2024人教版新教材高中生物必修1同步练习--第2节　主动运输与胞吞、胞吐（含解析）

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2024人教版新教材高中生物必修1
第2节　主动运输与胞吞、胞吐
基础过关练
题组一　认识主动运输
1.如图是人体小肠绒毛上皮细胞中进行的某种物质跨膜运输方式的示意图,下列哪组物质的运输方式与图示符合(　　)
A.O2、CO2
B.H2O、K+
C.葡萄糖、氨基酸
D.甘油、脂肪酸
2.(2022福建龙岩一中期中)在水稻的营养液中加入某种阴离子,结果发现水稻的根细胞在吸收该种阴离子的同时,对氯离子的吸收减少了,但对钾离子的吸收没有影响,最可能的原因是该种阴离子(　　)
A.妨碍了能量的供应
B.抑制了主动运输
C.与氯离子的载体蛋白相同
D.破坏了细胞膜的结构
题组二　辨析胞吞和胞吐
3.(2021河北衡水中学期末)图示为胰岛B细胞分泌胰岛素的过程,下列有关说法不正确的是(　　)
A.胞吞和胞吐都需要细胞代谢产生的能量
B.大分子物质可以通过胞吞和胞吐进出细胞
C.细胞摄取大分子时,大分子先与膜上的蛋白质结合
D.胰岛素的分泌过程与膜的流动性无关
4.下列与胞吞和胞吐有关的叙述,错误的是(　　)
A.细胞对大分子的胞吞没有选择性
B.胞吞和胞吐过程涉及细胞膜成分的更新
C.胞吞和胞吐的物质可以是大分子,也可以是小分子
D.能进行胞吞和胞吐的生物可以是细胞生物,但不可以是病毒
5.细胞吸收物质的方式之一是胞吞,具体过程是当物质吸附在细胞膜上时,细胞膜内陷,形成小囊泡,然后囊泡包裹着物质,将其运输至相应部位。下列叙述错误的是(　　)
A.胞吞消耗能量,会发生质膜的断裂
B.各种离子通过胞吞被运送到细胞内侧
C.被胞吞的物质可以是固体或液体
D.胞吞发生时,质膜的相对面积可能会减少
题组三　比较几种物质跨膜运输方式
6.下图是物质P和Q运出细胞的示意图(不考虑胞吐),相关叙述正确的是(　　)
A.物质P可能是二氧化碳
B.物质Q可能表示蛋白质
C.物质P和Q运出细胞都需要能量
D.物质P和Q运出细胞都可能需要载体蛋白
7.(2022安徽芜湖一中月考)如图为细胞膜及物质跨膜运输方式示意图,a~e代表跨膜运输方式,据图分析下列说法错误的是(　　)
A.水分子以b和c两种方式通过细胞膜
B.图中A在运输物质时,需要与运输的物质结合
C.细胞膜的选择透过性主要取决于物质A的种类,也与磷脂分子有关
D.葡萄糖不能通过b方式进入细胞
8.(2022黑龙江大庆实验中学期中)关于物质跨膜运输方式的概念图的分析,错误的是(　　)
A.离子的跨膜运输必须借助于转运蛋白
B.大分子物质只有通过①所示的过程才能进入细胞
C.上图中未考虑多糖、蛋白质等分子的跨膜运输方式
D.细胞膜的选择透过性与膜上转运蛋白的种类和数量有关
题组四　影响跨膜运输的因素
9.(2021辽宁沈阳期末)如图是胡萝卜在不同氧浓度下从硝酸钾溶液中吸收K+和N的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的主要因素分别是(　　)
A.载体蛋白数量、能量
B.能量、载体蛋白数量
C.载体蛋白数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
10.(2022吉林长春第二实验中学期中)图1是人甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程,图2表示两种跨膜运输方式。请据图回答问题:
图1
图2
(1)细胞内的碘浓度远远高于细胞外的碘浓度,这表明图1中a过程跨膜运输的方式是　　　　,该过程　　　　(填“需要”或“不需要”)细胞提供能量。
(2)图2中,甲的跨膜运输方式是　　　　　　,乙的跨膜运输方式是　　　　　　　　,苯进出细胞的方式是图2中的　　　　(填“甲”或“乙”)。
(3)甘油、胆固醇等都能很容易通过细胞膜,主要与细胞膜中含有　　　　有关。
(4)木糖为五碳糖,但是细胞膜能转运葡萄糖,却不能转运木糖,这表明细胞膜具有的特性是　　　　　　。
(5)突触前膜通过胞吐的方式释放神经递质,说明细胞膜具有的特点是　　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　物质跨膜运输的分析
1.(2022江西宜春月考)下表是人体成熟红细胞与血浆中的K+和Mg2+在不同条件下的含量比较,据表分析不合理的是(　　)
单位 mmol/L 处理前 用鱼藤 酮处理后 用乌本 苷处理后
细胞 内 血浆 中 细胞 内 血浆 中 细胞 内 血浆 中
K+ 145 5 11 5 13 5
Mg2+ 35 1.4 1.8 1.4 35 1.4
