表示不加入)，下列相关叙述合理的是( )
A.实验的自变量为蒸馏水与HgCl2溶液的有无
B．与丙组相比，甲组吸收KH2PO4较少可能与其细胞内线粒体、核糖体数量较少有关
C．实验结果表明，幼嫩组织对磷酸盐的吸收能力大于成熟组织
D．本实验的目的是探究HgCl2对细胞吸收磷酸盐的影响
答案 B
解析 实验涉及两个自变量：一个是HgCl2溶液和蒸馏水，另一个是成熟胡萝卜片和幼嫩胡萝卜片，A不合理；主动运输需要载体蛋白和能量，核糖体是蛋白质合成场所，线粒体可为主动运输提供能量，故与丙组相比，甲组吸收KH2PO4较少与其细胞内线粒体、核糖体数量较少有关，B合理；通过甲组与丙组对照，乙组和丁组对照，幼嫩组织对磷酸盐的吸收能力小于成熟组织，C不合理；本实验的目的是探究主动运输与HgCl2的关系，D不合理。
重温高考 真题演练
1．(2021·湖北，11)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小，在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是( )
A．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液运输至高渗溶液
B．细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
D．细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
答案 B
解析 大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na＋和Cl－以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液被运输至高渗溶液，Na＋和Cl－从低渗溶液运输至高渗溶液，B正确，A、C、D错误。
2．(2021·山东，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＋通过CAX的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2＋通过CAX运输进入液泡，增加细胞液的浓度，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过CAX的运输提供的能量减少，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。
3．(2020·海南，18)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是( )
A．ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度
B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C．Cl－和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
答案 D
解析 O2的跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，A错误；据图可知，ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解，消耗能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，B错误；据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故Cl－和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误；据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
4．(2019·全国Ⅱ，3)某种H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是( )
A．H＋－ATPase位于保卫细胞细胞膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外
B．蓝光通过保卫细胞细胞膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输
C．H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供
D．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞
答案 C
解析 用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞细胞膜上，A项不符合题意；细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，推测蓝光可通过保卫细胞细胞膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度转运到细胞外，B项不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP水解，不是由蓝光直接提供，C项符合题意；溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞，D项不符合题意。
一、易错辨析
1．分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合( × )
2．少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞( × )
3．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输( √ )
4．细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散( × )
5．同种物质进出同一细胞的方式一定相同( × )
6．以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子( √ )
7．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( × )
8．人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要转运蛋白的协助( × )
二、填空默写
1．(必修1 P65)被动运输：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的物质跨膜运输方式。
2．(必修1 P66)自由扩散(简单扩散)：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
3．(必修1 P66)协助扩散(易化扩散)：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的方式。
4．(必修1 P69)主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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的物质跨膜运输方式。
