（山东专版）考典8 物质进出细胞的方式 2026届《考典·高考·生物学》五年真题一模（含解析）
文档属性
| 名称 | （山东专版）考典8 物质进出细胞的方式 2026届《考典·高考·生物学》五年真题一模（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-15 15:15:41 | ||
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文档简介
第二单元 细胞代谢
专题三 细胞的物质输入和输出
考典8 物质进出细胞的方式
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年四考）
1.(2024·山东,1,2分,难度★★★)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2 含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1 被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2 的分解
D.油菜素内酯可使BAK1 缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
2.(2024·吉林,18,3分,难度★★★★)(多选)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
3.(2023·全国甲,1,6分,难度★★)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
4.(2023·全国新课标,1,6分,难度★★)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
5.(2023·浙江,13,3分,难度★★★★)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高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
6.(2023·山东,2,2分,难度★★★)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( )
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
7.(2023·湖南,8,2分,难度★★★)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
8.(2023·湖南,14,4分,难度★★★)(多选)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( )
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
9.(2023·辽宁,4,2分,难度★★★)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( )
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
10.(2022·天津,2,4分,难度★)下列生理过程的完成不需要两者结合的是( )
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
11.(2022·山东,3,2分,难度★★★)N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如下图。铵肥施用过多时,细胞内N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.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N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N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
12.(2022·辽宁,9,2分,难度★)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
13.(2022·广东,7,2分,难度★★)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )
A.细胞核 B.细胞质
C.高尔基体 D.细胞膜
14.(2022·重庆,2,2分,难度★★)下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
15.(2021·山东,2,2分,难度★★)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
16.(2021·江苏,3,2分,难度★)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
17.(2021·湖北,11,2分,难度★★)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,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
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
18.(2021·河北,4,2分,难度★★)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
19.(2020·海南,18,3分,难度★★★)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
20.(2020·江苏,5,2分,难度★★)下图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是( )
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
21.(2022·海南,16,10分,难度★★★)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是 。
(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 。
(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 ;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(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下图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 。
22.(2021·全国甲,29,10分,难度★★★)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 。
23.(2021·北京,19,12分,难度★★★★)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管—伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
图1 图2
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于 。由H+泵形成的 有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式相比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过 这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有 。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的 功能。
24.(2021·广东,19,16分,难度★★★★)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果见图1。
图1
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要 及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有
的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有 。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(图2,示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是 。
图2
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是 ,与其他两组比较,设置模型组的目的是 。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 ,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为 。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025齐鲁名校联考）红细胞在发育过程中需要吸收大量铁来合成血红蛋白，血液中的Fe3+通过与转铁蛋白（Tf）形成复合物进行运输。红细胞膜上转铁蛋白受体（TFRC）逐渐增加，TFRC与Tf相互作用形成的复合体被胞吞，Fe3+在囊泡中被转化成Fe2+并通过载体蛋白DMT1进入细胞质基质。下列说法错误的是（ ）
A. Fe3+通过与Tf形成复合物进行运输，Tf属于转运蛋白
B. 复合体被胞吞的过程中需要膜蛋白的协助并消耗能量
C. Fe2+进入细胞质基质过程中，DMT1的构象会发生改变
D. Tf、TFRC、DMT1等蛋白的功能异常均可能引起贫血
2．（2025 临沂一模）土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞外排Na+，维持 Na+ / K+ 平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后，磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，致使SOS2接触激活 Na+ H+ 转运蛋白SOS1，并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．SOS1转运Na+和H+不需要细胞内化学反应所释放的能量
B．盐胁迫时，植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排
C．钠离子通过HKT1进入细胞时，不需要与其结合
D．盐胁迫下，磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用，降低了细胞内Na+/K+比值
3.（2025枣庄一模） 钠钾氯共转运蛋白（NKCC）是帮助钠离子、钾离子、氯离子进行运输的一类膜蛋白，其合成过程与分泌蛋白类似。在肾脏的尿液浓缩过程中NKCC利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力，逆浓度梯度转运K+和Cl-进入细胞。下图是肾小管上皮细胞对离子吸收和转运的示意图。下列说法错误的是（ ）
A. 钠一钾泵发挥作用时发生磷酸化导致其空间结构改变
B. K+主动运输进入上皮细胞可以借助不同的载体蛋白
C. NKCC的合成需要线粒体供能，需要高尔基体参与
D. Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式相同
4.（2025聊城一模）下图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制，L为运输的质子泵，M为同时运输蔗糖分子和的转运蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 向筛管细胞外运输时，L的空间构象会发生可逆性改变
B. M向筛管细胞内运输的同时运输蔗糖分子，其不具有特异性
C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗能量，属于被动运输
D. 蔗糖分子通过胞间连丝进入库细胞的方式为协助扩散
5.（2025济宁一模）物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础。下列关于物质运输及应用的叙述，错误的是（ ）
A. 新生儿吸收母乳中的抗体，可以通过胞吞方式
B. 主动运输使细胞膜内外物质浓度趋于一致，维持细胞的正常代谢
C. 植物细胞在低渗溶液中吸水达到平衡状态时，细胞液浓度大于外界溶液浓度
D. 在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离
6.（2025青岛一模）研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收，跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白（NRT）介导，NRT是H+/同向转运体，运输机制如图所示。液泡膜上的H+/反向转运体在H+浓度梯度驱动下，将运入液泡。下列说法错误的是（ ）
