备战2025年高考生物精品教案第二章细胞的基本结构和物质的运输课时4物质出入细胞的方式及影响因素（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考生物精品教案第二章细胞的基本结构和物质的运输课时4物质出入细胞的方式及影响因素（Word版附解析），共26页。

学生用书P040
1.物质出入细胞的方式
（1）小分子和离子的跨膜运输方式
教材补遗[必修1P66“旁栏思考”]甘油、乙醇等分子能以自由扩散的方式进出细胞，是因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。
辨析
（2）大分子和颗粒性物质出入细胞的方式
提醒明辨物质运输的“不一定”
（1）小分子物质的跨膜运输方式不一定都是被动运输或主动运输，如神经递质的释放方式主要是胞吐。
（2）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
（3）需要消耗能量的运输方式不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
教材补遗（1）[必修1 P70“与社会的联系”]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。
（2）[必修1 P71“相关信息”]胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。
（3）[必修1 P72“与社会的联系”]变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物，又能通过胞吐排出食物残渣和废物。在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞。
2.不同因素对物质跨膜运输的影响
（1）浓度差
（2）氧气浓度
A.自由扩散或协助扩散 B.主动运输 C.主动运输
（3）温度（影响所有运输方式）
3.利用各运输方式的特点设计实验探究物质出入细胞的方式
（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
基础自测
1.日常生活中，手上涂抹的护肤甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散。（ √ ）
2.植物主动运输无机盐离子的过程只发生在活细胞中。（ √ ）
3.分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合。（ × ）
4.影响自由扩散和协助扩散物质运输速率的因素相同。（ × ）
5.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。（ × ）
6.若某物质从细胞内运输到细胞外需要消耗能量，则这个过程可能不需要载体蛋白的参与。（ √ ）
7.温度会影响酶的活性，影响ATP的合成，从而影响主动运输的速率，但不影响被动运输。（ × ）
8.葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜[2023新课标，T1B]。（ × ）
9.动物细胞中某消化酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现[2022浙江6月，T7D改编]。（ × ）
情境应用
1.淡水中生活的草履虫能通过伸缩泡排出细胞内过多的水分，以防止细胞涨破。如果将这种草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？
提示 若放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快；若放入海水中，则伸缩频率减慢。
2.农业生产中，常给农田适时松土，这有利于农作物根细胞对无机盐的吸收。试分析这么做的原因。
提示 适时松土→增加土壤中氧气含量→利于根系有氧呼吸→利于根系细胞通过主动运输吸收无机盐。
深度思考
1.举例说明同一种物质能通过不同的方式进出细胞。
提示 人的成熟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。
2.果脯在腌制过程中变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果吗？说明理由。
提示 不是。腌制果脯时，细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分大量进入细胞导致果脯变甜。
3.根据通道蛋白和载体蛋白的作用特点，推测两种物质运输速率的高低。
提示 物质通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，物质运输速率较高；载体蛋白转运物质时，载体蛋白需与物质相结合，并发生空间结构的改变，物质运输速率较低。
4.被动运输、主动运输和胞吞、胞吐分别体现了膜的什么特性？
提示 被动运输、主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞和胞吐主要体现了膜的流动性。
5.影响离子泵逆浓度梯度运输离子的主要外界因素有O2浓度、温度，其依据是什么？
提示 离子泵逆浓度梯度运输离子消耗ATP，O2浓度可以影响有氧呼吸，进而影响ATP的产生，最终影响离子泵逆浓度梯度运输离子；温度通过影响载体蛋白的运动和酶的活性等影响离子泵逆浓度梯度运输离子。
学生用书P042
命题点1 物质出入细胞方式的判断
1.[2023全国甲]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（ B ）
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
解析 乙醇属于有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误；血浆中的K＋进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程也消耗能量，C错误；葡萄糖可通过协助扩散进入细胞，如葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。
2.[2023浙江1月]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 ）
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
解析 细胞内的K＋浓度高于细胞外的，因此K＋被缬氨霉素运输到细胞外属于顺浓度梯度运输，A正确；K＋被缬氨霉素运输到细胞外的过程不需要消耗能量，B错误；缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，与K＋结合后可以穿过磷脂双分子层，因此缬氨霉素运输K＋与质膜的结构有关，C错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，因此缬氨霉素对噬菌体不起作用，D错误。