5．(必修1 P66)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类，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。而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。
6．(必修1 P72)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。
课时精练
一、选择题
1．(2022·北京海淀高三期中)研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，4 h后测定得到如图所示的磷吸收速率曲线。对本实验现象作出的下列分析，合理的是( )
A．磷通过自由扩散进入大蒜根尖细胞
B．磷吸收速率受到膜上转运蛋白数量制约
C．磷吸收一定是逆浓度梯度的运输
D．磷的吸收过程说明细胞膜具有流动性
答案 B
解析 据题图分析可知，磷进入大蒜根尖细胞属于协助扩散或主动运输，A错误；到达一定浓度范围，磷吸收速率不再增加，说明运输速率受到转运蛋白数量限制，B正确；根据题干信息，“将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中”，说明磷吸收可能是逆浓度梯度的运输，也可能是顺浓度梯度的运输，C错误；磷的吸收过程说明细胞膜具有选择透过性，D错误。
2．物质的跨膜运输对动物细胞吸收营养至关重要，下图所示为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程。据图分析，下列关于葡萄糖运输的表述中，正确的是( )
A．小肠上皮细胞通过协助扩散的方式从组织液中吸收K＋
B．小肠上皮细胞借助转运蛋白向细胞内运输Na＋需要消耗能量
C．小肠上皮细胞吸收的葡萄糖需要借助转运蛋白Ⅱ进入内环境
D．小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖的能量由ATP水解提供
答案 C
解析 小肠上皮细胞从组织液中吸收K＋需载体蛋白协助并消耗ATP，是主动运输，A错误；小肠上皮细胞向细胞内运输Na＋需要转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散，B错误；小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖的能量由钠离子电化学梯度提供，D错误。
3．离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反应，引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化，使“门”打开，介导离子顺浓度梯度通过细胞膜，其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．离子通道型受体介导离子跨膜运输的方式为协助扩散
B．细胞内氧气供应不足会直接影响离子通过离子通道运输的速率
C．抑制性神经递质可作为一种配体开启突触后膜上的Cl－通道
D．“门”打开后，离子通过通道的速率主要取决于膜两侧离子的浓度差
答案 B
解析 细胞内氧气不会直接影响离子通过离子通道的速率，该过程属于被动运输，不消耗能量，B错误。
4．图甲表示人的成熟红细胞细胞膜的结构及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图乙中A为1 ml/L的葡萄糖溶液，B为1 ml/L的蔗糖溶液，下列分析正确的是( )
A．图甲中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点都是逆浓度梯度运输
B．在无氧环境中，图甲中“葡萄糖”的跨膜运输速率不会受到影响
C．图乙中A、B液面一定不会发生改变
D．图乙中半透膜一定是具有生物活性的选择透过性膜
答案 B
解析 由题图分析可知，图甲中，葡萄糖的运输方式是协助扩散，葡萄糖是顺浓度梯度运输，乳酸的运输是逆浓度梯度运输，是主动运输，A错误；图甲中“葡萄糖”的跨膜运输为协助扩散，不消耗能量，且人的成熟红细胞不进行有氧呼吸，所以在无氧环境中，图甲中“葡萄糖”的跨膜运输不会受到影响，B正确；若图乙中葡萄糖和乳酸都不能通过半透膜，由于A、B两侧物质的量浓度相同，故A、B液面不会发生改变；若图乙中半透膜允许其中一种物质通过，则A、B液面会发生改变，C错误；图乙中半透膜可以是玻璃纸等无生物活性的膜，D错误。
5．囊性纤维化的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变。CFTR是一种由1 480个氨基酸组成的跨膜蛋白，主要功能是参与膜内外氯离子运输。如图表示CFTR蛋白质在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A．氯离子在CFTR蛋白协助下进行主动运输
B．CFTR蛋白与氯离子结合后，其形状会发生变化，且这种变化需要能量
C．CFTR蛋白一定由21种氨基酸组成
D．CFTR蛋白在核糖体上合成后不能直接送到目的地
答案 C
解析 CFTR是由1 480个氨基酸组成的跨膜蛋白，但不一定由21种氨基酸组成，C错误。
6．(2022·重庆万州区高三一模)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。
7．铁是人体内必不可少的微量元素，下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3＋，以Tf－Fe3＋结合形式进入血液。Tf－Fe3＋与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3＋释放。下列叙述错误的是( )
A．Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散
B．Tf与TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程属于胞吞
C．蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白
D．H＋进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量
答案 C
解析 转铁蛋白(Tf)是血液中运载Fe3＋的蛋白，不在细胞膜上，C错误。
8．研究人员为研究小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的转运方式，进行了相关体外实验。若用蛋白质抑制剂处理小肠绒毛，则葡萄糖的转运速率为0；在外界葡萄糖浓度为5 mml·L－1时，抑制细胞呼吸与正常情况下，细胞转运葡萄糖的速率不同，且有一种情况下速率为0；在外界葡萄糖浓度为100 mml·L－1时，抑制细胞呼吸情况下，葡萄糖的转运速率与正常情况相比有所下降但不为0。下列相关叙述错误的是( )
A．小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5 mml·L－1
B．外界葡萄糖浓度较低时，小肠绒毛上皮细胞主要通过协助扩散吸收葡萄糖
C．小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖的速率不可能一直与外界葡萄糖的浓度成正比