A. 碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要间接消耗细胞中的ATP
B. 碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、磷脂等生物大分子
C. 利用ATPase抑制剂处理碱蓬根部，根细胞吸收的速率会降低
D. 液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺
7.（2025潍坊一模）TMCO1 是内质网跨膜蛋白，内质网中Ca +浓度过高时会促进四个TMCO1聚集形成Ca +通道，使内质网中的Ca +浓度恢复到正常水平，TMCO1随之解聚失活。TMCOI基因敲除的小鼠能够模拟痴呆患者的主要病理特征。下列说法错误的是
A.高浓度Ca +促进TMCO1的肽链盘曲、折叠形成Ca +通道
B.TMCO1 调节内质网中Ca +浓度的机制属于负反馈调节
C.Ca +由内质网转运到细胞质基质的过程不需要消耗能量
D.内质网中Ca +浓度过高导致模型小鼠出现痴呆症状
8.（2025济南一模）下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是
A.蔗糖由细胞外进人液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能
B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质
C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用
D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量
9.（2025日照一模）哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+。Ca2+由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运，基底膜上的钠钙交换蛋白(NCX)将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞，钙蛋白(PMCA)则消耗ATP将Ca2+运出细胞。下列叙述错误的是
A.细胞外Ca2+浓度越高，TRPV6运输Ca2+的速率就越快
B.CB活性增强有利于Ca2+通过TRPV6进入小肠上皮细胞
C.PMCA和NCX均以主动运输方式将Ca2+运出小肠上皮细胞
D.当细胞外液中的 Na+浓度降低时，Ca2+运出细胞会受到抑制
10.（2024淄博一模）盐胁迫时，大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞后，刺激细胞内二价阳离子（如Ca2+） 浓度迅速升高。 钙结合蛋白 OsSOS3/OsCBL4 感知盐胁迫引起的胞质钙信号，与 OsSOS2/OsCIPK24 相互作用使其磷酸化，磷酸化的 OsSOS2/OsCIPK24 迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白 OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡，从而降低细胞质基质中的 Na+浓度。 下列说法错误的是（ ）
A. 大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量，为协助扩散
B. OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后， 其构象和功能发生改变
C. 质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白发挥作用时直接消耗 ATP
D. 在细胞质基质 Na+浓度下降的同时，细胞质基质的pH 下降
11.（2024烟台德州一模）细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca2+运输系统如图所示，①~⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是（ ）
A. ATP水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化
B. 抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率
C. ③转运H+的机制和②⑤转运Ca2+的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D. ①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2+水平
12.（2024潍坊滨州一模）矮牵牛花瓣颜色与其液泡pH密切有关，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，随着 pH 升高颜色不断改变，当pH>5时，出现稀有的蓝色调。研究表明，液泡pH值主要由 H 泵甲、乙和转运蛋白 NHX1 共同调控，过程如图。原本开红花的矮牵牛某一突变体中 NHX1表达量显著增加，导致花瓣呈现独特的蓝色。下列说法错误的是（ ）
A. H 通过甲、乙进入液泡利于植物细胞保持坚挺
B. K 通过 NHX1 的跨膜运输方式属于协助扩散
C. 促进甲、乙蛋白表达，利于花瓣保持鲜艳的红色
D. H 从细胞质基质转运到液泡的方式属于主动运输
13.（2024聊城一模）蔗糖是光合作用的主要产物之一。研究发现，甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞；共质体途径和质外体途径，分别如图中①、②所示。下列说法错误的是（ ）
A. 图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
B. 蔗糖通过蔗糖-H+同向运输器的运输方式为主动运输
C. H+-ATP酶起作用时，质外体的pH持续降低
D. 加入H+-ATP酶抑制剂将影响蔗糖进入伴胞细胞的运输速率
14.（2024日照一模）研究发现，盐芥能够在盐胁迫逆境中正常生长，这与其根细胞独特的物质转运机制密切相关。盐芥根细胞液泡膜上具有H+泵，它能够在ATP供能的情况下使液泡膜两侧形成H+浓度梯度，载体蛋白NHX则可以利用该浓度梯度将H+运出液泡，同时使Na+通过NHX进行逆浓度的反向协同转运。下列分析错误的是（ ）
A. 载体蛋白NHX能够特异性转运H+和Na+
B. Na+进入液泡所需动力来自于液泡膜两侧的H+浓度梯度
C. 上述机制有利于液泡维持低钠状态，增强植物耐盐能力
D. 若盐芥根部细胞的呼吸作用受抑制，其耐盐能力会降低
15.（2024泰安一模）物质进入细胞的“载体假说”认为：载体R首先与待运输的膜外物质结合成复合体，然后此复合体转向膜内，将运输的物质释放到膜内，载体再恢复原状，继续与新的待转运物质结合，其运输过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. R结合Mo后，发生磷酸化，旋转变形转运物质
B. 通过该方式运输不会使Mi和Mo在细胞内外的浓度趋于一致
C. 甲状腺激素和生长激素都可以通过该方式在细胞之间进行运输
D. 可用该假说解释神经细胞通过Na＋-K＋泵运输K＋
16.（2024实验中学一模）干旱胁迫下，植物根系能迅速合成脱落酸（ABA），引发保卫细胞发生一系列的生理变化，导致其胞内渗透压降低，气孔关闭从而降低了植物水分的蒸发，其分子机制如图1所示。研究小组用ABA处理后，测定保卫细胞中的相关指标，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. ABA需要从根部极性运输至叶片才能作用于保卫细胞
B. ABA使保卫细胞膜上Ca2+通道开放，导致其膜电位表现为外正内负
C. 胞质Ca2+浓度出现第二个峰值，可能与液泡膜上Ca2+通道开放有关
D. ABA使保卫细胞中K+浓度升高和Cl-浓度降低，导致细胞失水气孔关闭
17.（2025烟台德州东营一模，不定项）为探究某种单细胞藻类吸收磷酸盐 (Pi)的方式，将该藻类用含 P标记的Pi的培养液培养并进行不同处理，测定各组 P的积累速率，结果如图所示。已知载体蛋白S的活性受H浓度梯度调控。下列说法正确的是（ ）
A.培养液中Pi和H的浓度是无关变量
B.该藻类吸收Pi依赖ATP直接供能
C.载体蛋白S是该藻类吸收Pi的必需蛋白
D.实验结果说明该藻类吸收Pi的方式 为主动运输
18.（2025潍坊一模，不定项）玉米根的横切面如图所示。水和无机盐在根部通过细胞间隙或胞间连丝运输，经过内皮层时因凯氏带阻隔只能跨膜转运，最终沿导管向地上部分运输。内皮层细胞膜的Na+-H+反向运输体将Na+逆浓度运入木质部，以维持木质部高渗透压。该反向运输体不直接消耗ATP。下列说法错误的是
A.内皮层细胞利用通道蛋白将H+排入木质部
B. Na+的浓度从表皮到木质部的各层细胞依次上升
C.若叶片的蒸腾作用停止，水分无法从根部向上运输
D.玉米根部遭受水淹时，植株吸水量会下降
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境化命题：以生产实践（如农业种植、污水处理）、科研发现（如新载体蛋白功能研究）和社会热点（如碳中和、重金属污染）为载体，强调知识迁移应用。
2. 信息呈现多样化：常结合坐标图（如运输速率曲线）、结构示意图（如细胞膜转运蛋白分布）、流程图（如信号通路）考查信息提取能力。
3. 综合性强：注重跨模块知识整合（如渗透作用与能量代谢、物质运输与基因表达调控的联系）。
4. 实践导向：实验设计题侧重变量控制、结果预测和结论推导，体现科学探究素养。
5. 学科素养：强化“结构与功能观”（如CFTR蛋白功能）和“科学探究”（如药物机制实验设计）。
（一）单项选择题
1.（农业生产情境）某农户为提高葡萄果实甜度，采用叶面喷施磷酸二氢钾溶液的方法。研究发现，磷酸根离子（Pi）通过细胞膜进入叶肉细胞的速率在一定浓度范围内随外界Pi浓度升高而加快，但超过阈值后速率趋于稳定。此现象说明Pi的吸收方式最可能是（ ）
A. 自由扩散 B. 协助扩散
C. 主动运输 D. 胞吞作用
2.（盐碱地作物种植）盐碱地中，植物根细胞通过液泡积累Na 以降低细胞质基质渗透压。研究发现，液泡膜上的NHX蛋白能同时运输H 和Na ，且运输方向相反。据此推断NHX蛋白的作用是（ ）
A. 顺浓度梯度运出Na ，逆浓度梯度运入H
B. 逆浓度梯度运入Na ，顺浓度梯度运出H
C. 逆浓度梯度运出Na ，顺浓度梯度运入H
D. 顺浓度梯度运入Na ，逆浓度梯度运出H
3.（生产生活情境）某药物可通过抑制细胞膜上载体蛋白的功能来治疗高血压，但其副作用可能导致肠道吸收钙离子减少。该药物的作用机制最可能是（ ）
A. 抑制主动运输，促进自由扩散
B. 抑制协助扩散，不影响主动运输
C. 抑制主动运输和协助扩散
D. 仅抑制主动运输的载体蛋白
4.（社会热点）某团队利用基因编辑技术提高水稻耐盐性，发现转基因水稻根细胞膜上Na /H 反向转运蛋白活性显著增强。其抗盐机制是（ ）
A. 促进Na 主动运出细胞，降低细胞液渗透压
B. 通过协助扩散将Na 排出，减少离子毒害
C. 增加细胞吸水能力，避免渗透失水
D. 分解Na 为小分子物质，维持代谢平衡
5.（结构与功能）溶酶体膜上的H -ATP酶可将细胞质基质中的H 泵入溶酶体。若该酶失活，导致的现象是（ ）
A. 溶酶体内水解酶活性增强
B. 细胞质基质pH显著下降
C. 细胞内积累大量未分解物质
D. 细胞吸水涨破风险增加
6.（药物抑制实验）研究人员用两种抑制剂处理同一植物细胞（甲组抑制呼吸作用，乙组抑制载体蛋白），检测细胞对葡萄糖和K 的吸收速率变化。下列结果正确的是（ ）
A. 甲组对两种物质的吸收均下降，乙组仅K 吸收下降
B. 甲组仅葡萄糖吸收下降，乙组两种物质吸收均下降
C. 甲组两种物质吸收均下降，乙组仅葡萄糖吸收下降
D. 甲组仅K 吸收下降，乙组两种物质吸收均下降
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
7.（植物细胞质壁分离）用不同浓度尿素溶液处理紫色洋葱表皮细胞，记录质壁分离及复原情况如下表：
尿素浓度（mol/L） 0.3 0.5 0.7
质壁分离时间（min） 5 3 1
是否复原 是 是 否
下列说法正确的是（ ）
A. 尿素可通过自由扩散进入细胞
B. 0.7mol/L处理组细胞过度失水死亡
C. 0.5mol/L组细胞液浓度先升后降
D. 各组细胞初始水势相同
8.（科研情境+流程图）科学家研究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的机制时，发现其依赖Na+浓度梯度（如下图）。下列叙述正确的是（ ）
A. 葡萄糖进入细胞的方式为主动运输
B. Na+的运输依赖载体蛋白且消耗ATP
C. 若抑制细胞呼吸，葡萄糖吸收速率下降
D. 该转运过程可逆浓度梯度进行
9.（生态治理热点）某湿地公园为净化含重金属的污水，种植了芦苇、香蒲等植物。研究发现，其根系细胞通过特定载体吸收Cd +并储存于液泡中。下列分析正确的是（ ）
A. CCd +吸收速率与载体数量和能量供应有关
B. 液泡膜转运Cd +的方式为主动运输
C. 该过程体现细胞膜控制物质进出的功能
D. 植物根系吸收Cd +有利于生态修复
10.（污水处理与物质运输）污水处理中常用反硝化细菌将NO 转化为N 。其细胞膜上电子传递链产生的H 梯度驱动NO 转运（如图）。下列说法正确的是（ ）
A. NO 进入细胞为主动运输
B. H 的跨膜运输需载体蛋白
C. 抑制ATP合成不影响NO 吸收
D. 该过程导致细胞外pH下降