命题变式
[题干拓展型]上述题干信息不变，且已知缬氨霉素是由12个氨基酸组成的环形多肽，下列叙述正确的是（ C ）
A.缬氨霉素的分子结构中共含有11个肽键
B.细胞膜的选择透过性使得缬氨霉素能够发挥运输K＋的作用
C.缬氨霉素的作用类似载体蛋白
D.缬氨霉素同时具有运输K＋和催化ATP水解的作用
解析 由题意可知，缬氨霉素是由12个氨基酸组成的环形多肽，其分子结构中共含有12个肽键，A错误。缬氨霉素能结合在细胞膜上且在磷脂双分子层间移动，将K＋运输到细胞外进而导致微生物细胞死亡，该过程与生物膜的结构特点——具有一定的流动性有关，B错误。加入缬氨霉素后，K＋可从细胞内运输到细胞外，说明缬氨霉素的作用类似于载体蛋白，C正确。缬氨霉素具有运输K＋的作用，但据题干信息无法判断缬氨霉素是否能够催化ATP水解，D错误。
通性通法
三看法快速判定物质出入细胞的方式
命题点2 影响物质出入细胞方式的因素分析
3.[高考组合，4分]（1）[2021全国甲，T29（3）]细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是 根细胞吸收K＋的方式为主动运输，呼吸抑制剂使细胞呼吸产生的能量减少 。
（2）[2022海南，T16（5）]植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 温度降低使细胞内与呼吸作用有关的酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少 。
解析 （1）由细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞可判断，根细胞吸收K＋的方式为主动运输，该方式不仅需要载体蛋白，还需要消耗能量。在有呼吸抑制剂的条件下，细胞呼吸受抑制，提供的能量减少，因此，根细胞对K＋的吸收速率降低。（2）植物根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输，主动运输需要载体蛋白协助，需要消耗能量。与25 ℃相比，4 ℃条件下，与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少，从而使根细胞吸收磷酸盐的速率下降。
4.[2022全国乙节选，4分]农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO3－的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO3－的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
（1）O2浓度大于a时作物乙吸收NO3－的速率不再增加，推测其原因是 （作物乙根细胞的）细胞膜上运输NO3－的载体蛋白的数量有限 。
（2）据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO3－的吸收利用，可以采取的措施是 中耕松土（或促进根系进行有氧呼吸等） （答出1点即可）。
解析 （1）根细胞吸收NO3－的运输方式为主动运输，需要载体蛋白的协助，并且需要消耗能量，当O2浓度大于a时，作物乙吸收NO3－的速率不再增加，其原因是载体蛋白的数量有限。（2）农田适时松土有利于根系的有氧呼吸，而农作物根细胞对NO3－的吸收方式为主动运输，根系的有氧呼吸增强有利于主动运输所需能量的供应。
命题变式
[结论拓展型]（1）农作物能选择性地吸收NO3－，说明细胞膜具有 控制物质进出细胞 的功能。
（2）农业生产中，在农田施肥的同时，还需要适当灌溉，其原因是 肥料中的无机盐只有溶解在水中才能被作物根系吸收，且只施肥易造成“烧苗” 。
（3）农作物根细胞吸收NO3－的速率除与O2浓度有关，还与NO3－的浓度有关，如图是农作物甲吸收NO3－的速率与NO3－浓度的关系，回答下列问题：
①b点时影响离子吸收速率的主要因素是 NO3－的浓度 。
②c点时离子吸收速率不再增大的主要原因是 载体蛋白数量有限 。
命题点3 物质出入细胞方式的有关探究实验分析
5.为探究某泌盐植物的泌盐方式是主动运输还是被动运输，某兴趣小组设计了甲（实验组）、乙（对照组）两组实验，一段时间后测定植物泌盐量。下列叙述错误的是（ C ）
A.甲、乙两组应选择生长状况相似的植物为实验材料
B.乙组叶肉细胞正常呼吸，甲组施用细胞呼吸抑制剂
C.若测得甲、乙泌盐量相同，则泌盐方式为自由扩散
D.若测得甲组植物的泌盐量小于乙组，则泌盐方式为主动运输
解析 该实验中实验材料为无关变量，因此甲、乙两组应选择生长状况相似的植物为实验材料，A正确。乙组为对照组，不进行处理；甲组为实验组，需进行处理。被动运输和主动运输的主要区别在于后者需要消耗能量，因此乙组细胞正常呼吸，甲组施用细胞呼吸抑制剂，因为细胞呼吸抑制剂能使主动运输速率受影响，但不影响被动运输速率，B正确。若甲、乙泌盐量相同，则泌盐方式为被动运输，但不能区分是自由扩散还是协助扩散，C错误。若测得甲组植物的泌盐量小于乙组，说明植物泌盐过程需要能量的供应，则泌盐方式为主动运输，D正确。
6.[8分]科学家在研究Na＋通过细胞膜（只考虑Na＋由细胞内通过细胞膜到细胞外的情况）的运输方式时做了如下实验：向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na＋，在不同的条件下，分别检测神经细胞周围溶液中的24Na＋。实验方法和现象如表所示。
（1）由实验1中观察到的现象可知，神经细胞周围溶液中的24Na＋来源于 神经细胞 。
（2）由实验2、3及其现象可知，24Na＋穿过神经细胞的细胞膜需要 消耗能量 ，据此可判断24Na＋通过神经细胞细胞膜的运输方式是 主动运输 。
（3）实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的其他生命活动没有受到影响，乙药物最可能是抑制了 载体蛋白 的作用。
解析 （1）由实验1中观察到的现象可知，神经细胞周围溶液中的24Na＋来源于神经细胞。（2）由实验2、3及其现象可知，实验2、3的自变量是是否加入ATP，说明24Na＋穿过神经细胞细胞膜需要消耗能量，运输方式是主动运输。（3）实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的其他生命活动没有受到影响，说明乙药物不影响细胞呼吸，乙药物最可能是抑制了载体蛋白的作用。
命题变式
[结论拓展型]将实验3的结果绘制成如图所示的曲线图，据图作出的下列推断，错误的是（ C ）
A.加入甲药物后，溶液中24Na＋的量不再增加
B.加入ATP后，细胞中24Na＋的量减少
C.甲药物的作用机理是抑制ATP水解
D.甲药物的作用机理是抑制细胞呼吸
解析 由题图可知，在加入甲药物后，测得周围溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，周围溶液中24Na＋的量迅速增加，说明24Na＋从神经细胞排出需要消耗能量，属于主动运输，且该药物不是抑制ATP水解，因此该药物的作用是抑制细胞呼吸的进行，C错误。
