2023届高考生物二轮复习微专题4物质出入细胞的方式学案

微专题4　物质出入细胞的方式

1.物质出入细胞方式的判断

　①生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如mRNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。

②同一种物质进出不同细胞或相同细胞的运输方式不一定相同，如葡萄糖进入红细胞(协助扩散)和进入小肠上皮细胞(主动运输)、K＋和Na＋进出神经细胞的方式不同。

2.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度

(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内)

(2)O2浓度

　温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性，进而影响物质运输的速率。

3.与物质出入细胞有关的几种热图解读

(1)钠钾泵　一种载体蛋白并非只运输一种物质

载体蛋白并非只有运输功能

钠钾泵属于复合蛋白，既具有酶的催化功能(催化ATP水解)，又具有运输离子的功能，通过主动运输的方式对Na＋、K＋进行跨膜运输。

(2)质子泵

(3)协同运输

物质跨膜运输主要是细胞与环境间的物质交换，包括细胞对营养物质的吸收、代谢废物的排出，是细胞维持正常生命活动的基础之一。下列关于物质跨膜运输的叙述正确的有①⑥。

①细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白。(2021·湖北卷，1B)

②探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。(2020·全国卷Ⅱ，3B)

③质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(2020·山东卷，3C)

④新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。(2020·全国卷Ⅱ，1A)

⑤护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输。(2018·全国卷Ⅱ，2D)

⑥神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输。(2018·全国卷Ⅱ，2C)

⑦mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐。(2015·全国卷Ⅱ，3B)

考向1　围绕物质出入细胞方式，考查生命观念

1.(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

答案　B

解析　小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关，与细胞质中其他溶质分子的浓度无关，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。

2.(2022·沈阳市质检)消化道内的葡萄糖和钠离子通过钠—葡萄糖共转运载体被小肠绒毛上皮细胞吸收。已知小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖浓度要高于消化道内，而钠离子则相反，钠—葡萄糖共转运载体在顺浓度梯度转运钠离子的同时转运葡萄糖。下列有关说法正确的是(　　)

A.葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞不消耗ATP，以协助扩散的方式运输

B.小肠绒毛上皮细胞在向胞外排出钠离子的同时吸收葡萄糖

C.钠—葡萄糖共转运载体在运输过程中发生磷酸基团的转移

D.钠—葡萄糖共转运载体与钠离子结合后空间结构会发生改变

答案　D

解析　分析题意可知，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠绒毛上皮细胞的过程中，不消耗ATP，借助钠离子顺浓度梯度运输的势能，属于主动运输，A、C错误；小肠绒毛上皮细胞会在吸收钠离子的同时，吸收葡萄糖，B错误；钠—葡萄糖共转运载体与钠离子结合后，通道打开，使葡萄糖通过，空间结构会发生改变，D正确。

3.(2022·山东潍坊二模)Na＋­K＋泵由α、β两亚基组成，其中α亚基为跨膜蛋白，既有 Na＋、K＋结合位点，又具 ATP酶活性，如图所示。一般认为 Na＋­K＋泵首先在膜内侧与细胞内的Na＋结合，ATP酶活性被激活后，由 ATP 水解释放的能量使泵本身构象改变，将Na＋输出细胞；与此同时，泵与细胞膜外侧的K＋结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K＋输入细胞内。下列说法错误的是(　　)

A.α亚基对K＋的亲和力始终大于 Na＋

B.ATP水解使α亚基磷酸化，进而导致其构象改变

C.Na＋­K＋泵可同时完成对3个Na＋和2个K＋的转运

D.Na＋­K＋泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础

答案　A

解析　由题意可知，α亚基先在膜内与Na＋结合，后在膜外与K＋结合，可判断α亚基对Na＋的亲和力更大，A错误；由题干“ ATP 水解释放的能量使泵本身构象改变”可知，ATP水解产生了ADP和Pi，使α亚基磷酸化，进而导致其构象改变，B正确；图中α亚基有3个Na＋结合位点和2个K＋结合位点，因此Na＋­