11.（植物气孔开闭）保卫细胞吸水膨胀使气孔开放，K 和Cl 的快速积累是主要驱动力。若某突变体保卫细胞中SLAH1蛋白（Cl 通道）功能缺失，则可能出现（ ）
A. 光照下气孔开放延迟
B. 干旱时气孔关闭更快
C. 细胞中K 浓度异常升高
D. 叶片蒸腾速率下降
12.（肿瘤药物靶向治疗）某种抗癌药物可抑制细胞膜上的MDR蛋白（一种ATP驱动的转运蛋白）。研究发现，过量表达MDR蛋白的肿瘤细胞对该药物耐药性显著增强。下列分析正确的是（ ）
A. MDR蛋白可能参与药物的主动外排
B. 抑制线粒体功能可增强药物效果
C. 耐药性与细胞膜成分更新速率无关
D. 该药物可能用于治疗MDR蛋白缺陷型肿瘤
13.（细胞自噬与物质运输）溶酶体膜上V-ATPase可将H 泵入溶酶体，维持内部酸性环境。若V-ATPase失活，则不会出现（ ）
A. 溶酶体内水解酶活性降低
B. 胞吞物质无法被降解
C. 细胞自噬作用增强
D. 细胞质基质pH上升
14.（植物气孔开闭机制）保卫细胞通过调节K 浓度改变渗透压，控制气孔开闭。光照下，保卫细胞吸收K 的方式需H 泵建立电化学梯度驱动。下列叙述错误的是（ ）
A. K 通过通道蛋白进入细胞
B. H 泵运输H 为协助扩散
C. 抑制呼吸作用会导致气孔关闭
D. 该过程与液泡膜上的转运蛋白有关
15.（植物水孔蛋白）植物根细胞膜上PIP水通道蛋白的开放受磷酸化调控。干旱胁迫下，脱落酸（ABA）促进蛋白磷酸酶活性，导致PIP去磷酸化关闭。下列说法不正确的是（ ）
A. PIP关闭可减少根细胞失水
B. ABA信号通过调控基因表达发挥作用
C. PIP开放时水分子运输速率与浓度梯度无关
D. 磷酸化可能改变PIP的空间结构
（三）非选择题
16. 【科研情境】囊性纤维化患者呼吸道黏膜细胞中CFTR蛋白（一种Cl 通道）功能异常，导致Cl 无法外流，黏液黏稠度增加。研究人员利用细胞模型探究药物X对CFTR蛋白的修复作用，实验处理及结果如下表：
组别 处理 CFTR蛋白活性（相对值） 细胞外Cl 浓度（mmol/L）
甲 正常CFTR蛋白 100 120
乙 突变CFTR蛋白 20 30
丙 突变CFTR蛋白+药物X 65 85
（1）正常细胞中Cl 通过CFTR蛋白的运输方式为________，判断依据是________。
（2）乙组细胞外Cl 浓度显著低于甲组，原因是________。
（3）药物X修复CFTR蛋白的机制可能是________（答出2点）。
（4）若进一步研究药物X是否通过促进CFTR蛋白的合成发挥作用，请设计实验思路：________。
17.（实验探究题）某团队研究低温对植物细胞膜透性的影响，用不同温度处理菠菜叶片后测定电导率（反映细胞内容物外漏程度），结果如下表：
处理温度（℃） 电导率（μS/cm）
25（对照） 12.5
0 35.2
-10 68.9
问题：
（1）电导率升高的直接原因是细胞膜失去________功能，导致细胞内物质外流。
（2）低温可能通过破坏膜结构中的________（填“磷脂”或“蛋白质”）影响物质运输。
（3）若用台盼蓝染色法检测细胞活性，-10℃处理组细胞________（填“被”或“不被”）染色，说明________。
（4）进一步实验发现，低温预处理后细胞对Ca +的吸收速率下降。请设计实验验证Ca +吸收方式是否为主动运输（写出思路即可）。
18.（综合应用题）新冠病毒通过S蛋白与宿主细胞膜ACE2受体结合启动感染（如图）。研究表明，病毒进入细胞依赖于细胞膜的流动性，且部分药物可通过抑制此过程发挥作用。
问题：
（1）新冠病毒进入宿主细胞的运输方式为________，该过程________（填“消耗”或“不消耗”）能量。
（2）若某药物能阻断ACE2与S蛋白结合，其作用环节是抑制病毒的________阶段。
（3）溶酶体膜上的H+转运蛋白可将H+逆浓度梯度泵入溶酶体，此运输方式为________，其意义是________。
（4）从物质运输角度，提出一种抗新冠病毒药物的研发思路。
19.（盐胁迫与离子稳态调控）H 焦磷酸酶能够利用焦磷酸（PPi）水解产生的能量，将细胞质中的H 转运到细胞外或细胞器（如液泡）中，从而在细胞膜或细胞器膜两侧建立起质子电化学梯度。这种质子梯度是一种重要的能量形式，可为其他物质的跨膜转运提供动力。盐胁迫下，植物根细胞通过SOS信号通路将Na 排出细胞，机制如图。
（1）NHX运输Na 的方式为________，判断依据是________。
（2）SOS1功能缺失突变体在盐胁迫下更易死亡，原因是________。
（3）研究发现，施加外源H 焦磷酸酶抑制剂可缓解盐胁迫损伤，解释其机理：________。
20.（物质运输与肿瘤治疗）肿瘤细胞膜上GLUT1（葡萄糖转运蛋白）表达量升高。研究人员设计下表实验探究药物X对GLUT1的影响。
组别 处理 细胞内葡萄糖浓度（mmol/L）
甲 乙 丙 正常培养 正常培养+药物X 抑制ATP合成+药物X 12.3 5.8 5.7
（1）乙组葡萄糖浓度降低的机制可能是________。
（2）丙组结果说明药物X抑制葡萄糖运输的方式为________，理由是________。
（3）基于上述研究，提出一种抗肿瘤药物设计思路：________。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·全国2,3,6分,难度★★★)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
2.(2019·浙江,15,2分,难度★★)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表:
离子
Mg2+ 0.25 3
N 2 28
H2P 1 21
下列叙述正确的是 (D)
A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B.若不断提高温度,根细胞吸收H2P的量会不断增加
C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制N的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
3.(2017·江苏,22,3分,难度★★★)(多选)下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是(BCD)
A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP合成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
参考答案与详细解析
考典8 物质进出细胞的方式
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年四考）
1.(2024·山东,1,2分,难度★★★)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2 含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1 被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是 (B)
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2 的分解
D.油菜素内酯可使BAK1 缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
解析 Ca2+通道蛋白运输Ca2+时,两者并不结合,A项错误;维持细胞Ca2+浓度的内低外高,是一个主动运输的过程,需消耗能量,B项正确;细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,抑制H2O2分解,导致H2O2含量升高,这是一种间接作用,C项错误;油菜素内酯不能使BAK1缺失的被感染细胞关闭Ca2+通道蛋白,故不能使细胞内H2O2含量降低,D项错误。
2.(2024·吉林,18,3分,难度★★★★)(多选)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如下图所示。下列叙述正确的是 (BCD)
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
解析 本题以实验探究为载体,考查细胞跨膜运输。水的吸收以水通道蛋白的协助扩散为主,自由扩散为辅,A项错误。由题图可知,模型组空肠黏膜细胞AQP3的相对表达量比对照组少,说明其对肠腔内水的吸收减少,从而引起腹泻,B项正确。治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量增加,对水的吸收增强,肠腔内水减少,缓解了腹泻,从而减少了肠道菌群因腹泻排出,因此减少了致病菌排放,C项正确。治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,使回肠对水的转运增加,D项正确。
3.(2023·全国甲,1,6分,难度★★)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 乙醇属于脂溶性物质,与细胞膜中的磷脂相似相溶,通过自由扩散的方式进入细胞,A项错误。血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,K+逆浓度梯度进入红细胞,该物质跨膜运输方式为主动运输,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,B项正确。抗体为分泌蛋白,其分泌方式为胞吐,需要消耗能量,C项错误。葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,D项错误。
4.(2023·全国新课标,1,6分,难度★★)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是 (B)
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
解析 葡萄糖在人体内通过血液运输,是人体血浆的重要组成成分,其含量受胰岛素和胰高血糖素等激素的调节,A项正确。葡萄糖以主动运输或协助扩散的方式通过细胞膜,不能以自由扩散的方式通过细胞膜,B项错误。血液中的葡萄糖进入肝细胞后,可以被肝细胞氧化分解,当血糖浓度较高时还可以转化为肝糖原储存起来,C项正确。葡萄糖在人体脂肪组织细胞中可转变为甘油三酯等非糖物质,D项正确。
5.(2023·浙江,13,3分,难度★★★★)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 (B)
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高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
解析 转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A项错误。由图可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,说明该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内H+的浓度低于细胞外,蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误。植物组培过程中蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。
6.(2023·山东,2,2分,难度★★★)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“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H+浓度高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,其运输方式属于主动运输,A项正确;H+载体蛋白失活后使溶酶体内H+浓度降低,进而导致Cl-转运受阻,可引起溶酶体内的吞噬物积累,B项正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,溶酶体的功能降低,数量减少,使细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C项正确;溶酶体中的H+浓度高于细胞质基质,二者pH不同,因此释放到细胞质基质中的水解酶活性降低,D项错误。
7.(2023·湖南,8,2分,难度★★★)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是 (B)
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
解析 由题图可以看出,PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,H2O2从膜外运向膜内的速率大于从膜内运向膜外的速率,即PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,抑制了H2O2外排,所以细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的,A项正确,B项错误。敲除AT1基因或降低其表达,AT1蛋白就不能抑制PIP2s蛋白磷酸化,则盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2外排的速率大于内流的速率,可减轻H2O2对细胞的毒害作用,提高禾本科作物的耐盐碱能力,C项正确。逆境胁迫下可以生存的物种往往含有抵抗逆境的基因,将该类基因通过基因工程技术导入农作物体内可提高农作物的抗逆性,D项正确。