情境热点1 载体蛋白、通道蛋白、离子泵与质子泵
离子和较大的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白，而转运蛋白又具有选择性，转运蛋白的种类非常多，下面主要讲解高考中常见的几种转运蛋白：水通道、离子通道、离子泵（ATP驱动型）、V型质子泵、F型质子泵。
（1）载体蛋白和通道蛋白分别体现了蛋白质的什么功能？
载体蛋白体现了蛋白质的物质运输和催化功能，通道蛋白体现了蛋白质的物质运输功能。
（2）载体蛋白和通道蛋白都参与哪些运输方式？
载体蛋白参与协助扩散和主动运输，通道蛋白参与协助扩散。
（3）研究发现人的红细胞细胞膜上存在水通道蛋白，而水生动物的卵母细胞上则较少。将人的红细胞和水生动物的卵母细胞同时移入低渗溶液后，短时间内，人的红细胞很快吸水膨胀而发生溶血，而水生动物的卵母细胞不膨胀。由此说明了什么？
水分子通过水通道蛋白进入细胞的速率大于通过自由扩散进入细胞的速率。
1.[2023山东]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（ D ）
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 由题干信息“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，溶酶体内的H＋浓度高于细胞质基质，H＋进入溶酶体是逆浓度梯度进行的，方式属于主动运输，A正确。H＋载体蛋白失活将无法维持溶酶体内的高H＋浓度，Cl－/H＋转运蛋白则不能将Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中无Cl－/H＋转运蛋白，不能将Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂，据此推测，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，C正确。溶酶体中的H＋浓度高于细胞质基质，溶酶体破裂后，溶酶体中的水解酶释放到细胞质基质中，水解酶活性将减弱，D错误。
2.[2024重庆南开中学一测]如图为利用细菌视紫红质（一种能捕捉光能的膜蛋白）、ATP合成酶和脂质体构建的一种人工合成脂质体。在黑暗和光照条件下检测有无H＋跨膜运输及ATP的产生，结果如图所示。下列分析正确的是（ D ）
A.视紫红质是一种H＋通道蛋白
B.ATP合成酶抑制剂可以抑制视紫红质对H＋的运输
C.用线粒体内膜上的呼吸酶代替视紫红质，可在同样条件下进行该实验
D.该脂质体合成ATP的过程中，能量的转化形式：光能→H＋电化学势能→ATP中的化学能
解析 如图所示过程为视紫红质作为载体蛋白利用光能主动运输H＋，在人工合成的脂质体内建立质子梯度，形成的H＋电化学势能驱动ATP合成酶合成ATP，A错误；ATP合成酶抑制剂抑制ATP的合成，而不能抑制视紫红质对H＋的主动运输，B错误；线粒体内膜上的呼吸酶无法利用光能，无法在同样条件下进行该实验，C错误；该脂质体合成ATP的过程中，能量的转化形式为：光能→H＋电化学势能→ATP中的化学能，D正确。
3.[高考组合，9分]回答下列关于通道蛋白和载体蛋白的问题：
（1）[2022海南，T16（2）]细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于 协助扩散（易化扩散） 。
（2）[2022海南，T16（3）]细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH 下降 ；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是 自身构象发生改变（或空间结构发生改变） 。
（3）[2021全国甲，T29（2）]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 蛋白质 复合物构成的，其运输的特点是 一种离子通道只允许一种或一类离子通过 （答出1点即可）。
解析 （1）水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞，这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散（易化扩散）。（2）细胞膜上的H＋－ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增多，pH下降；载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。（3）离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输特点是一种离子通道只允许一种或一类离子通过。
1.[2023辽宁]血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是（ C ）
A.A B.B C.C D.D
解析 神经生长因子蛋白是生物大分子，以胞吞、胞吐方式通过血脑屏障生物膜体系，A正确。葡萄糖进入哺乳动物体细胞的方式多为协助扩散，故葡萄糖通过血脑屏障生物膜体系的方式可能为协助扩散，B正确。一般认为，谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助，当谷氨酸作为神经递质时，其以胞吐的方式出细胞，故其跨膜运输方式不可能是自由扩散，C错误。钙离子通过生物膜需要转运蛋白的协助，推测钙离子通过血脑屏障生物膜体系的方式可能为主动运输，D正确。
2.[2023湖南，不定项]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，矾酸钠（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（ BD ）
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
解析 细胞膜两侧的渗透压受多种物质的影响，溶质的跨膜转运不一定会引起细胞膜两侧渗透压的变化，A错误。由第一个图可知，在盐胁迫条件下，GB可使外排的净Na＋流量显著升高，在该条件下，用矾酸钠（质膜H＋泵的专一抑制剂）处理后，与NaCl处理相比，NaCl＋GB处理后的净Na＋流量变化不明显，推测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＋积累，B正确。由图可知，在盐胁迫条件下，有、无GB组相比，液泡膜NHX载体活性相差较大，液泡膜H＋泵活性相差不大，推测GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜H＋泵活性无关，可能与液泡膜NHX载体活性有关，C错误。盐胁迫条件下，细胞质基质中Na＋排出细胞或转入液泡均有助于维持细胞质基质Na＋稳态，可增强植物的耐盐性，D正确。