K＋泵一次可输出3个Na＋，输入2个K＋，C正确；静息电位是K＋顺浓度梯度外流形成的，动作电位是Na＋内流形成的，二者发生的基础是在膜两侧要有浓度差，Na＋­K＋泵的工作能维持这种浓度差，故Na＋­K＋泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础，D正确。

考向2　以渗透和物质跨膜运输为载体，考查科学思维能力

4.(2022·全国甲卷，2)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

答案　C

解析　三种不同浓度的植物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，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，A、B正确；细胞c质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误、D正确。

5.(2022·河北石家庄检测)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，有关操作及观察结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.保卫细胞的吸水能力A>B

B.质壁分离现象最可能出现在A所在的观察视野中

C.保卫细胞的细胞液浓度B>A

D.推测两种蔗糖溶液浓度高低为甲>乙

答案　C

解析　将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，A状态保卫细胞的细胞液浓度较大，添加蔗糖溶液乙，A状态保卫细胞吸水成为图中所示B状态，B状态保卫细胞的细胞液浓度较小，即A状态保卫细胞的细胞液浓度大于B状态的，则吸水能力A>B，A正确，C错误；A状态是保卫细胞失水形成的，失水过程中可能出现质壁分离现象，B正确；将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，将A状态保卫细胞置于蔗糖溶液乙中，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，且B状态气孔张开程度大于初始状态，推断蔗糖溶液甲的浓度大于蔗糖溶液乙的浓度，D正确。

奥密克戎，新冠病毒的又一变异毒株，与德尔塔毒株相比，具有传播速度更快，耐疫苗、隐蔽性更强，对免疫系统逃逸能力更强等特点。2022年初，我国上海、北京等地也出现了奥密克戎本土疫情，英雄的中国人民很快扑灭了疫情。

材料一　新冠病毒是由RNA和蛋白质囊膜共同组成。新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白)是膜蛋白中的主要抗原，是决定病毒毒力的关键因素，德尔塔毒株共包含15处刺突蛋白突变，而奥密克戎毒株有32处刺突蛋白突变。

材料二　新冠病毒可以入侵肺泡细胞、肾细胞、生殖道细胞等内皮细胞，但严重的炎症反应主要出现在肺部，故引发新冠肺炎。

1.(2022·湖北卷，17)新冠病毒是一种RNA病毒，其基因组含有约3万个核苷酸。该病毒可通过表面S蛋白与人细胞表面的ACE2蛋白结合而进入细胞。在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，该聚合酶催化RNA合成时碱基出错频率为10－5。下列叙述正确的是(　　)

A.新冠病毒只有在选择压力的作用下才发生基因突变

B.ACE2蛋白的出现是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果

C.注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别ACE2蛋白的抗体

D.新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠肺炎药物的有效靶标

答案　D

解析　病毒的基因突变是随机的、不定向的，和选择压力无关，A错误；人类本身含有ACE2蛋白，并非是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果，B错误；注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别新冠病毒S蛋白的抗体，C错误；由题干可知，在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，故新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠肺炎药物的有效靶标，D正确。

2.(2022·浙江杭州重点中学期中)新冠病毒与HIV都含RNA和蛋白质。下列有关新冠病毒与HIV的叙述，错误的是(　　)

A.两者的遗传物质都是RNA

B.两者都需在活细胞内才能繁殖

C.戴口罩是预防两种病毒感染的重要措施

D.两种病毒的无症状感染者体内都有相应的病毒

答案　C

解析　新冠病毒和HIV都是RNA病毒，两者的遗传物质都是RNA，A正确；病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞内才能繁殖，B正确；新冠病毒主要通过飞沫传播，戴口罩能有效预防，HIV的传播途径有性接触传播、血液传播和母婴传播等，戴口罩不能预防，C错误；无症状感染者已感染病毒，可引发人体产生特异性的抗体和细胞毒性T细胞，但此阶段还未出现症状，其体内存在相应的病毒，D正确。