8.(2023·湖南,14,4分,难度★★★)(多选)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 由题图可知,跨膜运输也可以发生于液泡和细胞质基质间,但该运输不会改变细胞膜外侧溶液的渗透压,A项错误。由题图可知,“NaCl”组和“NaCl+GB”组对照,“NaCl+GB”组的Na+外排量更高,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+的积累,B项正确。与其他几组相比,“NaCl+GB”组液泡膜H+泵活性无明显差异,而液泡膜NHX载体活性明显高于其他组,说明GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度变化与液泡膜H+泵活性无关,C项错误。盐胁迫下细胞质基质中的Na+排出细胞或转入液泡都可以增大细胞液的浓度,有利于植物细胞吸水,增强植物的耐盐性,D项正确。
9.(2023·辽宁,4,2分,难度★★★)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)
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
解析 神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞、胞吐进出细胞生物膜,与生物膜的流动性有关,A正确;葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,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;谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助,不能为自由扩散,且当谷氨酸作为神经递质传递信息时的方式为胞吐,C错误;钙离子通过生物膜需要载体蛋白,运输方式可能为主动运输,D正确。
10.(2022·天津,2,4分,难度★)下列生理过程的完成不需要两者结合的是 (D)
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
解析 兴奋在神经元之间的传导过程中,突触前膜释放的神经递质,与突触后膜上相应受体结合后引起后膜电位变化,导致后一个神经元兴奋或抑制,A项不符合题意。在体液免疫过程中,浆细胞产生和分泌的抗体可与病原体表面的抗原发生特异性结合,形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化,B项不符合题意。Ca2+载体蛋白与Ca2+结合,自身构象发生变化,运输Ca2+,C项不符合题意。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,因此K+通道蛋白运输K+时不需要与K+结合,D项符合题意。
载体蛋白与通道蛋白的比较
分类 载体蛋白 通道蛋白
特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过;载体蛋白转运物质时,自身构象会发生变化 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
举例 协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白 水通道蛋白、K+通道蛋白、Ca2+通道蛋白、Na+通道蛋白
11.(2022·山东,3,2分,难度★★★)N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如下图。铵肥施用过多时,细胞内N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.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N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N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
解析 由题干和题图可知,N的吸收需要载体蛋白AMTs转运,由根细胞膜两侧的电位差驱动,属于主动运输,A项错误;N的吸收由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,故N通过SLAH3转运到细胞外的方式是顺浓度梯度,属于被动运输,B项正确;铵毒发生后,细胞外的H+更多,增加细胞外的N,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C项错误;载体蛋白NRT1.1转运N的方式是主动运输,主动运输的速率和N浓度无必然关系;转运H+的方式是协助扩散,在一定范围内,其运输速率与膜内外H+浓度差呈正相关,D项错误。
12.(2022·辽宁,9,2分,难度★)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 (D)
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
解析 人唾液腺正常组织细胞中控制AQP蛋白的基因可能有3种,因此其表达出来的蛋白质中氨基酸序列可能不相同,A项错误;AQP是一类细胞膜通道蛋白,运输物质时不需要与水分子结合,B项错误;由题干可知,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,能说明AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成,C项错误;由题干信息“水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍”可知,正常组织与水肿组织的水转运速率不同,且与AQP蛋白的数量有关,D项正确。
13.(2022·广东,7,2分,难度★★)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于 (A)
A.细胞核 B.细胞质
C.高尔基体 D.细胞膜
解析 由题可知,拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,而核孔是RNA和蛋白质等物质运输的通道,若HPR1蛋白功能缺失,则核孔结构异常,细胞核内产生的mRNA无法通过核孔运出进入细胞质,因此会有更多mRNA分布于细胞核,A项符合题意。
14.(2022·重庆,2,2分,难度★★)下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 (C)
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
解析 由图可知,铜离子进入小肠上皮细胞是由低浓度向高浓度运输,需要载体蛋白的协助,消耗能量,A项正确;由图可知,铜离子转运具有方向性,B项正确;铜离子进入细胞是通过主动运输方式,运出细胞是先通过协助扩散进入高尔基体,然后由高尔基体膜包裹通过胞吐运出,C项错误;由图可知,进入细胞需要膜蛋白1协助,运出细胞需要膜蛋白2协助,D项正确。
15.(2021·山东,2,2分,难度★★)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)
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
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+浓度梯度产生的势能提供,A项错误;Ca2+通过CAX的运输进入液泡,增大了细胞液的渗透压,有利于植物细胞吸水进而保持坚挺,B项正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂,会抑制H+从细胞质基质进入液泡,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,Ca2+通过CAX的运输速率减慢,C项正确;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,为主动运输,D项正确。
16.(2021·江苏,3,2分,难度★)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 物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A项正确;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项错误;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项正确;肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D项正确。
转运蛋白数量对跨膜运输的影响
转运蛋白数量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。
17.(2021·湖北,11,2分,难度★★)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(B)
A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
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
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扩散至高渗溶液,Na+和Cl-从低渗溶液扩散至高渗溶液,B项正确,A、C、D三项错误。
18.(2021·河北,4,2分,难度★★)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(D)
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
解析 血液流经肌肉组织时,O2从红细胞进入血浆,经毛细血管壁、组织液进入肌肉细胞,CO2进入红细胞,A项正确;①②是自由扩散,④从高浓度一侧到低浓度一侧,需要转运蛋白,属于协助扩散,⑤是水分子通过水通道蛋白的运输,是协助扩散,B项正确;③是主动运输,人体成熟红细胞无线粒体,通过无氧呼吸产生ATP为其供能,C项正确;人体成熟红细胞由于无细胞核及各种细胞器,所以糖蛋白不会更新,D项错误。
哺乳动物成熟红细胞的结构特点及代谢特点
哺乳动物成熟红细胞无细胞核和细胞器,所以其获取能量的方式是无氧呼吸。由于没有细胞核及各种细胞器,其糖蛋白也不能更新。不能结合红细胞的结构去分析问题是导致错误的主要原因。
19.(2020·海南,18,3分,难度★★★)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 (D)
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
解析 氧气进出细胞的方式为自由扩散,不需要载体和能量,A项错误;ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解释放能量,葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B项错误;“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”,一种转运蛋白转运一种物质,故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同,C项错误;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项正确。
20.(2020·江苏,5,2分,难度★★)下图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是 (A)
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
解析 由图可知:葡萄糖以主动运输方式被小肠上皮细胞吸收,而运出细胞则是以③协助扩散的方式,故A项正确。由图可知:Na+以②主动运输方式运出细胞,故B项错误;多肽以⑤胞吞、胞吐方式进、出细胞,故C项错误;维生素D属于脂质,以④自由扩散的方式被吸收,故D项错误。
物质运输方式的判断
(1)熟记某些特例
葡萄糖
Na+
K+
(2)若题目中给出了信息,则需要根据物质运输方向、是否需要载体、是否需要消耗能量三方面进行判断。
21.(2022·海南,16,10分,难度★★★)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是 。
(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 。
(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 ;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(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下图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 。
答案 (1)选择透过性 (2)协助扩散 (3)降低