3.[2022山东]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（ B ）
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
解析 由题干信息可知，NH4＋的吸收是由根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4＋通过AMTs进入细胞消耗的能量不是直接来自ATP，A错误。由题干和题图可知，NO3－的吸收是由H＋浓度梯度驱动的，为逆浓度梯度运输，所以NO3－通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，且不消耗能量，属于被动运输，B正确。铵毒发生后，增加细胞外的NO3－可以促使H＋向细胞内转运，减少细胞外的H＋，可减轻细胞外酸化程度，从而减轻铵毒，C错误。载体蛋白NRT1.1运输两物质时，都是从膜外到膜内，它们的运输速率在一定范围内都与膜外离子浓度呈正相关，超过一定浓度范围，基本对运输速率不产生影响，D错误。
4.[2021江苏]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（ B ）
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
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，而不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关，B错误。
5.[2020山东]碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠—钾泵可维持细胞内外的Na＋浓度梯度，钠—碘同向转运体借助Na＋的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是（ B ）
A.长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少
B.用钠—钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使其摄碘能力减弱
C.抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加
D.使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加
解析 碘是甲状腺激素合成的重要原料，长期缺碘可导致甲状腺激素的合成和分泌减少，进而通过反馈调节导致机体的促甲状腺激素分泌增多，A错误；甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠—钾泵可维持细胞内外的Na＋浓度梯度，钠—碘同向转运体借助Na＋浓度梯度将碘
转运进甲状腺滤泡上皮细胞，用钠—钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使其摄碘能力减弱，B正确；由题意可知，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成，故抑制甲状腺过氧化物酶的活性，会使甲状腺激素的合成减少，C错误；使用促甲状腺激素受体阻断剂可阻断促甲状腺激素对甲状腺的作用，从而促使甲状腺激素的分泌量减少，D错误。
6.[全国Ⅱ高考]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（ C ）
A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外
B.蓝光通过保卫细胞质膜上的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质膜进入保卫细胞
解析 由题意可知，H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，细胞内的pH高于细胞外，照射蓝光后溶液的pH明显降低，说明蓝光能引起细胞内的H＋由细胞内转运到细胞外，A合理。对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H＋转运到细胞外需要通过H＋－ATPase，且由题干中①可知，细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，因此H＋为逆浓度梯度转运，B合理。H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量由ATP水解直接提供，C不合理。抑制H＋－ATPase的活性，再用蓝光照射，溶液的pH不变，说明溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式经细胞质膜进入保卫细胞，D合理。
7.[海南高考，10分]在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。回答下列问题。
（1）根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 。
（2）实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是 载体数量饱和 。
（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学则认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
实验思路：将长势相同的若干某植物根细胞平均分为甲、乙两组，放入适宜浓度的含有b的培养液中，其中甲组放在氧气充足条件下，乙组放在无氧条件下，其他条件相同且适宜，一段时间后分别测定根细胞对b物质的吸收速率。预期结果和结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
解析 （1）自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。（2）由于载体的数量是有限的，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。（3）由于协助扩散需要载体，但不消耗能量，而主动运输需要载体，并消耗能量，所以可以通过改变细胞呼吸的方式来确定b的跨膜运输方式，具体实验思路、预期结果和结论见答案。
学生用书·练习帮P391
一、选择题
1.[2024武威模拟]下列物质进出细胞的实例中，不需要载体蛋白协助，但需要消耗能量的是（ D ）
A.人体成熟红细胞从血浆中吸收葡萄糖
B.肾小管上皮细胞吸收K＋
C.叶绿体中的氧气进入线粒体
D.胰岛B细胞分泌胰岛素