A.鱼藤酮对K+和Mg2+的转运蛋白的生理功能均有直接抑制作用
B.鱼藤酮可能抑制ATP的合成从而影响K+和Mg2+的运输
C.乌本苷抑制K+的转运蛋白的生理功能而不影响Mg2+的转运蛋白的生理功能
D.正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞
2.(2022黑龙江大庆实验中学期中)如图表示LDL(低密度脂蛋白)进入细胞的过程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.变形虫摄取单细胞生物等食物的方式是胞吞
B.图示中LDL进入细胞的过程不需要消耗能量
C.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解
D.图示的跨膜运输方式是胞吞,体现了膜的流动性
3.(多选)(2021河北衡水中学期末)协同转运是一类由Na+-K+泵与载体蛋白协同作用靠间接消耗ATP所完成的运输方式。如小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等有机物时,伴随着Na+从细胞外流入细胞内,直接动力来自膜两侧Na+电化学梯度。下列有关说法正确的是　(　　)
A.小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输
B.小肠上皮细胞吸收Na+的方式为主动运输
C.小肠上皮细胞吸收K+的方式为主动运输
D.Na+-K+泵具有运输和使ATP水解的作用
4.(2021山东潍坊期中)囊性纤维化是一种遗传性外分泌腺疾病,主要影响胃肠道和呼吸系统,通常具有慢性梗阻性肺部病变、胰腺外分泌功能不足和汗液电解质异常升高等特征。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CFTR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。如图为正常人和囊性纤维化患者的氯离子跨膜运输示意图。
(1)图中所示H2O的运输方式为　　　　　　,H2O还可以通过　　　　　　方式进出细胞,两种方式的共同点是　　　　　　。
(2)正常情况下,支气管上皮细胞在转运氯离子时,氯离子首先与CFTR蛋白结合,在细胞内化学反应释放的能量推动下,CFTR蛋白的　　　　　　发生变化,从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧。此过程,氯离子只能与CFTR蛋白结合,原因是　　　　　　。
(3)囊性纤维化患者的主要临床表现为支气管中黏液增多,导致支气管反复感染和气道阻塞,呼吸急促。据图分析囊性纤维化患者支气管中黏液增多的原因是　　　　　　　。
题组二　影响跨膜运输的因素
5.(2022湖北荆门龙泉中学月考)肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖,其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1,肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2,其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示,下列推测错误的是(　　)
A.协助扩散可以缩小细胞内外葡萄糖的浓度差
B.与B点相比,制约A点葡萄糖转运速率的主要因素是GLUT1数量
C.与A点相比,C点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞GLUT2少
D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
6.(2021辽宁朝阳二中月考)图1表示某生物膜结构,图中a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图2是几种物质跨膜运输方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图(不考虑胞吞、胞吐),据图回答下列问题。
图1
图2
(1)若图1表示肺泡细胞的细胞膜,则氧气进入该细胞的方式为[　]　　　　　　,此物质跨膜运输方式与图2中曲线相符合的是　　　　　　(填序号)。
(2)图2中④物质运输速率受到限制的原因是　　　　　。
(3)分析图2中曲线可知,能够表示人体红细胞吸收葡萄糖的曲线有　　　　　　　　(填序号)。