3.(2022·安徽皖南八校联考)根据病毒的核酸种类，可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒。现提供相应宿主细胞、各种含放射性以及不含放射性的碱基等材料进行了相关实验，探究某病毒的类型，下列相关叙述错误的是(　　)

A.无论是DNA病毒还是RNA病毒，其遗传物质彻底水解后都只有6种化合物

B.用同时被32P与35S标记的病毒侵染宿主细胞，可以检测该病毒遗传物质的化学本质

C.欲知该病毒类型，可用含放射性T或U的宿主细胞培养病毒并检测子代是否含放射性

D.用32P标记的病毒侵染宿主细胞且保温适当时间，搅拌离心后放射性主要存在于沉淀物中

答案　B

解析　一种病毒体内只有一种核酸，因此无论是DNA病毒还是RNA病毒，其遗传物质彻底水解后都只有6种化合物，A正确；检测病毒遗传物质的化学本质需要设法将其核酸和蛋白质等区分开，用同时被32P与35S标记的病毒侵染宿主细胞时无法将其核酸和蛋白质等区分开，B错误；DNA特含碱基T，RNA特含碱基U，用含放射性T或U的宿主细胞培养病毒并检测子代是否含放射性，可确定该病毒的类型，C正确；用32P标记病毒的遗传物质，用其侵染宿主细胞，保温适当时间，让其正常完成遗传物质的复制，但不将子代病毒释放出细胞，搅拌离心后放射性主要存在于沉淀物中，D正确。

4.(2022·广东中山市调研)新冠肺炎是一种由新冠病毒引发的肺部炎症，该类肺炎的典型症状是发热。新冠病毒具有极强的传染性和致病性，目前防控最有效的办法就是早发现、早诊断、早治疗、早隔离。下列有关说法正确的是(　　)

A.体温升高会使病人的生理功能紊乱，一旦发现发热，应立即采取降温措施

B.采样之后可利用光学显微镜观察来初步判断是否感染了新冠病毒

C.可利用康复者的血清治疗重症患者，血清中的有效成分来自康复者的浆细胞

D.早隔离是保护易感者的最有效措施

答案　C

解析　发热对机体的影响是多方面的。一定限度的发热是人体抵抗疾病的生理性防御反应，这时，白细胞增多、肝细胞功能加强、物质代谢速率加快，病人的抵抗力有所提高，故出现一定限度的发热，不需要立即采取降温措施。体温过高或长时间发热，应采取降温措施，否则会使病人的生理功能紊乱，如引起神经系统的功能障碍，使病人出现烦躁、幻觉甚至抽搐等症状，A错误；在光学显微镜下无法观察到病毒，B错误；康复者的血清中的有效成分是特异性抗体，由浆细胞合成并分泌，可利用康复者的血清治疗重症患者，C正确；早隔离的主要目的是控制传染源和切断传播途径，保护易感者的最有效措施是接种疫苗，D错误。

5.(2022·湖南长郡中学调研)研究发现，新型冠状病毒进入人体细胞的方式如图所示，病毒表面的刺突蛋白与人体细胞表面的ACE2受体接触后，病毒进入细胞内。如果新型冠状病毒的包膜缺乏胆固醇，那么病毒将无法进入细胞。下列说法或推测正确的是(　　)

A.新型冠状病毒的遗传物质位于病毒的拟核区

B.新型冠状病毒包膜上的胆固醇可能来自宿主的细胞膜

C.新型冠状病毒进入人体细胞的过程，体现了细胞膜的功能特点

D.为抑制新型冠状病毒在人体内增殖，人体内的胆固醇含量越低越好

答案　B

解析　拟核是原核细胞特有的，新型冠状病毒没有拟核区，A错误；由图可知，新型冠状病毒通过胞吞进入细胞，该过程体现了细胞膜的结构特点，即具有流动性，C错误；胆固醇是构成人体细胞膜的重要成分，还参与人体血液中脂质的运输，因而人体内的胆固醇含量并非越低越好，D错误。