载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构改变 (4)进行细胞间的信息交流 (5)温度降低导致呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少
解析 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,说明细胞膜的膜蛋白对物质运输具有选择性,体现了细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量,是顺浓度梯度的运输,属于协助扩散。(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H+增加,细胞外的pH降低,此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时会发生磷酸化,导致H+-ATP酶的空间结构改变。(4)人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,从而调节血糖浓度平衡,这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(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属于主动运输,需要消耗细胞呼吸提供的能量,而温度降低导致呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少。因此与25 ℃相比,4 ℃条件下植物根细胞对磷酸盐的吸收速率较低。
22.(2021·全国甲,29,10分,难度★★★)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 。
答案 (1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中 (2)蛋白质 一种离子通道只允许一种离子通过 (3)K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少
解析 (1)生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,具有特异性。(3)细胞外的K+通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,属于主动运输,主动运输需要的能量由呼吸作用提供,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少,导致主动运输受到抑制。
23.(2021·北京,19,12分,难度★★★★)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管—伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
图1 图2
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于 。由H+泵形成的 有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式相比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过 这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有 。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的 功能。
答案 (1)协助扩散(易化扩散) (跨膜)H+浓度差 (2)胞间连丝 (3)ABD (4)信息传递
解析 (1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间过程中,运输需要载体蛋白,且由题干“韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运”可知运输方向为顺浓度梯度,故方式为协助扩散(易化扩散);由题干“胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度”,故由H+泵形成的跨膜H+浓度差有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。(2)乙方式的跨膜运输需要浓度差和载体蛋白等协助,与其相比,甲方式“叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC”,即甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。(3)叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中,说明蔗糖自叶肉细胞运输至SE-CC附近的细胞外空间,符合乙运输方式,A项正确;用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低,说明物质运输方式需要载体蛋白协助,符合乙运输方式,B项正确;将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞SE-CC中出现荧光,可能是叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝进入SE-CC,即可能是甲运输方式,C项错误;与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体,符合乙运输方式,D项正确。(4)结合题干“叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加”可知,蔗糖能调节SU载体的含量,即蔗糖可以调节一些生命活动,体现了蔗糖的信息传递功能。
24.(2021·广东,19,16分,难度★★★★)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果见图1。
图1
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要 及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有
的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有 。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(图2,示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是 。
图2
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是 ,与其他两组比较,设置模型组的目的是 。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 ,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为 。
答案 (1)核糖体、内质网、高尔基体 选择透过性 主动运输、协助扩散
(2)增加了肾小管细胞的膜面积,使URAT1的数量增多,有利于尿酸盐等物质的吸收
(3)灌服尿酸氧化酶抑制剂 保证单一变量,使实验结果更有说服力
(4)F能够抑制尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9的合成和运输 增设灌服E的一组
解析 (1)尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9位于细胞膜上,与其合成、加工和运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。肾小管细胞对尿酸盐的吸收是通过转运蛋白URAT1和GLUT9实现的,体现了细胞膜的功能特性——选择透过性。原尿中的物质借助载体蛋白进入细胞的方式有主动运输和协助扩散。(2)由题图9可知,肾小管细胞刷状缘位于肾小管内侧,该结构的存在大大增加了肾小管细胞的膜面积,从而增加了细胞膜上转运蛋白的数量,增强了肾小管的重吸收功能。(3)由题干可知,模型组与空白对照组相比,不同的是模型组灌服的是尿酸氧化酶抑制剂,模型组可分别与空白对照组和治疗组形成对照,保证单一变量,使实验结果更有说服力。(4)由题图8可知,模型组中转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量远高于空白对照组,而灌服F的治疗组中转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量与空白对照组相差不大,说明天然化合物F能够抑制尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9的合成和运输。若要进一步确定F的作用效果,可与已知药物E作对比,可另设一组模型鼠灌服E,一段时间后检测相关指标,并与治疗组进行对比。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025齐鲁名校联考）红细胞在发育过程中需要吸收大量铁来合成血红蛋白，血液中的Fe3+通过与转铁蛋白（Tf）形成复合物进行运输。红细胞膜上转铁蛋白受体（TFRC）逐渐增加，TFRC与Tf相互作用形成的复合体被胞吞，Fe3+在囊泡中被转化成Fe2+并通过载体蛋白DMT1进入细胞质基质。下列说法错误的是（ ）
A. Fe3+通过与Tf形成复合物进行运输，Tf属于转运蛋白
B. 复合体被胞吞的过程中需要膜蛋白的协助并消耗能量
C. Fe2+进入细胞质基质过程中，DMT1的构象会发生改变
D. Tf、TFRC、DMT1等蛋白的功能异常均可能引起贫血
【答案】A
【解析】
【分析】血液中的铁离子和转铁蛋白形成复合物，该复合物会与细胞膜上的转铁蛋白受体结合，促进胞吞小泡形成后，复合物进入小泡，铁离子在小泡内与转铁蛋白分离并通过膜蛋白转运进细胞质基质。
【详解】A、Fe3+通过与Tf形成复合物进行运输，复合物与细胞膜上的转铁蛋白受体（TfR）结合后，促进胞吞小泡的形成，通过胞吞进入细胞，故Tf不属于转运蛋白，其作用是识别Fe3+通过和转铁蛋白形成复合物，A错误；
B、胞吞是细胞运输大分子物质的过程，是消耗能量的过程，且该过程需要依赖膜上的蛋白，B正确；
C、DMT1属于载体蛋白，在转运物质时，其构象会发生改变，C正确；
D、Tf、TFRC、DMT1等物质均于铁离子的转运有关系，而铁离子是血红蛋白的重要成分，所以Tf、TFRC、DMT1等蛋白的功能异常均可能引起贫血，D正确。
故选A。
2．（2025 临沂一模）土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞外排Na+，维持 Na+ / K+ 平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后，磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，致使SOS2接触激活 Na+ H+ 转运蛋白SOS1，并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．SOS1转运Na+和H+不需要细胞内化学反应所释放的能量
B．盐胁迫时，植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排
C．钠离子通过HKT1进入细胞时，不需要与其结合
D．盐胁迫下，磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用，降低了细胞内Na+/K+比值
【答案】A
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要载体蛋白协助，不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、识图分析可知，盐胁迫条件下，周围环境的Na+通过HKT1（Na+通道蛋白）以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部细胞，Na+运出细胞，为逆浓度梯度运输，所以，SOS1转运Na+和H+需要细胞内化学反应所释放的能量，离子间的转移势能，A错误；
B、盐胁迫时， 植物细胞可能通过降低细胞质基质的pH，即细胞质基质中H+浓度升高，进入的H+升高，那么排出Na+的速度也增加，B正确；
C、钠离子通过 HKT1（Na+通道蛋白） 进入细胞时，不需要与通道蛋白结合，C正确；
D、盐胁迫下，磷酸化的 SCaBP8 减缓了对 AKT1的抑制作用，使得细胞内K+浓度增加，Na+/K+比值降低，D正确。
故选A。
3.（2025枣庄一模） 钠钾氯共转运蛋白（NKCC）是帮助钠离子、钾离子、氯离子进行运输的一类膜蛋白，其合成过程与分泌蛋白类似。在肾脏的尿液浓缩过程中NKCC利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力，逆浓度梯度转运K+和Cl-进入细胞。下图是肾小管上皮细胞对离子吸收和转运的示意图。下列说法错误的是（ ）
A. 钠一钾泵发挥作用时发生磷酸化导致其空间结构改变
B. K+主动运输进入上皮细胞可以借助不同的载体蛋白
C. NKCC的合成需要线粒体供能，需要高尔基体参与
D. Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式相同
【答案】D
【解析】
