第12讲-主动运输与胞吞、胞吐(人教版2019必修1)(原卷版).docx

第12讲 主动运输与胞吞、胞吐
【学习目标】
1.掌握主动运输的特点及其与被动运输的区别。
2.掌握胞吞和胞吐的过程和特点，理解主动运输及胞吞、胞吐对细胞生命活动的意义。
3.阐明物质跨膜运输方式与细胞结构的关系。
【问题探讨】
1. 研究发现，如果在甲状腺滤泡上皮细胞外溶液中加入呼吸抑制剂（抑制呼吸作用，影响细胞的能量供应），细胞则不能继续吸收碘。而之后再加入ATP（细胞中直接供能物质），细胞吸收碘的能力又得以恢复。请思考讨论下面的问题：
①甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？并说出判断的理由？

②联想逆水生行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？

③甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘还需要什么条件?

2.转运蛋白质能帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是大分子的运输却无能为力，回顾分泌蛋白质的形成过程，分泌蛋白质又是如何经细胞膜分泌到细胞外的？

3.主动运输有什么意义？

【课前预习】
一、主动运输
1.物质 进行跨膜运输，需要 的协助，同时还需要消耗细胞内 ，这种方式叫主动运输。

2.主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，是多种离子和小分子物质跨膜运输的方式。细胞通过主动运输 所需要的营养物质， 和对 的物质，从而保证个体 的需要。

3.物质运输方式的比较
项   目
自由扩散
协助扩散
主动运输
运输方向

转运蛋白

细胞内的能量

代表例子

二、胞吞和胞吐
1.当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的 结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成 ，包围着大分子。然后 从细胞膜上分离下来，形成 进入细胞内部，这种现象叫作胞吞；细胞需要 ，先在细胞内形成 ， 移动到 处，与 融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作胞吐。

2.物质出入细胞方式比较
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
物质运输方向

是否需要转运蛋白协助

运输动力

图　例

模　型

举　例

【预习检测】
一、单选题
1．（2021·高一课时练习）如图甲、乙表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运（每种物质转运的方向由箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度）。下列叙述正确的是（　　）

A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是水，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
2．（2021·高二校考课时练习）Na+K+泵是一种特殊的载体蛋白，该载体既可催化ATP水解，又能促进Na+、K+的转运。每消耗1分子ATP，逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外，将2分子K+泵入细胞内（如图）。下列有关叙述不正确的是（    ）

A．Na+和K+通过Na+K+泵出入细胞是主动转运的过程
B．Na+K+泵是一个可同时反向转运两种离子的载体蛋白，该过程与细胞膜的选择透过性无关
C．Na+K+泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用
D．这一过程可能会造成细胞膜内外产生电位差
3．（2022秋·高一校考课时练习）如图a、b、c表示的是物质跨膜转运的三种方式，以下说法错误的是（　　）

A．图a表示的是扩散
B．图b所示转运方式的转运速率的限制因素是能量
C．图c表示的是主动转运
D．图c中细胞内物质浓度在高于细胞外物质浓度后仍可以升高，说明该物质存在逆浓度梯度转运
4．（2021·高一课时练习）无机盐离子在细胞中具有非常重要的作用，如图是某学习小组研究营养液中O2相对含量变化对某植物吸收K+速率的影响，下列说法错误的是（    ）

A．可分析得出该植物吸收K+需要消耗能量
B．由图可看出营养液中K+浓度影响该植物吸收K+的速率
C．ab段限制K+吸收速率的主要因素是O2浓度
D．bc段表明还可能有其他因素影响K+的吸收速率
5．（2021·高一课时练习）下列关于主动运输的叙述正确的是（    ）
A．主动运输不需要载体蛋白
B．主动运输不需要消耗能量
C．酒精以主动运输的方式出入细胞
D．主动运输能保证细胞生命活动的需要
6．（2021·高一课时练习）图示为人体内某物质进入细胞的过程，部分进入过程为接触→凹陷→包围→分离。下列叙述错误的是（    ）