(4)在研究物质X进入细胞的方式时,发现与曲线④和⑥相符,则物质X进入细胞的方式是　　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C　图中表示的物质运输是逆浓度梯度进行,且需要载体蛋白和能量,应是主动运输。小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸都是主动运输。
2.C　氯离子和钾离子的吸收方式均为主动运输,主动运输需要载体蛋白和能量。加入某种阴离子,对钾离子的吸收没有影响,说明该种阴离子不影响能量的供给,没有破坏细胞膜的结构;氯离子的吸收受到抑制,可能是由于该阴离子与氯离子的载体蛋白相同,C正确。
3.D　生物大分子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(教材第72页),D错误。
归纳总结
胞吞、胞吐运输物质时,需要膜蛋白和能量。
4.A　胞吞需要膜上蛋白质的参与,细胞对大分子的胞吞有选择性,A错误。病毒无细胞结构,不能进行胞吞和胞吐,D正确。
5.B　胞吞过程利用了细胞膜的流动性,有细胞膜内陷形成囊泡的过程,会发生质膜的断裂,导致质膜的相对面积减少,A、D正确;离子通过主动运输或协助扩散转运到细胞内侧,B错误。
6.D　物质P是逆浓度梯度出细胞,其跨膜的方式为主动运输,需要载体蛋白和能量;物质Q是顺浓度梯度出细胞,其跨膜的方式为协助扩散或自由扩散,不需要能量,其中协助扩散需要转运蛋白参与,C错误,D正确。二氧化碳以自由扩散方式出细胞,A错误。蛋白质以胞吐的形式出细胞,B错误。
7.B　大多数水分子通过c协助扩散方式运输,少部分水分子以b自由扩散方式运输,A正确;图中A是膜上蛋白质,其中c方式中的蛋白是通道蛋白,其在运输物质时不需要与运输物质结合,B错误;细胞膜的选择透过性主要取决于物质A(蛋白质)的种类,也与磷脂分子有关,C正确;葡萄糖不能通过b(自由扩散)方式进入细胞,D正确。
8.B　离子的跨膜运输方式为协助扩散和主动运输,需要借助于转运蛋白才能进行,A正确;①表示主动运输,而蛋白质等大分子物质通过胞吞才能进入细胞,B错误;多糖、蛋白质等分子的跨膜运输方式为胞吞、胞吐,而图示中没有胞吞和胞吐两种运输方式,C正确;细胞膜的功能与膜上蛋白质的种类和数量有关,细胞膜的选择透过性是其功能特点,与膜上转运蛋白的种类和数量有关,D正确。
9.B　细胞吸收K+和N的方式为主动运输。A、B两点为在不同氧浓度下胡萝卜对N的吸收量,在一定范围内,氧浓度和能量供应呈正相关,所以影响A、B两点吸收量不同的主要因素是能量;B、C两点为在同一氧浓度下胡萝卜对N和K+的吸收量,影响B、C两点吸收量不同的主要因素是载体蛋白的数量,B正确。
10.答案　(1)主动运输　需要　(2)自由扩散　协助扩散或主动运输　甲　(3)脂质(或磷脂)　(4)选择透过性　(5)一定的流动性
解析　(1)图1中I-逆浓度梯度进入甲状腺细胞,说明I-的跨膜运输方式为主动运输,主动运输需要消耗能量。(2)图2中甲运输速率与物质浓度呈正相关,表示的运输方式为自由扩散,乙表示的运输方式为协助扩散或主动运输;苯为脂溶性的小分子有机物,进出细胞的方式是自由扩散(甲)。(3)甘油、胆固醇是脂溶性的小分子物质,它们容易通过细胞膜与细胞膜中含有磷脂成分有关。(4)木糖和葡萄糖都是小分子物质,但细胞能转运葡萄糖,不能转运木糖,这与细胞膜具有选择透过性有关。(5)胞吐过程体现了细胞膜具有一定的流动性特点。
能力提升练
1.A　若添加某物质使得细胞的主动运输和胞吞、胞吐过程均无法正常进行,推测该物质可能影响能量供应;若添加某物质只使得某一种转运物质的主动运输或协助扩散过程受阻,推测该物质可能影响该转运物质的转运蛋白的功能。正常情况下,血浆中K+和Mg2+浓度均低于红细胞内,因此血浆中K+和Mg2+均通过主动运输方式从血浆中运输到红细胞中,D正确;鱼藤酮处理组,细胞内K+和Mg2+的含量均显著低于处理前细胞内含量,推测鱼藤酮可能通过影响二者转运蛋白的功能,也可能通过影响能量供应从而影响K+和Mg2+的运输,但本实验无法判断鱼藤酮对K+和Mg2+的转运蛋白的生理功能有无直接抑制作用,A错误,B正确;乌本苷处理组,细胞内K+含量显著低于处理前细胞内含量,细胞内Mg2+含量和处理前相比无差异,说明乌本苷不影响能量供应,推测乌本苷抑制K+的转运蛋白的生理功能而不影响Mg2+的转运蛋白的生理功能,C正确。
2.B　细胞外的低密度脂蛋白被细胞膜上的LDL受体识别并结合,通过胞吞作用进入细胞,形成网格蛋白包被的囊泡,进行转运。变形虫摄取单细胞生物等食物(大分子或颗粒物)的方式是胞吞,A正确;LDL与LDL受体结合后,利用细胞膜的流动性,通过胞吞作用进入细胞,该过程需消耗能量,B错误,D正确;溶酶体是细胞的“消化车间”,胞吞形成的囊泡,在细胞内被溶酶体降解,C正确。