【分析】物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：物质从高浓度到低浓度，不需要载体，不耗能，例如气体、小分子脂质；（2）协助扩散：物质高浓度到低浓度，需要膜转运蛋白的协助，不耗能，如葡萄糖进入红细胞；（3）主动运输：物质从低浓度到高浓度，需要载体蛋白的协助，耗能，如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、钠 - 钾泵发挥作用时，会发生磷酸化，这一过程会导致其空间结构改变，从而实现离子的运输，A正确；
B、从图中可以看出，K+主动运输进入上皮细胞可以借助Na+-K+-2Cl-同向转运体和钠 - 钾泵这两种不同的载体蛋白，B正确；
C、NKCC的合成过程与分泌蛋白类似，而分泌蛋白的合成需要线粒体供能（提供能量），也需要高尔基体参与（对蛋白质进行加工、分类和包装），因此NKCC 的合成需要线粒体供能，需要高尔基体参与，C正确；
D、Na+进入上皮细胞是借助Na+-K+-2Cl-同向转运体，利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力，属于协助扩散；Na+出上皮细胞是通过钠 - 钾泵，需要消耗 ATP，属于主动运输，因此Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式不同，D错误。
故选D。
4.（2025聊城一模）下图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制，L为运输的质子泵，M为同时运输蔗糖分子和的转运蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 向筛管细胞外运输时，L的空间构象会发生可逆性改变
B. M向筛管细胞内运输的同时运输蔗糖分子，其不具有特异性
C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗能量，属于被动运输
D. 蔗糖分子通过胞间连丝进入库细胞的方式为协助扩散
【答案】A
【解析】
【分析】据图可知，运出筛管细胞消耗ATP，属于主动运输，蔗糖分子进入筛管细胞消耗的势能，属于主动运输。
【详解】A、向筛管细胞外运输时，消耗ATP，属于主动运输，需要转运蛋白L的参与，转运蛋白L的空间构象会发生可逆性改变，A正确；
B、M向筛管细胞内运输的同时运输蔗糖分子，仍具有特异性，B错误；
C、蔗糖分子进入筛管细胞消耗的势能，属于主动运输，C错误；
D、蔗糖分子通过专有通道胞间连丝进入库细胞，不属于协助扩散，D错误。
故选A。
5.（2025济宁一模）物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础。下列关于物质运输及应用的叙述，错误的是（ ）
A. 新生儿吸收母乳中的抗体，可以通过胞吞方式
B. 主动运输使细胞膜内外物质浓度趋于一致，维持细胞的正常代谢
C. 植物细胞在低渗溶液中吸水达到平衡状态时，细胞液浓度大于外界溶液浓度
D. 在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离
【答案】B
【解析】
【分析】水分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。植物细胞质壁分离的原因：（1）外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；（2）内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。
【详解】A、抗体属于大分子物质，新生儿吸收母乳中的抗体，通过胞吞方式进入细胞，该方式可以运输大分子物质，A正确；
B、主动运输是逆浓度梯度进行的，会使细胞膜内外物质浓度差进一步加大，B错误；
C、植物细胞在低渗溶液中吸水，由于细胞壁的限制，吸水达到平衡状态时，细胞液浓度依然大于外界溶液浓度，C正确；
D、洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，在蔗糖溶液中加入适量红墨水，便于观察质壁分离现象，因为可以通过观察红色区域的变化来判断质壁分离情况，D正确。
故选B。
6.（2025青岛一模）研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收，跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白（NRT）介导，NRT是H+/同向转运体，运输机制如图所示。液泡膜上的H+/反向转运体在H+浓度梯度驱动下，将运入液泡。下列说法错误的是（ ）
A. 碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要间接消耗细胞中的ATP
B. 碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、磷脂等生物大分子
C. 利用ATPase抑制剂处理碱蓬根部，根细胞吸收的速率会降低
D. 液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺
【答案】B
【解析】
【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输，该运输方式的特点是：从低浓度一侧运输到高浓度一 侧，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。
【详解】A、从图中可知，质膜上的ATPase将细胞内的H+ 逆浓度梯度转运到细胞外，消耗ATP，形成H+的浓度梯度。NRT是H+/NO3 同向转运体，NO3 和H+一起进入细胞， H+顺浓度梯度进入细胞，NO3 的吸收利用了H+ 浓度梯度的势能，所以碱蓬根细胞通过NRT吸收NO3 的过程间接消耗了细胞中的ATP，A正确；
B、蛋白质的基本组成元素有 C、H、O、N 等，核酸的组成元素是C、H、O、N、P，磷脂的组成元素是C、H、O、N、P，碱蓬根细胞吸收的NO3 可用于合成蛋白质、核酸等生物大分子，但磷脂不属于生物大分子，B错误；
C、ATPase抑制剂处理碱蓬根部，会抑制ATPase的活性，使得H+不能逆浓度梯度运出细胞，无法形成H+浓度梯度，NRT介导的NO3 吸收过程依赖H+浓度梯度，所以根细胞吸收NO3 的速率会降低，C正确；
D、液泡膜上的H+ /NO3 反向转运体在H+ 浓度梯度驱动下将NO3 运入液泡，说明液泡中H+ 浓度高，即液泡的pH值低于细胞质基质。液泡吸收无机盐离子，使细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，有利于细胞保持坚挺，D正确。
故选B。
7.（2025潍坊一模）TMCO1 是内质网跨膜蛋白，内质网中Ca +浓度过高时会促进四个TMCO1聚集形成Ca +通道，使内质网中的Ca +浓度恢复到正常水平，TMCO1随之解聚失活。TMCOI基因敲除的小鼠能够模拟痴呆患者的主要病理特征。下列说法错误的是
A.高浓度Ca +促进TMCO1的肽链盘曲、折叠形成Ca +通道
B.TMCO1 调节内质网中Ca +浓度的机制属于负反馈调节
C.Ca +由内质网转运到细胞质基质的过程不需要消耗能量
D.内质网中Ca +浓度过高导致模型小鼠出现痴呆症状
答案:A。
解析:TMCO1蛋白是内质网跨膜蛋白，在内质网中Ca +浓度过高时，四个TMCO1蛋白会聚集形成Ca +通道，将Ca +转运到细胞质基质，降低内质网中Ca +浓度，维持细胞内钙离子平衡，蛋白质的盘曲、折叠主要由其氨基酸序列决定，而非外部环境中的离子浓度，A选项错误；TMCO1调节内质网中Ca +浓度属于负反馈调节，高浓度Ca +促进TMCO1形成通道，降低Ca +浓度，恢复正常水平，B选项正确；Ca +通过TMCO1形成的通道从内质网转运到细胞质基质，是顺浓度梯度转运，不需要消耗能量，C选项正确；TMCO1基因敲除的小鼠模拟痴呆患者病理特征，说明内质网中Ca +浓度异常可能与痴呆症状有关，D选项正确。
8.（2025济南一模）下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是
A.蔗糖由细胞外进人液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能
B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质
C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用
D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量
答案：B。
解析：
A 选项：由图可知，蔗糖由细胞外进入细胞内是通过蔗糖- H 共转运体，依赖于细胞内外H 浓度差形成的电化学势能，蔗糖由细胞内进入液泡是通过蔗糖- H 逆向转运体，依赖于液泡内外H 浓度差形成的电化学势能，A选项正确。
B 选项：细胞内的H 通过质膜ATP酶转运到细胞外，使细胞外pH低于细胞质基质；而细胞质基质的H 通过液泡膜ATP酶与液泡膜焦磷酸化酶转运到液泡内，使液泡内 pH 低于细胞质基质，B选项错误。
C 选项：图中各转运蛋白均是载体蛋白，通过对 H 的转运，维持细胞质基质中 H 浓度的相对稳定，C选项正确。
D 选项：ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥功能时都需要消耗能量，用于H 的逆浓度转运等过程，D选项正确。
9.（2025日照一模）哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+。Ca2+由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运，基底膜上的钠钙交换蛋白(NCX)将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞，钙蛋白(PMCA)则消耗ATP将Ca2+运出细胞。下列叙述错误的是
A.细胞外Ca2+浓度越高，TRPV6运输Ca2+的速率就越快
B.CB活性增强有利于Ca2+通过TRPV6进入小肠上皮细胞
C.PMCA和NCX均以主动运输方式将Ca2+运出小肠上皮细胞
D.当细胞外液中的 Na+浓度降低时，Ca2+运出细胞会受到抑制
答案：A。
解析：
A选项：TRPV6可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+，属于协助扩散，一般情况下，细胞外 Ca 浓度在一定范围内升高时，TRPV6 运输 Ca 的速率会加快，但是并非会随着细胞外 Ca 浓度的升高而无限增加，当细胞外 Ca 浓度超过一定限度后，可能会出现一些饱和现象（TRPV6数量有限）或其他调节机制的作用，导致 TRPV6 运输 Ca 的速率不再明显增加甚至有所下降。例如，高浓度的 Ca 可能会激活某些反馈调节通路，对 TRPV6 的活性进行调控，或者可能会影响通道蛋白的构象等，从而限制其运输 Ca 的能力。该选项错误。
B选项：当 CB 活性增强时，它可以结合更多的Ca ，降低细胞内Ca 的浓度，从而维持细胞膜内外较大的钙离子浓度梯度。这种浓度梯度的维持有利于Ca 持续通过 TRPV6 通道进入细胞，因为该离子通道的转运是顺着浓度梯度进行的协助扩散，该选项正确。
C选项：钙蛋白（PMCA）消耗 ATP 将 Ca2+运出细胞，属于主动运输，NCX 是利用细胞膜两侧 Na 的电化学梯度作为驱动力，在将 3 个 Na 转运入细胞的同时，将 1 个 Ca 转运出细胞。虽然它不直接消耗 ATP，但依赖于NCX活动建立的 Na 电化学梯度，本质上还是属于主动运输过程，因为是逆着 Ca 的浓度梯度进行转运的；该选项正确。
D选项：钠钙交换蛋白（NCX）将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞，当细胞外液中的 Na+浓度降低时， Na+进入细胞的驱动力减小，会影响 NCX 的转运，从而使Ca2+运出细胞受到抑制，该选项正确。
10.（2024淄博一模）盐胁迫时，大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞后，刺激细胞内二价阳离子（如Ca2+） 浓度迅速升高。 钙结合蛋白 OsSOS3/OsCBL4 感知盐胁迫引起的胞质钙信号，与 OsSOS2/OsCIPK24 相互作用使其磷酸化，磷酸化的 OsSOS2/OsCIPK24 迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白 OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡，从而降低细胞质基质中的 Na+浓度。 下列说法错误的是（ ）
A. 大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量，为协助扩散
B. OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后， 其构象和功能发生改变
C. 质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白发挥作用时直接消耗 ATP
D. 在细胞质基质 Na+浓度下降的同时，细胞质基质的pH 下降
【答案】C
【解析】
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要转运蛋白协助，不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、通过离子通道且不消耗能量的运输方式为协助扩散，大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量，为协助扩散，A正确；