A．吞噬细胞以此方式吞噬入侵的细菌及衰老的红细胞
B．大分子物质或颗粒性物质都可通过此方式进入细胞
C．此过程为胞吞过程，未能体现出细胞质膜具有流动性
D．此过程主要分为吞噬和胞饮两种类型
7．（2021秋·高一课时练习）下列关于物质跨膜运输的描述，正确的是（    ）
A．白细胞通过主动运输的方式吞噬衰老的红细胞
B．大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内，并且要消耗能量
C．主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既需要消耗能量，也需要细胞质膜上的载体蛋白
D．协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要载体蛋白
8．（2021·高一课时练习）新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是（    ）
A．主动运输、主动运输 B．胞吞、主动运输
C．主动运输、胞吞 D．被动运输、主动运输
9．（2022秋·高一校考课时练习）下列有关物质出入细胞的方式，叙述正确的是（　　）
A．由于需要载体蛋白，易化扩散与扩散相比速率要小得多
B．易化扩散中载体蛋白形状的改变不需要消耗ATP，而主动转运的需要
C．胞吞和胞吐过程不通过细胞膜，也不需要细胞膜的参与
D．水分子通过膜的扩散称为渗透，细胞只有在缺水状态下才会发生渗透
10．（2022秋·高一校考课时练习）蛋白酶出细胞的方式及其结构基础是（　　）
A．主动转运、载体蛋白
B．易化扩散、载体蛋白
C．扩散、细胞膜的选择透过性
D．胞吐、细胞膜的流动性
11．（2022秋·高一校考课时练习）如图为物质进出细胞方式的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、扩散、易化扩散和主动转运，下列叙述中错误的是（　　）

A．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动转运
B．若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则G可表示扩散
C．若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则C可表示主动转运
D．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示扩散和易化扩散
12．（2022秋·高一校考课时练习）下列关于物质出入细胞的方式的相关叙述，错误的是（　　）
A．植物的根通过主动转运从土壤溶液中吸收离子
B．人体消化系统中消化酶的分泌通过胞吐作用
C．变形虫的摄食过程就是胞吞作用
D．海水鱼的鳃通过易化扩散将体液中的盐排出体外
13．（2021·高一课时练习）科研人员将豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在适宜条件下，检测到物质X被不断地运输到细胞外，且该过程是一个耗能的过程。下列有关说法不正确的是（　　）
A．物质X的运输一定需要相应载体的协助
B．细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内
C．低温和缺氧一定会影响物质X的运输速率
D．细胞膜的流动性为X的顺利运输提供了保障
14．（2021·高一课时练习）如图所示为细胞对大分子物质进行“胞吞”和“胞吐”的过程。下列有关叙述错误的是（　　）

A．a与b运输方式的实现与生物膜的流动性有关
B．a与b是普遍存在的物质跨膜运输的方式
C．a方式形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解
D．物质通过a、b方式进出细胞与膜上的蛋白质无关
15．（2022秋·高一课时练习）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图甲所示，①~⑤表示相关过程;图乙中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列叙述正确的是（    ）

A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是O2和CO2
B．甲中①②④表示的物质跨膜运输方式与图乙中的a相对应
C．甲中③表示的物质跨膜运输方式与细胞内的O2含量密切相关
D．甲细胞表面蛋白质处于不断流动状态，但一般不再更新
16．（2021·高一课时练习）细胞质膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，容易通过细胞质膜的是（    ）
A．Na+ B．二氧化碳 C．RNA D．胰岛素
17．（2023·高一课时练习）某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下图中四种曲线表示。在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，则细胞膜运输物质X的方式是（　　）

A．主动运输 B．自由扩散
C．胞吞 D．胞吐
二、综合题
18．（2023·高一课时练习）如图甲是物质A通过细胞膜的示意图,图乙是与物质跨膜运输相关的曲线图.请据图回答问题:  

(1)物质A跨膜运输的方式是___________,判断理由_____________,其运输方式也可用图乙中的曲线_______(①或②)表示,如果物质A释放到细胞外,则转运方向是______。(填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”)
(2)图甲中细胞膜的模型被称为_____________,科学家用该模型很好地解释了生物膜的结构及特点,生物膜的结构特点_____________。
(3)图甲中物质B指的是____________,该物质彻底水解的产物是____________ 。
(4)大分子物质如分泌蛋白，出细胞方式是______。
(5)图乙中曲线①反映出物质运输速率与_____有关,曲线②Q点时影响物质运输速率的因素可能有_____________。
19．（2021·高一校考课时练习）下图甲是发生质壁分离的植物细胞图象，图乙是显微镜下观察到的某一时刻的洋葱鳞片叶的外表皮细胞，图丙表示某细胞膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，请据下图回答下列问题：