解析 人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，该过程需要载体蛋白协助，但不需要消耗能量，A不符合题意；肾小管上皮细胞吸收K＋的方式为主动运输，该过程需要载体蛋白和能量，B不符合题意；氧气进入线粒体的方式为自由扩散，该过程不需要载体蛋白和能量，C不符合题意；胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，该过程不需要载体蛋白，但需要消耗能量，D符合题意。
2.[2024福州一中模拟]大分子物质可以通过胞吞、胞吐的方式进出细胞，下列说法错误的是（ A ）
A.该过程不需要与膜上蛋白质结合
B.该过程伴随细胞膜的更新
C.胞吞形成的囊泡可被溶酶体降解
D.该过程需要代谢提供能量
解析 胞吞、胞吐过程需要细胞膜上的蛋白质的识别等作用，需要与膜上的蛋白质结合，A错误；胞吞、胞吐的过程涉及膜的融合过程，该过程中伴随细胞膜的更新，B正确；溶酶体是细胞的“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器，胞吞形成的囊泡可被溶酶体降解，C正确；胞吞、胞吐的过程需要细胞代谢提供能量，D正确。
3.[2024仙桃模拟]材料1：研究发现水通过肾小管的速度大大超过了水穿过人工膜（只由磷脂双分子层构成）的速度，蛋白A在肾小管细胞膜中含量丰富。
材料2：科学家将蛋白A结合到由人工膜构成的脂质体上，将其置于低浓度外界溶液中，脂质体迅速膨胀至破裂。
材料3：科学家把蛋白A基因导入非洲爪蟾的卵母细胞使细胞膜上也具有了蛋白A，置于低浓度的外界溶液中，非洲爪蟾卵母细胞也会迅速膨胀。
阅读材料，下列说法错误的是（ B ）
A.材料1说明水分子进出细胞存在除自由扩散之外的方式
B.材料2导入蛋白A的脂质体通过主动运输吸收水分
C.上述3个材料表明蛋白A是水分子进出细胞的通道蛋白
D.不同组织细胞膜上通道蛋白的种类和数量一般不同
解析 人工膜只由磷脂双分子层构成，肾小管细胞膜富含蛋白A，且水通过肾小管的速度大大超过了水穿过人工膜的速度，说明水分子进出细胞存在除自由扩散之外的方式，A正确；材料2导入蛋白A的脂质体，在低浓度外界溶液中，迅速吸水膨胀至破裂，但不消耗能量，是通过协助扩散方式吸收水分的，B错误；上述3个材料表明蛋白A是水分子进出细胞的通道蛋白，C正确；不同组织细胞的功能有差异，所以不同组织细胞膜上通道蛋白的种类和数量一般不同，D正确。
4.[2023福州质检]囊性纤维化患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染，相关机理如图所示。下列叙述错误的是（ D ）
A.图中Cl－的运输方式为主动运输
B.CFTR蛋白异常关闭，影响H2O向外扩散
C.CFTR蛋白转运Cl－过程中自身的构象发生改变
D.CFTR蛋白转运Cl－过程中形成与之适配的通道
解析 图中Cl－是逆浓度梯度运输的，需要ATP水解释放的能量，属于主动运输，A正确。CFTR蛋白异常关闭，细胞内Cl－浓度增大，影响H2O向外扩散，B正确。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白。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。CFTR蛋白是载体蛋白，CFTR蛋白转运Cl－过程中自身的构象发生改变，C正确、D错误。
5.[2023广东六校第一次联考]如图为物质a进入细胞的示意图（图中“●”表示物质a）。据图判断，下列叙述错误的是（ A ）
A.X与物质a结合后不会产生自身构象的改变
B.物质a进入细胞的方式是协助扩散
C.物质a的运输速率受细胞膜上X数量的限制
D.X表示载体蛋白
解析 据图可知，X与物质a结合后自身构象会发生改变，A错误；图中物质a进入细胞是顺浓度梯度进行的，需要载体蛋白协助，不需要消耗能量，所以物质a进入细胞的方式为协助扩散，其中X为载体蛋白，B、D正确；在协助扩散过程中，物质的运输速率受细胞膜上载体蛋白数量的限制，C正确。
6.[2023河南联考]Na＋跨膜运输会使细胞内pH发生改变，引起紫色洋葱鳞片叶表皮细胞花青素颜色由浅紫色逐渐变为深蓝色。加入细胞呼吸抑制剂后，颜色的改变过程减缓。根据以上信息，判断下列分析错误的是（ C ）
A.花青素颜色不同时，细胞液的pH不同
B.Na＋的跨膜运输需要膜载体蛋白的协助
C.Na＋浓度是限制其跨膜运输速率的主要因素
D.Na＋的跨膜运输方式是主动运输，会消耗ATP
解析 由题意可知，pH改变会使紫色洋葱鳞片叶表皮细胞花青素颜色由浅紫色逐渐变为深蓝色，A正确；由题中“加入细胞呼吸抑制剂后，颜色的改变过程减缓”可知，Na＋的跨膜运输属于主动运输，需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助，B、D正确；影响主动运输速率的因素主要是温度、O2浓度、载体蛋白的种类和数量，C错误。
7.[2023武汉调研]细胞质酸化是植物面临的生存威胁之一。液泡可对细胞内的pH起调节作用，这与液泡膜上的质子泵（H＋载体蛋白）密切相关，质子泵利用ATP水解产生的能量将H＋泵入液泡，以维持细胞质pH稳定（如图所示）。下列叙述错误的是（ C ）
A.质子泵也是一种能催化ATP水解的酶
B.质子泵转运H＋的过程属于主动运输
C.细胞外环境、细胞质基质、液泡液三者中，pH最大的是液泡液
D.细胞膜上的质子泵也有助于缓解细胞质酸化
解析 由图可知，质子泵既是H＋载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶，A正确；质子泵在转运H＋时，需要消耗能量，该过程为主动运输，B正确；结合图示可知，H＋以主动运输方式进入液泡或排出细胞，方向为低→高，因此细胞质基质中的H＋浓度低，其pH最大，C错误；细胞膜上的质子泵可以将细胞质中的H＋运出细胞，从而缓解细胞质酸化，D正确。
8.[2023河南名校联考]如图是某种小分子物质进入细胞时运输速率与O2浓度的关系曲线，其他环境因素都是适宜的。下列有关叙述正确的是（ D ）
A.该物质进入细胞不需要载体蛋白协助
B.该曲线可表示O2进入组织细胞的运输速率和O2浓度的关系
C.A点时运输速率低是由于没有能量提供
D.BC段限制运输速率的因素是细胞膜上转运该物质的载体蛋白的数量
解析 题图中物质进入细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白协助，A错误；O2进入组织细胞的方式为自由扩散，不需要能量，B错误；A点时运输速率低是由于细胞通过无氧呼吸供能，提供能量较少，C错误；BC段物质运输速率不再升高的原因是细胞膜上转运该物质的载体蛋白的数量有限，D正确。
9.[2023南京六校联考]如图所示，载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的Na＋浓度差完成相应物质的逆浓度梯度运输。下列叙述正确的是（ D ）
A.图中所示过程充分体现了细胞膜具有流动性
B.图中细胞对C6H12O6的吸收方式属于协助扩散
C.图中Na＋－K＋泵只具有转运物质的功能，不具有催化功能
D.图中上面是胞外，下面是胞内，胞外pH低于胞内pH