D．小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖既可以逆浓度梯度进行，也可以顺浓度梯度进行
答案 B
解析 外界葡萄糖浓度较低时，小肠绒毛上皮细胞主要通过主动运输吸收葡萄糖，B错误。
9．载体蛋白几乎存在于所有类型的生物膜上，每种载体蛋白都能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变来介导溶质分子的跨膜转运，不同部位的生物膜往往含有与各自功能相关的载体蛋白。载体蛋白以两种构象状态存在：一种是状态A，溶质结合位点在膜外侧暴露；另一种是状态B，同样的溶质结合位点在膜内侧暴露。这两种构象状态可相互转变，若膜外侧溶质浓度高，则表现为溶质顺浓度梯度进入细胞。葡萄糖的转运过程如图所示，下列相关叙述不正确的是( )
A．图中载体蛋白具有与葡萄糖特异性结合的位点，所以对物质的运输具有选择性
B．若膜外葡萄糖浓度更高，则状态A→状态B的转换可能更容易发生
C．图中葡萄糖依赖状态A进入细胞的方式为协助扩散，不需要细胞提供能量
D．推测线粒体内膜上具有协助输入葡萄糖、丙酮酸和ADP以及输出ATP的载体蛋白
答案 D
10．水分子的跨膜运输存在两种机制，一种是通过磷脂双分子层的自由扩散，另一种是通过水通道蛋白跨膜运输。研究者为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式，将甲组红细胞用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理，乙组红细胞用等量的生理盐水处理。将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察细胞形态并统计在相同时间内两组细胞发生破裂的数目。下列分析不正确的是( )
A．该实验的自变量是红细胞是否经过蛋白酶处理，因变量是细胞形态变化及破裂数目
B．若红细胞只能通过磷脂双分子层吸水，甲组细胞破裂数目应明显多于乙组
C．若两组细胞均破裂但甲组细胞破裂数目低于乙组，说明红细胞吸水的方式有两种
D．若甲组细胞形态不发生改变但乙组细胞有破裂，说明红细胞吸水是通过水通道蛋白进行的
答案 B
解析 如果红细胞只能通过磷脂双分子层吸水，甲组和乙组的细胞磷脂双分子层并没有明显的差异，因此甲组细胞破裂数目不会明显多于乙组，B错误。
11．由受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于细胞摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．构成有被小泡膜的基本支架是磷脂双分子层
B．该过程需要膜上蛋白质的参与且需要消耗能量
C．受体介导的胞吞表明细胞摄取大分子需要借助载体蛋白
D．受体介导的胞吞体现了受体具有特异性
答案 C
12．细菌紫膜质是来自某原核生物细胞膜上的一种膜蛋白。科研人员分别将细菌紫膜质、ATP合成酶和解偶联剂重组到脂质体(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上进行实验，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌紫膜质可以吸收光能，将H＋逆浓度运入脂质体
B．图中H＋运出脂质体需要的能量由ATP直接提供
C．图中ATP的合成，需细菌紫膜质和ATP合成酶的共同作用
D．图丁无ATP产生，可能与解偶联剂破坏了H＋的浓度差有关
答案 B
解析 分析图丙可知，ATP合成酶能将H＋顺浓度梯度运输产生的势能转化为ATP中的化学能，该过程不需要ATP直接提供能量，B错误；根据图丁可知，H＋通过细菌紫膜质运进，又被解偶联剂运出，无ATP产生，所以无ATP产生可能与解偶联剂破坏了H＋浓度差有关，D正确。
二、非选择题
13．(2022·潍坊第四中学高三月考)研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题：
(1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于__________________，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。
(2)耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是_____________________________________。当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以__________________方式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于______________________上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。
(3)为减少Na＋对胞内代谢的影响，这种H＋分布特点可使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。Na＋转运到细胞膜外或液泡内所需的能量来自于________________________
________________________________________________________________________。
(4)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞液浓度 (2)细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化 协助扩散 细胞膜和液泡膜 (3)细胞膜两侧、液泡膜两侧H＋浓度差形成的势能 (4)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况物质出入细胞的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由
扩散
协助
扩散
图例
运输方向
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
胞外→胞内
胞内→胞外
是否需要转运蛋白
否
是
是
否
是否消耗能量
否
否
是
是
举例
O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输
人的红细胞吸收葡萄糖
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
巨噬细胞吞噬抗原
胰岛素、消化酶、抗体的分泌
易错提醒 1胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。
2胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
3被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。
组别
实验材料
蒸馏水
KH2PO4溶液
HgC12溶液
实验结果
甲
幼嫩胡萝卜片
＋
＋
－
乙
幼嫩胡萝卜片
－
＋
＋
丙
成熟胡萝卜片
＋
＋
－
丁
成熟胡萝卜片
－
＋
＋
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