(1)图甲中细胞的质壁分离是指细胞壁与由_________（填数字）共同组成的_____________（填名称）发生分离；将有活性的洋葱表皮细胞放入略大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因最可能是__________________________。
(2)图乙此时细胞液浓度m与外界溶液浓度n的关系是_________________。
(3)若图丙是小肠上皮细胞的细胞膜，该细胞吸收葡萄糖的跨膜运输方式可用图中______表示。若图丙为胃黏膜上皮细胞的细胞膜，人在饮酒时，下列曲线与酒精跨膜运输方式相符合的有________。

(4)某学校生物兴趣小组为了验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程：
实验原理：主动运输需要载体和消耗能量，协助扩散需要载体和具有浓度差。
实验步骤：
①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液，_______________________，___________________________________。
②预期结果：____________________________________________________。
③实验结论：____________________________________________________。

【基础知识】
一、主动运输
1.主动运输

主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输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。
归纳总结
一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合，载体蛋白具有专一性。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，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。
2.主动运输的类型

特别提醒
①协同转运所利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。
②协同转运分同向协同转运和反向协同转运，分别由同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白协助完成。如下图：

3.主动运输与被动运输类型的识别

4.影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受转运蛋白数量的限制。
(2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响

转运蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散中转运蛋白数量越多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响
氧气通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。

①P点时：细胞通过无氧呼吸为物质的运输提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
(4)温度

二、胞吞、胞吐

1.胞吞是大分子与细胞膜上的蛋白质结合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，进入细胞内部的现象；
2.胞吐是细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与细胞膜融合将大分子排出细胞的现象。
3.胞吞和胞吐不需要载体协助，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。

3.变形虫的胞吞与胞吐

胞吞形成的囊泡会被细胞内的溶酶体降解。胞吞与胞吐也需要细胞呼吸释放的能量，也需要蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。胞吞、胞吐会导致膜成分的更新。
三、物质输入和输出的结构基础
1.离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白，一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
2.胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
3.物质出入细胞方式比较
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
物质运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
是否需要载体
不需要
需要
需要
不需要
不需要
运输动力
浓度差
浓度差
消耗能量
消耗能量
消耗能量
图　例

模　型

举　例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等
红细胞吸收葡萄糖
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等
各种分泌蛋白，如抗体、消化酶、蛋白质类激素等

【考点剖析】
考点一：细胞的物质输入和输出方式
例1．下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是(　　)

A.该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸
B.该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时
C.该膜可能是哺乳动物的红细胞膜
D.与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体
【答案】C
【解析】[细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。
归纳总结：
1.离子和小分子以穿膜运输方式进出细胞
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
图例

物质运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
载体蛋白质
不需要
需要
需要
能量消耗
不消耗
不消耗
消耗
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子
红细胞吸收葡萄糖
神经元或肌肉细胞吸收K+，排出Na+。某些海藻细胞摄入碘等。
2.大分子以膜泡运输方式进出细胞
膜泡运输的方式
胞吞
胞吐
吞噬作用
胞饮作用
图例

过程
运输的物质→与质膜接触→质膜内陷→小囊泡→脱离质膜进入细胞
运输的物质→囊泡→与质膜融合→释放
载体蛋白质
不需要
不需要
不需要
能量消耗
消耗
消耗
消耗
举例
吞噬细胞吞入细菌、细胞碎片、癌细胞、衰老的细胞等。
细胞吞入较小的颗粒或液体物质。
分泌蛋白的分泌。

考点二：影响物质运输的因素
例2．用呼吸抑制剂处理人体红细胞，下列物质吸收量显著减少的一组是(　　)

【答案】B
【解析】氨基酸进入红细胞是主动运输，其吸收需要细胞呼吸提供的能量和载体蛋白，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，与能量无关，A项错误；氨基酸和K＋的运输方式都是主动运输，能量降低会使其吸收速率下降，B项正确；O2、H2O、甘油和脂肪酸的运输方式都是自由扩散，抑制细胞呼吸对它们的吸收没有影响，C、D项错误。
【归纳提升】
1.浓度差对物质跨膜运输的影响

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体数量的限制。
2.载体蛋白数量对跨膜运输的影响

载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散载体蛋白数量越多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
3.氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。

①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。考点三：物质跨膜运输的科学探究
例3．将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是(　　)
A．给营养液通入空气有利于该植物的生长
B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
【答案】B
【解析】由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”，说明根对a离子的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体，B项错误、C项正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D项正确。
归纳提升
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