B、由题意可知，OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后，迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白 OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡， 能够运输其构象和功能发生了改变，B正确；
C、质膜和液泡膜上的 Na /H 反向转运蛋白发挥作用时不直接消耗 ATP，而是利用H+浓度差，C错误；
D、在细胞质基质 Na 浓度下降的同时，细胞质基质的pH 下降，因为H 不断进入了细胞质基质，D正确。
故选C。
11.（2024烟台德州一模）细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca2+运输系统如图所示，①~⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是（ ）
A. ATP水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化
B. 抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率
C. ③转运H+的机制和②⑤转运Ca2+的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D. ①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2+水平
【答案】C
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
【详解】A、ATP水解释放的磷酸基团将①和④钙泵磷酸化，钙泵磷酸化会导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2+的转运，A正确；
B、由图可知，Ca2+通过③进入液泡的方式是主动运输，其能量源于氢离子顺浓度梯度运输的势能，而氢离子进入液泡需要呼吸作用释放的能量，故抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率，B正确
专题三 细胞的物质输入和输出
考典8 物质进出细胞的方式
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年四考）
1.(2024·山东,1,2分,难度★★★)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2 含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1 被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是( )
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2 的分解
D.油菜素内酯可使BAK1 缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
2.(2024·吉林,18,3分,难度★★★★)(多选)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
3.(2023·全国甲,1,6分,难度★★)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
4.(2023·全国新课标,1,6分,难度★★)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
5.(2023·浙江,13,3分,难度★★★★)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高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
6.(2023·山东,2,2分,难度★★★)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( )
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
7.(2023·湖南,8,2分,难度★★★)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
8.(2023·湖南,14,4分,难度★★★)(多选)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( )
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
9.(2023·辽宁,4,2分,难度★★★)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( )
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
10.(2022·天津,2,4分,难度★)下列生理过程的完成不需要两者结合的是( )
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
11.(2022·山东,3,2分,难度★★★)N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如下图。铵肥施用过多时,细胞内N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.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N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N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
12.(2022·辽宁,9,2分,难度★)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
13.(2022·广东,7,2分,难度★★)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )
A.细胞核 B.细胞质
C.高尔基体 D.细胞膜
14.(2022·重庆,2,2分,难度★★)下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
15.(2021·山东,2,2分,难度★★)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
16.(2021·江苏,3,2分,难度★)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
17.(2021·湖北,11,2分,难度★★)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,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
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
18.(2021·河北,4,2分,难度★★)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
19.(2020·海南,18,3分,难度★★★)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
20.(2020·江苏,5,2分,难度★★)下图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是( )
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
21.(2022·海南,16,10分,难度★★★)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是 。
(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 。
(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 ;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(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下图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 。
22.(2021·全国甲,29,10分,难度★★★)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 。
23.(2021·北京,19,12分,难度★★★★)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管—伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
图1 图2
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于 。由H+泵形成的 有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式相比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过 这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有 。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的 功能。
24.(2021·广东,19,16分,难度★★★★)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果见图1。
图1
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要 及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有
的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有 。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(图2,示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是 。
图2
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是 ,与其他两组比较,设置模型组的目的是 。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 ,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为 。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025齐鲁名校联考）红细胞在发育过程中需要吸收大量铁来合成血红蛋白，血液中的Fe3+通过与转铁蛋白（Tf）形成复合物进行运输。红细胞膜上转铁蛋白受体（TFRC）逐渐增加，TFRC与Tf相互作用形成的复合体被胞吞，Fe3+在囊泡中被转化成Fe2+并通过载体蛋白DMT1进入细胞质基质。下列说法错误的是（ ）
A. Fe3+通过与Tf形成复合物进行运输，Tf属于转运蛋白
B. 复合体被胞吞的过程中需要膜蛋白的协助并消耗能量
C. Fe2+进入细胞质基质过程中，DMT1的构象会发生改变
D. Tf、TFRC、DMT1等蛋白的功能异常均可能引起贫血
2．（2025 临沂一模）土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞外排Na+，维持 Na+ / K+ 平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后，磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，致使SOS2接触激活 Na+ H+ 转运蛋白SOS1，并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．SOS1转运Na+和H+不需要细胞内化学反应所释放的能量
B．盐胁迫时，植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排
C．钠离子通过HKT1进入细胞时，不需要与其结合
D．盐胁迫下，磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用，降低了细胞内Na+/K+比值
3.（2025枣庄一模） 钠钾氯共转运蛋白（NKCC）是帮助钠离子、钾离子、氯离子进行运输的一类膜蛋白，其合成过程与分泌蛋白类似。在肾脏的尿液浓缩过程中NKCC利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力，逆浓度梯度转运K+和Cl-进入细胞。下图是肾小管上皮细胞对离子吸收和转运的示意图。下列说法错误的是（ ）