3.ACD　葡萄糖通过钠驱动的葡萄糖载体蛋白进入细胞,并消耗钠离子顺浓度梯度进入细胞的电化学能,其方式为主动运输,A正确;钠离子顺浓度梯度借助钠驱动的葡萄糖载体蛋白进入小肠上皮细胞,其方式为协助扩散,B错误;钾离子借助钠钾泵并消耗ATP水解释放的能量进入小肠上皮细胞,其方式为主动运输,C正确;钠钾泵可运输钾离子、钠离子,又可以使ATP水解,D正确。
4.答案　(1)自由扩散　协助扩散　都是顺浓度梯度运输、不消耗细胞内化学反应释放的能量　(2)空间结构(自身构象)　氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应　(3)患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子不能向膜外扩散,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累
解析　图示表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。功能正常的CFTR蛋白能协助氯离子转运至细胞外;功能异常的CFTR蛋白不能协助氯离子转运至细胞外,导致肺部细胞表面的黏液不断积累。(1)图中所示H2O的运输方式为自由扩散,H2O还可以通过协助扩散进出细胞,这两种方式都是顺浓度梯度运输的,都不消耗细胞内化学反应释放的能量。(2)正常情况下,支气管上皮细胞在转运氯离子时,氯离子首先与CFTR蛋白结合,在细胞内化学反应释放的能量推动下,CFTR蛋白的空间结构(自身构象)发生变化,从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧。一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合,氯离子只能与CFTR蛋白结合的原因是氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应。(3)据图分析囊性纤维化患者支气管中黏液增多的原因是患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子不能向膜外扩散,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累。
5.B　协助扩散是物质顺浓度梯度的运输,葡萄糖运输过程中,膜两侧的浓度差缩小,A正确;A点与B点载体蛋白GLUT1数量一样多,制约A点葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄糖的浓度,B错误;C点与A点葡萄糖浓度一样,因载体蛋白数量不同而运输速率不同,C正确;与无蛋白质的磷脂双分子层相比,有载体蛋白时运输速率明显加快,所以载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率,D正确。
6.答案　(1)b　自由扩散　①③⑤　(2)载体蛋白数量有限　(3)②③⑥　(4)主动运输
解析　分析题图1:有糖蛋白的一侧是细胞膜的外侧,a和d方式是从低浓度向高浓度运输,需要载体蛋白协助和能量,属于主动运输,其中a是进细胞,d是出细胞;b和c方式是从高浓度向低浓度运输,不需要转运蛋白协助和能量,属于自由扩散,其中b是进细胞,c是出细胞。分析题图2:①曲线中,物质运输速率和物质浓度呈正相关,运输方式为自由扩散;②曲线中,在一定浓度范围内,随着物质浓度增加,物质运输速率增加,但达到一定程度后运输速率不再随物质浓度的增加而增加,可能是受到转运蛋白数量的限制,其运输方式属于协助扩散或主动运输;③曲线中的能量变化不会影响运输速率,其运输方式为自由扩散或协助扩散;④曲线中,物质运输速率在一定范围内随着能量的增加而增加,超过一定范围后,物质运输速率不再增加,运输方式为主动运输;⑤曲线中,物质运输速率和转运蛋白数量无关,表示自由扩散;⑥曲线中,物质运输速率在一定范围内随转运蛋白数量的增加而增加,超过一定范围后,物质运输速率不再增加,表示协助扩散或主动运输。(2)曲线④表示主动运输,由曲线可知,物质运输速率在一定范围内随着能量的增加而增加,超过一定范围后,物质运输速率不再增加,限制原因是载体蛋白数量有限。(3)人体红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,能够表示协助扩散的曲线有②③⑥。(4)在研究物质X进入细胞的方式时,发现与曲线④和⑥相符,说明该物质受能量和转运蛋白数量的影响,则物质X进入细胞的方式是主动运输。
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