11．（2019·海南·高考真题）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___________。
（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___________________________。
（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。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__
11.【答案】（1）物质通过简单的扩散方式进出细胞     （2）载体数量饱和
（3）思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：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）物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散，该过程不需要载体和能量，受细胞内外浓度差的影响。
（2）由图可知，b可能是协助扩散或主动运输，b需要载体协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，载体数目饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。
（3）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。
思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。
结果及结论：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。
12．（2022·全国·高考真题）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以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的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。

(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是______。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加，推测其原因是______。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是______。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物对的吸收利用，可以采取的措施是______。
12.【答案】(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对的吸收速率与O2浓度呈正相关
(2)主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和
(3)甲的最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多
(4)定期松土
【解析】（1）主动运输是低浓度向高浓度运输，需要能量的供应、需要载体蛋白协助，由图可知，当氧气浓度小于a点时，随着O2浓度的增加，根细胞对NO3－ 的吸收速率也增加，说明根细胞吸收NO3－需要能量的供应，为主动运输。
（2）主动运输需要能量和载体蛋白，呼吸作用可以为主动运输提供能量，O2浓度大于a时作物乙吸收NO3－的速率不再增加，能量不再是限制因素，此时影响根细胞吸收NO3－速率的因素是载体蛋白的数量，此时载体蛋白数量达到饱和。
（3）曲线图分析，当甲和乙根细胞均达到最大的NO3－的吸收速率时，甲的NO3－最大吸收速率大于乙，说明甲需要能量多，消耗O2多，甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。
（4）在农业生产中，为了促进根细胞对矿质元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量。
【思路分析】
根据物质运输的方向以及运输过程中是否需要能量，将物质跨膜运输分为被动运输和主动运输，其中主动运输为逆浓度方向运输，需要载体蛋白和能量的供应。曲线图分析，当氧气浓度小于a时，影响根细胞吸收NO3－的因素是能量，当氧气浓度大于a时，影响根细胞吸收NO3－的因素是载体蛋白的数量。
13．（2021·全国·高考真题）植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题：
（1）细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是_______。
（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_______复合物构成的，其运输的特点是_______（答出1点即可）。
（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_______。
13.【答案】（1）具有一定的流动性     （2）蛋白质     顺浓度梯度运输或不消耗能量     （3）细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程，需要能量，呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能，故使细胞主动运输速率降低
【解析】（1）生物膜的结构特点是具有一定的流动性。
（2）离子通道是由蛋白质复合物构成的，通过离子通道的运输相当于协助扩散，其运输特点是顺浓度梯度运输或不消耗能量。
（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。可知是主动运输过程，主动运输需要消耗能量，而细胞中的能量由细胞呼吸提供，因此呼吸抑制剂会影响细胞对K+的吸收速率。
【提醒】植物根细胞的从外界吸收各种离子为主动运输，一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要，需要耗能、需要载体协助。

【过关检测】
一、单选题
1．（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
2．（2023·浙江·统考高考真题）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．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D．培养基的pH值高于细胞内，有利于蔗糖的吸收
3．（2023·湖北·统考高考真题）心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体（转入Na+的同时排出Ca2+），两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是（　　）

A．心肌收缩力下降
B．细胞内液的钾离子浓度升高
C．动作电位期间钠离子的内流量减少
D．细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
4．（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
5．（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
6．（2022·辽宁·统考高考真题）水通道蛋白（AQP）是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是（    ）
A．人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B．AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATP
C．检测结果表明，只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D．正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白的数量有关
7．（2016·全国·高考真题）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（    ）
A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
8．（2021·重庆·高考真题）人体细胞溶酶体内较高的H+浓度（pH为5.0左右）保证了溶酶体的正常功能。下列叙述正确的是（    ）
A．溶酶体可合成自身所需的蛋白
B．溶酶体酶泄露到细胞质基质后活性不变
C．细胞不能利用被溶酶体分解后产生的物质
D．溶酶体内pH的维持需要膜蛋白协助
9．（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
10．（2021·江苏·高考真题）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
11．（2021·山东·统考高考真题）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 进行进入液泡并储存。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
12．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考二模）下图为人体胃壁细胞的两种H+载体蛋白甲和乙，其中A侧表示胃腔。下列叙述错误的是（    ）

A．甲载体可使膜两侧H+维持一定的浓度差
B．乙载体以主动转运的方式转运H+
C．口服甲载体抑制剂可治疗胃酸分泌过多
D．乙载体最可能位于线粒体的内膜中
13．（2023·海南·统考模拟预测）某些海洋生物（如海鳗）具有盐腺，盐腺细胞膜上存在反向转运载体蛋白，该载体蛋白利用细胞内外的电化学势能（电位和浓度差）将转运出细胞，同时将转入盐腺细胞，以便通过导管将排出体外，盐腺细胞内部分物质跨膜运输过程如图所示。下列有关分析错误的是（    ）