解析 图中物质的运输依赖具有专一性的载体蛋白，体现了细胞膜的功能特点——选择透过性，A错误；据题干信息可知，细胞膜两侧的Na＋浓度差产生的化学势能为细胞吸收C6H12O6提供了能量，因此图中细胞吸收C6H12O6的方式为主动运输，B错误；据图示分析可知，Na＋－K＋泵既能转运K＋、Na＋，又能催化ATP水解，C错误；ATP水解发生在细胞内，因此图中下面为胞内，上面是胞外，载体蛋白2依赖于Na＋顺浓度梯度产生的化学势能将H＋运出细胞，胞外H＋多，因此胞外pH低于胞内pH，D正确。
10.[2023四省名校联考]丽藻是一种水生植物，其细胞液与它生活的池水中多种离子的浓度比如表所示。下列说法错误的是（ C ）
A.丽藻细胞对以上离子的吸收方式均为主动运输
B.丽藻细胞对以上离子的吸收速率会受环境温度影响
C.丽藻细胞对以上离子的吸收与细胞膜的流动性无关，但与细胞膜的选择透过性有关
D.无氧条件下，丽藻细胞对以上离子的吸收速率也不会为0
解析 从表中信息可知，4种离子在细胞液中的浓度均高于池水中的浓度，因此丽藻细胞吸收这4种离子是逆浓度梯度进行的，吸收方式均为主动运输，A正确；主动运输需要消耗能量，而温度会影响膜上分子的运动以及呼吸酶的活性，进而影响细胞对离子的主动吸收，B正确；细胞膜对物质的吸收具有选择透过性，其基础是细胞膜的流动性，丽藻细胞对离子的吸收与细胞膜的流动性有关，C错误；无氧条件下，丽藻细胞无氧呼吸产生的ATP可为主动运输提供能量，对4种离子的吸收速率不为0，D正确。
二、非选择题
11.[8分]物质跨膜运输的方式与物质特点以及细胞膜的结构有关。
（1）主动运输作为一种重要的跨膜运输方式，可以按照生命活动所需吸收营养物质，排出代谢废物。离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构 发生 （填“发生”或“不发生”）变化，将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。与被动运输相比，主动运输的特点是 逆浓度梯度运输、需要消耗能量 。
（2）HgCl2是一种可以影响ATP水解的细胞代谢抑制剂，为探究主动运输是否需要能量，科研工作者设计了图1所示装置进行实验，实验结果如图2所示。
图1
图2
①根据实验结果推断科研人员在实验前后需测定 溶液中磷酸盐的浓度 。
②比较乙组和甲组的结果，得出的结论是 主动运输需要消耗能量（或能量供应不足会影响主动运输） 。
③与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是 幼嫩组织细胞膜上载体蛋白数量少（答案合理即可） 。
解析 （1）载体蛋白在运输相应的物质时，其空间结构会发生变化，将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。与被动运输相比，主动运输具有逆浓度梯度运输、需要消耗能量的特点。（2）①根据柱形图的纵轴是实验前后溶液中磷酸盐浓度差可知，需要在实验前后测定溶液中磷酸盐的浓度。②HgCl2是一种可以影响ATP水解的细胞代谢抑制剂，乙组锥形瓶中加入了HgCl2溶液，说明其能量供应不足，影响了细胞吸收磷酸盐的量，因此可得出结论：主动运输需要消耗能量（或能量供应不足会影响主动运输）。③甲组中材料是成熟胡萝卜片，丙组中材料是幼嫩胡萝卜片，其他条件都相同，推测丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩组织细胞膜上载体蛋白数量少。
一、选择题
12.[2024济南模拟]当细胞通过胞吞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质识别并结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部；细胞需要胞吐大分子时，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。下列说法错误的是（ A ）
A.细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞的大分子没有识别功能
B.胞吞、胞吐过程的发生需要细胞提供能量
C.胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解
D.附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质分泌到细胞外的过程属于胞吐
解析 由题意可知，当细胞胞吞大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质识别并结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，可见细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞的大分子有识别功能，A错误；胞吞、胞吐依赖细胞膜的流动性，该过程的发生需要细胞提供能量，B正确；溶酶体内含多种水解酶，胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解，C正确；附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质是分泌蛋白，其分泌到细胞外的过程属于胞吐，D正确。
13.[2024安徽六校联考]如图表示ATP为Ca2＋主动运输供能的过程，ATP分子末端磷酸基团脱离后与转运Ca2＋的蛋白质结合，从而使其磷酸化，转运Ca2＋的蛋白质的空间结构发生变化，活性也会改变。下列相关分析错误的是（ B ）
A.转运Ca2＋的蛋白质的磷酸化导致其空间结构发生变化，该过程伴随着能量的转移
B.转运Ca2＋的蛋白质本质上是通道蛋白，加入蛋白质变性剂会降低Ca2＋跨膜转运的速率
C.转运Ca2＋的蛋白质既具有运输Ca2＋的作用也能催化ATP水解
D.ATP分子末端脱去两个磷酸基团后的产物可作为合成mRNA的原料
解析 转运Ca2＋的蛋白质是载体蛋白，ATP分子末端磷酸基团脱离后与载体蛋白结合，载体蛋白发生磷酸化，这一过程伴随着能量的转移，A正确、B错误；由题图可知，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白可以催化ATP水解，C正确；ATP分子末端脱去两个磷酸基团后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成mRNA的原料，D正确。
14.[2024泰安一中检测，多选]在哺乳动物细胞中发现的水通道蛋白（AQPs）可分为水选择型（如AQP2）、水—甘油型（如AQP7）等。其中AQP2只运输水分子，AQP7既能运输水分子，又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等。下列说法正确的是（ BC ）
A.仅有少量水分子通过AQPs进出细胞，多数水分子通过自由扩散的方式进出细胞
B.通过AQPs进行水分子的跨膜运输比直接通过磷脂双分子层要快
C.若抑制AQP2的活性，成熟红细胞在蒸馏水中破裂的时间会延长
D.当机体缺氧时，细胞膜上AQP7排出尿素的速率会明显降低