A．通过反向转运载体蛋白进入细胞的方式属于主动运输
B．载体蛋白数量和能量供应可保持盐腺细胞内外较高的浓度差
C．盐腺细胞膜上反向转运载体蛋白能提高海鳗的抗盐能力
D．H2O通道蛋白和通道蛋白的形态、结构和功能都相同
14．（2023·江西抚州·金溪一中校考模拟预测）胰液和胆汁中有大量的HCO3-，这些HCO3-大部分在小肠上段被吸收﹐其吸收过程为细胞中的H+通过Na+-H+交换体（细胞外1个Na+顺浓度转运入细胞内的同时，将1个H+转运出细胞）进入肠腔，与HCO3-结合形成H2CO3，H2CO3在碳酸酐酶的作用下分解成水和CO2，进而被小肠上皮细胞吸收。下列相关分析错误的是（    ）
A．肠腔中的HCO3-不能通过细胞膜上的转运蛋白直接被小肠细胞吸收
B．水和CO2进入细胞的速率均与它们在细胞内外的浓度差有密切关系
C．小肠上皮细胞的Na+-H+交换体转运H+的过程无需细胞代谢直接供能
D．肠腔中的CO2进入血液后能刺激人体呼吸中枢兴奋，该调节过程属于神经调节
15．（2023·浙江·统考模拟预测）H+进出某细胞线粒体内膜的过程如图所示。H+通过蛋白A的跨膜运输方式为（　　）

A．主动运输 B．渗透作用 C．易化扩散 D．胞吐作用
16．（2023·河北邯郸·统考三模）美国科学家麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构，揭示了K+通道的工作原理。下列叙述错误的是（    ）

A．通道蛋白是一类贯穿于整个磷脂双分子层的转运蛋白
B．机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输
C．物质通过自由扩散的方式进出细胞的速率大于通过通道蛋白进出细胞的速率
D．K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变

17．（2023·山东·统考模拟预测）海水稻学名耐盐碱水稻，是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区的耐盐碱水稻，也可种植在半荒漠内陆盐碱地和平原盐碱地，通常可用稀释的0．6%的海水来灌溉。下列有关叙述错误的是（　　）
A．将海水稻和普通水稻的根细胞分别置于清水中，二者吸收水分的量差不多
B．用海水浇灌海水稻与普通水稻，海水稻能正常生长，普通水稻将枯萎
C．海水稻的根细胞吸收矿质离子时需要根细胞呼吸作用产生的ATP提供能量
D．推广种植海水稻有助于增加粮食产量，缓解耕地资源不足和粮食危机等问题
18．（2023·四川·统考二模）食物中的核酸进入小肠可被水解为核苷和磷酸，其中核苷可通过细胞膜上的核苷转运载体，逆浓度转运至小肠上皮细胞内。下列有关叙述正确的是（    ）
A．核苷是由C、H、O、N元素构成的化合物
B．细胞膜上核苷转运载体的化学本质是糖蛋白
C．用呼吸抑制剂处理不影响小肠上皮细胞对核苷的转运
D．小肠上皮细胞可利用核苷转运载体吸收肠腔中的葡萄糖
19．（2023·山东·统考模拟预测）细胞质基质中的Ca2﹢浓度较低主要与细胞膜或细胞器膜上的Ca2﹢泵有关，Ca2﹢泵又称Ca2﹢-ATP酶。肌肉细胞的内质网上富含Ca2﹢泵，其运输Ca2﹢时与ATP的水解相偶联。当肌肉细胞受到刺激后，内质网腔中的Ca2﹢释放出来，参与肌肉细胞收缩的调节。下列相关叙述错误的是（    ）
A．Ca2﹢泵既具有转运功能，也具有催化功能
B．Ca2﹢泵向内质网腔中运输Ca2﹢时会发生蛋白质的磷酸化
C．运输Ca2﹢的过程中Ca2﹢泵的空间结构不会发生变化
D．Ca2﹢泵向胞外运输Ca2﹢的方式与K﹢进入神经细胞的方式相同
20．（2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模）如图①为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，②-⑤表示物质出入细胞的不同方式。下列相关叙述错误的是（    ）

A．根据图①可以区分细胞膜的内外两侧 B．通过图⑤可以看出细胞膜具有一定的流动性