解析 仅有少量水分子通过自由扩散的方式进出细胞，更多的水分子借助AQPs以协助扩散方式进出细胞，A错误；由于磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子以自由扩散的方式通过细胞膜时会受到一定阻碍，所以通过AQPs进行水分子的跨膜运输比直接通过磷脂双分子层要快，B正确；若抑制AQP2的活性，则通过AQPs进行水分子的跨膜运输受阻，成熟红细胞吸水的速率变慢，在蒸馏水中破裂的时间会延长，C正确；细胞膜上AQP7排出尿素的过程属于协助扩散，不需要能量，因此当机体缺氧时，细胞膜上AQP7排出尿素的速率不会受到影响，D错误。
15.[2024揭阳段考]图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是（ C ）
A.图甲中曲线a表示自由扩散，曲线b表示协助扩散或主动运输
B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量
C.图乙中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有选择透过性
D.图乙中的胞吞和胞吐过程都需要消耗能量
解析 分析曲线可知，曲线a表示的运输方式的转运速率只与被转运分子的浓度有关，且与浓度呈正相关，曲线a表示自由扩散；曲线b表示的运输方式除与被转运分子的浓度相关外，还与载体蛋白的数量有关，属于协助扩散或主动运输，其最大转运速率可能与载体蛋白的数量有关，A、B正确。图乙中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有一定的流动性，C错误。胞吞和胞吐是耗能过程，需要细胞内部提供能量，D正确。
16.[2023哈尔滨质检]如图是某细胞的细胞膜结构模型示意图。下列列举的物质运输方式错误的是（ B ）
A.用高浓度的盐水杀菌时，细菌细胞通过a或d的方式失水死亡
B.胰岛素通过图中c方式分泌到细胞外，此过程消耗能量
C.人体红细胞内K＋浓度比血浆高30倍，K＋通过b方式进入红细胞
D.植物叶肉细胞通过光合作用产生的氧气通过d方式释放到外界
解析 据图分析可知，①表示糖蛋白，②表示磷脂双分子层，Ⅰ表示细胞外，Ⅱ表示细胞内。因为不清楚细菌细胞膜上水通道蛋白的含量，因此细菌细胞内的水分子以自由扩散或协助扩散的方式运输到细胞外，A正确。胰岛素分泌到细胞外的方式是胞吐，不需要载体蛋白，但消耗能量；而c方式既需要载体蛋白，又消耗能量，是主动运输，B错误。人体红细胞内的K＋浓度远远大于血浆中的，K＋由血浆进入红细胞的方式是主动运输，即图中b方式，C正确。氧气等气体分子以自由扩散的方式进出细胞，图中d方式表示自由扩散，D正确。
17.氰化物是一种剧毒物质，其可抑制[H]与O2的结合，使组织细胞不能利用O2。如图为研究植物根尖细胞吸收K＋的相关实验结果示意图。下列分析错误的是（ D ）
A.根据图甲可以判断植物根尖细胞吸收K＋的方式属于主动运输
B.图甲中，4 h后O2消耗速率下降可能是因为根尖细胞外K＋浓度降低
C.图乙中，4 h后根尖细胞吸收K＋所消耗的能量可能来自无氧呼吸
D.图乙中，加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率不变
解析 据图甲分析可知，加入KCl后，一段时间内O2消耗速率增大，有氧呼吸可以提供能量，说明植物根尖细胞吸收K＋需要消耗能量，推测植物根尖细胞吸收K＋的方式属于主动运输，A正确；图甲中，4 h后O2消耗速率下降可能是因为根尖细胞外K＋浓度降低，细胞可吸收的K＋量减少，消耗的能量减少，B正确；图乙中，加入氰化物后，K＋吸收速率降低，又知氰化物可以抑制[H]和O2结合，使组织细胞不能利用O2，即抑制细胞有氧呼吸的过程，故推测4 h后根尖细胞吸收K＋所消耗的能量可能来自无氧呼吸，C正确；氰化物可使组织细胞不能利用O2，故图乙中，加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率下降，D错误。
二、非选择题
18.[11分]研究发现，水分子存在两种跨膜运输机制：一种是自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某兴趣小组为探究肾小管上皮细胞的吸水方式，进行了如下实验。
注：Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性。
回答下列问题：
（1）自由扩散与协助扩散的共同点有 都是顺浓度梯度进行跨膜运输；不需要消耗能量 （答出两点）。
（2）该实验选择肾小管上皮细胞作为实验材料的原因是 肾小管上皮细胞含有较多的水通道蛋白 。步骤①中“X”应为 等量的生理盐水 。步骤②中横线处的具体操作是 在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸引流，重复多次 。
（3）实验结果及结论分析：
若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明 水进入肾小管上皮细胞的主要方式是自由扩散 ；若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，说明 水进入肾小管上皮细胞的主要方式是通过水通道蛋白的协助扩散 。
解析 （1）自由扩散和协助扩散都是被动运输，都是顺浓度梯度进行跨膜运输，不需要消耗能量。（2）该实验的目的是探究肾小管上皮细胞的吸水方式是自由扩散还是通过水通道蛋白的协助扩散。肾小管上皮细胞含有较多的水通道蛋白，因此，肾小管上皮细胞是该实验的合适材料。根据实验设计的控制变量原则，无关变量要保持相同且适宜，实验中只能有一个自变量，因此步骤①中参照甲组可知乙组的X为等量的生理盐水。步骤②中横线处的具体操作是在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸引流，重复多次。（3）由于Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性，若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜运输不需要通道蛋白，则水进入肾小管上皮细胞的主要方式是自由扩散；若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，说明无水通道蛋白，水基本不能跨膜运输，则水进入肾小管上皮细胞的主要方式是通过水通道蛋白的协助扩散。
19.[13分]现有两瓶质量分数均为30％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透过半透膜，蔗糖分子不能透过。请回答以下问题：
图1
图2
（1）有同学把体积相同的葡萄糖溶液与蔗糖溶液用半透膜隔开（如图1所示），在一段时间内，乙液面的变化情况是 先下降后上升 ，最后乙液面 高于 （填“高于”“低于”或“等于”）甲液面。
（2）如图2是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中①②③④代表物质运输方式。鲨鱼体内能积累大量的盐分，盐分过高时就要及时将多余的排出体外，且该过程不消耗能量，其跨膜运输的方式是 ② （填序号）；自由扩散是指 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 。
（3）蟾蜍心肌细胞吸收 Ca2＋、K＋的方式是 ④ （填序号）。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则图2中不会受到显著影响的运输方式是 ①②③ （填序号）。
若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2＋吸收明显减少，但K＋的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了转运Ca2＋的 载体蛋白 的活性。
解析 （1）开始时，虽然两种溶液的质量分数相同，但由于蔗糖的相对分子质量较葡萄糖大，因此，蔗糖溶液的物质的量浓度低于葡萄糖溶液的物质的量浓度，渗透压较低，水流向葡萄糖溶液一侧，蔗糖溶液侧液面下降。随着葡萄糖分子通过半透膜进入蔗糖溶液一侧，蔗糖溶液一侧浓度升高，液面上升，故在一段时间内，乙液面的变化情况是先下降后上升。随着葡萄糖分子透过半透膜进入乙侧，乙侧渗透压高于甲侧，故最终乙液面高于甲液面。（2）将鲨鱼体内多余的盐分快速排出体外，且该过程不消耗能量，其跨膜运输的方式是②通过离子通道的协助扩散。（3）蟾蜍心肌细胞吸收Ca2＋、K＋的方式是④主动运输。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则图2中不会受到显著影响的运输方式是被动运输，包括①自由扩散，②③协助扩散。 对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2＋吸收明显减少，但K＋的吸收不受影响，说明不是能量供应发生障碍，最可能的原因是该毒素抑制了转运Ca2＋的载体蛋白的活性。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白；
2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞
物质出入细胞的方式及影响因素
2023：辽宁T4、湖南T14、全国甲T1、浙江1月T4；
2022：海南T16（2）（3）（5）、湖北T4、全国乙T29、山东T3、辽宁T9B；
2021：北京T19、全国甲T29（2）（3）、山东T2、河北T4、江苏T3、浙江1月T12；
2020：海南T18、浙江1月T5、江苏T5、山东T8；
2019：海南T27、全国ⅡT3
1.科学思维——归纳与概括：比较主动运输、自由扩散、协助扩散和胞吞、胞吐等概念，归纳几种物质出入细胞方式的过程及其影响因素。
2.社会责任——将物质跨膜运输的相关知识运用到生产实践或生活中，培养考生的社会责任素养
命题分析预测
1.高考对本部分的考查多以选择题的形式呈现，通过一些实例分析物质出入细胞的方式及其影响因素，以及比较不同运输方式之间的异同，但有时候也会以非选择题的形式呈现。
2.预计2025年高考会以文字表述、模式图为载体考查物质出入细胞方式的判断及影响因素
物质出入细
胞的方式
被动运输
主动运输
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
特点
转运蛋白
[1] 不需要
[3] 需要
[5] 需要
消耗能量
[2] 不需要
[4] 不需要
[6] 需要
举例
O2、CO2、甘油、乙醇、苯等出入细胞
人的成熟红细胞吸收葡萄糖
静息电位恢复过程中K＋进入细胞、Na＋出细胞
项目
载体蛋白
通道蛋白
不同点
参与的运输方式
协助扩散或主动运输
协助扩散
是否与被运输物质相结合
结合
不结合
转运对象
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
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
自身构象变化
变化
变化
相同点
①均为蛋白质；②均分布在细胞的膜结构中；③均控制特定物质的跨膜运输，具有特异性
物质出入细胞的方式
胞吞
胞吐
图例
运输方向
胞外→胞内
胞内→胞外
特点
物质通过囊泡转移，[7] 不需要 转运蛋白，但[8] 消耗（需要） 能量
举例
吞噬细胞吞噬抗原
分泌蛋白、神经递质等的分泌
影响因素
与细胞代谢有关的因素等
组别
实验方法
观察到的现象
1
向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na＋
—
—
神经细胞周围溶液中出现24Na＋
2
向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na＋
加入甲
药物
—
神经细胞周围溶液中没有出现24Na＋
3
向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na＋
加入甲
药物
加入
ATP
神经细胞周围溶液中出现24Na＋
4
向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na＋
加入乙
药物
加入
ATP
神经细胞周围溶液中没有出现24Na＋
种类
模型
模型解读
通道蛋白
水通道
1.水通道为一种连续开放型通道，不与水分子结合，以保证水分子快速通过磷脂双分子层；
2.通常对水转运量大的细胞膜上，水通道蛋白的数量就多，如肾小管和集合管细胞膜
离子
通道
1.不与被运输的物质结合；
2.对被运输物质具有选择性（对直径、形状、大小、电荷等有较高要求）；
3.通道的打开与关闭需要信号分子的刺激
载体蛋白
离子泵
（ATP
驱动型）
1.既具有酶的催化功能（催化ATP水解），又具有运输离子的功能；
2.通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输
V型
质子泵
1.V型质子泵也可以看作H＋离子泵；
2.利用ATP水解释放的能量，逆浓度梯度转运H＋；
3.位于液泡膜、溶酶体膜、胃黏膜上皮细胞膜上，通过积累H＋来维持酸性环境；
4.维持细胞质基质pH中性和细胞器内的pH酸性
F型
质子泵
（ATP
合成酶）
1.F型质子泵为典型的能量转换机制；
2.利用H＋顺浓度梯度跨膜运输产生的能量来合成ATP，又被称为ATP合成酶；
3.多见于细菌质膜、线粒体内膜、类囊体薄膜上
选项
通过血脑屏障生物膜体系的物质
运输方式
A
神经生长因子蛋白
胞吞、胞吐
B
葡萄糖
协助扩散
C
谷氨酸
自由扩散
D
钙离子
主动运输
离子
K＋
Cl－
Na＋
SO42－
细胞液浓度/池水浓度
1 065
100
46
25
步骤
相关操作
①
实验分组：
甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液
乙组：肾小管上皮细胞＋X
②
将甲、乙两组制成装片， ，显微镜观察
③
统计一段时间内细胞破裂的数目