A. 钠一钾泵发挥作用时发生磷酸化导致其空间结构改变
B. K+主动运输进入上皮细胞可以借助不同的载体蛋白
C. NKCC的合成需要线粒体供能，需要高尔基体参与
D. Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式相同
4.（2025聊城一模）下图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制，L为运输的质子泵，M为同时运输蔗糖分子和的转运蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 向筛管细胞外运输时，L的空间构象会发生可逆性改变
B. M向筛管细胞内运输的同时运输蔗糖分子，其不具有特异性
C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗能量，属于被动运输
D. 蔗糖分子通过胞间连丝进入库细胞的方式为协助扩散
5.（2025济宁一模）物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础。下列关于物质运输及应用的叙述，错误的是（ ）
A. 新生儿吸收母乳中的抗体，可以通过胞吞方式
B. 主动运输使细胞膜内外物质浓度趋于一致，维持细胞的正常代谢
C. 植物细胞在低渗溶液中吸水达到平衡状态时，细胞液浓度大于外界溶液浓度
D. 在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离
6.（2025青岛一模）研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收，跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白（NRT）介导，NRT是H+/同向转运体，运输机制如图所示。液泡膜上的H+/反向转运体在H+浓度梯度驱动下，将运入液泡。下列说法错误的是（ ）
A. 碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要间接消耗细胞中的ATP
B. 碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、磷脂等生物大分子
C. 利用ATPase抑制剂处理碱蓬根部，根细胞吸收的速率会降低
D. 液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺
7.（2025潍坊一模）TMCO1 是内质网跨膜蛋白，内质网中Ca +浓度过高时会促进四个TMCO1聚集形成Ca +通道，使内质网中的Ca +浓度恢复到正常水平，TMCO1随之解聚失活。TMCOI基因敲除的小鼠能够模拟痴呆患者的主要病理特征。下列说法错误的是
A.高浓度Ca +促进TMCO1的肽链盘曲、折叠形成Ca +通道
B.TMCO1 调节内质网中Ca +浓度的机制属于负反馈调节
C.Ca +由内质网转运到细胞质基质的过程不需要消耗能量
D.内质网中Ca +浓度过高导致模型小鼠出现痴呆症状
8.（2025济南一模）下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是
A.蔗糖由细胞外进人液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能
B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质
C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用
D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量
9.（2025日照一模）哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+。Ca2+由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运，基底膜上的钠钙交换蛋白(NCX)将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞，钙蛋白(PMCA)则消耗ATP将Ca2+运出细胞。下列叙述错误的是
A.细胞外Ca2+浓度越高，TRPV6运输Ca2+的速率就越快
B.CB活性增强有利于Ca2+通过TRPV6进入小肠上皮细胞
C.PMCA和NCX均以主动运输方式将Ca2+运出小肠上皮细胞
D.当细胞外液中的 Na+浓度降低时，Ca2+运出细胞会受到抑制
10.（2024淄博一模）盐胁迫时，大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞后，刺激细胞内二价阳离子（如Ca2+） 浓度迅速升高。 钙结合蛋白 OsSOS3/OsCBL4 感知盐胁迫引起的胞质钙信号，与 OsSOS2/OsCIPK24 相互作用使其磷酸化，磷酸化的 OsSOS2/OsCIPK24 迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白 OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡，从而降低细胞质基质中的 Na+浓度。 下列说法错误的是（ ）
A. 大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量，为协助扩散
B. OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后， 其构象和功能发生改变
C. 质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白发挥作用时直接消耗 ATP
D. 在细胞质基质 Na+浓度下降的同时，细胞质基质的pH 下降
11.（2024烟台德州一模）细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca2+运输系统如图所示，①~⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是（ ）
A. ATP水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化
B. 抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率
C. ③转运H+的机制和②⑤转运Ca2+的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D. ①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2+水平
12.（2024潍坊滨州一模）矮牵牛花瓣颜色与其液泡pH密切有关，液泡pH≤2时多呈红色、橙色，随着 pH 升高颜色不断改变，当pH>5时，出现稀有的蓝色调。研究表明，液泡pH值主要由 H 泵甲、乙和转运蛋白 NHX1 共同调控，过程如图。原本开红花的矮牵牛某一突变体中 NHX1表达量显著增加，导致花瓣呈现独特的蓝色。下列说法错误的是（ ）
A. H 通过甲、乙进入液泡利于植物细胞保持坚挺
B. K 通过 NHX1 的跨膜运输方式属于协助扩散
C. 促进甲、乙蛋白表达，利于花瓣保持鲜艳的红色
D. H 从细胞质基质转运到液泡的方式属于主动运输
13.（2024聊城一模）蔗糖是光合作用的主要产物之一。研究发现，甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞；共质体途径和质外体途径，分别如图中①、②所示。下列说法错误的是（ ）
A. 图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
B. 蔗糖通过蔗糖-H+同向运输器的运输方式为主动运输
C. H+-ATP酶起作用时，质外体的pH持续降低
D. 加入H+-ATP酶抑制剂将影响蔗糖进入伴胞细胞的运输速率
14.（2024日照一模）研究发现，盐芥能够在盐胁迫逆境中正常生长，这与其根细胞独特的物质转运机制密切相关。盐芥根细胞液泡膜上具有H+泵，它能够在ATP供能的情况下使液泡膜两侧形成H+浓度梯度，载体蛋白NHX则可以利用该浓度梯度将H+运出液泡，同时使Na+通过NHX进行逆浓度的反向协同转运。下列分析错误的是（ ）
A. 载体蛋白NHX能够特异性转运H+和Na+
B. Na+进入液泡所需动力来自于液泡膜两侧的H+浓度梯度
C. 上述机制有利于液泡维持低钠状态，增强植物耐盐能力
D. 若盐芥根部细胞的呼吸作用受抑制，其耐盐能力会降低
15.（2024泰安一模）物质进入细胞的“载体假说”认为：载体R首先与待运输的膜外物质结合成复合体，然后此复合体转向膜内，将运输的物质释放到膜内，载体再恢复原状，继续与新的待转运物质结合，其运输过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. R结合Mo后，发生磷酸化，旋转变形转运物质
B. 通过该方式运输不会使Mi和Mo在细胞内外的浓度趋于一致
C. 甲状腺激素和生长激素都可以通过该方式在细胞之间进行运输
D. 可用该假说解释神经细胞通过Na＋-K＋泵运输K＋
16.（2024实验中学一模）干旱胁迫下，植物根系能迅速合成脱落酸（ABA），引发保卫细胞发生一系列的生理变化，导致其胞内渗透压降低，气孔关闭从而降低了植物水分的蒸发，其分子机制如图1所示。研究小组用ABA处理后，测定保卫细胞中的相关指标，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. ABA需要从根部极性运输至叶片才能作用于保卫细胞
B. ABA使保卫细胞膜上Ca2+通道开放，导致其膜电位表现为外正内负
C. 胞质Ca2+浓度出现第二个峰值，可能与液泡膜上Ca2+通道开放有关
D. ABA使保卫细胞中K+浓度升高和Cl-浓度降低，导致细胞失水气孔关闭
17.（2025烟台德州东营一模，不定项）为探究某种单细胞藻类吸收磷酸盐 (Pi)的方式，将该藻类用含 P标记的Pi的培养液培养并进行不同处理，测定各组 P的积累速率，结果如图所示。已知载体蛋白S的活性受H浓度梯度调控。下列说法正确的是（ ）
A.培养液中Pi和H的浓度是无关变量
B.该藻类吸收Pi依赖ATP直接供能
C.载体蛋白S是该藻类吸收Pi的必需蛋白
D.实验结果说明该藻类吸收Pi的方式 为主动运输
18.（2025潍坊一模，不定项）玉米根的横切面如图所示。水和无机盐在根部通过细胞间隙或胞间连丝运输，经过内皮层时因凯氏带阻隔只能跨膜转运，最终沿导管向地上部分运输。内皮层细胞膜的Na+-H+反向运输体将Na+逆浓度运入木质部，以维持木质部高渗透压。该反向运输体不直接消耗ATP。下列说法错误的是
A.内皮层细胞利用通道蛋白将H+排入木质部
B. Na+的浓度从表皮到木质部的各层细胞依次上升
C.若叶片的蒸腾作用停止，水分无法从根部向上运输
D.玉米根部遭受水淹时，植株吸水量会下降
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境化命题：以生产实践（如农业种植、污水处理）、科研发现（如新载体蛋白功能研究）和社会热点（如碳中和、重金属污染）为载体，强调知识迁移应用。
2. 信息呈现多样化：常结合坐标图（如运输速率曲线）、结构示意图（如细胞膜转运蛋白分布）、流程图（如信号通路）考查信息提取能力。
3. 综合性强：注重跨模块知识整合（如渗透作用与能量代谢、物质运输与基因表达调控的联系）。
4. 实践导向：实验设计题侧重变量控制、结果预测和结论推导，体现科学探究素养。
5. 学科素养：强化“结构与功能观”（如CFTR蛋白功能）和“科学探究”（如药物机制实验设计）。
（一）单项选择题
1.（农业生产情境）某农户为提高葡萄果实甜度，采用叶面喷施磷酸二氢钾溶液的方法。研究发现，磷酸根离子（Pi）通过细胞膜进入叶肉细胞的速率在一定浓度范围内随外界Pi浓度升高而加快，但超过阈值后速率趋于稳定。此现象说明Pi的吸收方式最可能是（ ）
A. 自由扩散 B. 协助扩散
C. 主动运输 D. 胞吞作用
2.（盐碱地作物种植）盐碱地中，植物根细胞通过液泡积累Na 以降低细胞质基质渗透压。研究发现，液泡膜上的NHX蛋白能同时运输H 和Na ，且运输方向相反。据此推断NHX蛋白的作用是（ ）
A. 顺浓度梯度运出Na ，逆浓度梯度运入H
B. 逆浓度梯度运入Na ，顺浓度梯度运出H
C. 逆浓度梯度运出Na ，顺浓度梯度运入H
D. 顺浓度梯度运入Na ，逆浓度梯度运出H
3.（生产生活情境）某药物可通过抑制细胞膜上载体蛋白的功能来治疗高血压，但其副作用可能导致肠道吸收钙离子减少。该药物的作用机制最可能是（ ）
A. 抑制主动运输，促进自由扩散
B. 抑制协助扩散，不影响主动运输
C. 抑制主动运输和协助扩散
D. 仅抑制主动运输的载体蛋白
4.（社会热点）某团队利用基因编辑技术提高水稻耐盐性，发现转基因水稻根细胞膜上Na /H 反向转运蛋白活性显著增强。其抗盐机制是（ ）
A. 促进Na 主动运出细胞，降低细胞液渗透压
B. 通过协助扩散将Na 排出，减少离子毒害
C. 增加细胞吸水能力，避免渗透失水
D. 分解Na 为小分子物质，维持代谢平衡
5.（结构与功能）溶酶体膜上的H -ATP酶可将细胞质基质中的H 泵入溶酶体。若该酶失活，导致的现象是（ ）
A. 溶酶体内水解酶活性增强
B. 细胞质基质pH显著下降
C. 细胞内积累大量未分解物质
D. 细胞吸水涨破风险增加
6.（药物抑制实验）研究人员用两种抑制剂处理同一植物细胞（甲组抑制呼吸作用，乙组抑制载体蛋白），检测细胞对葡萄糖和K 的吸收速率变化。下列结果正确的是（ ）
A. 甲组对两种物质的吸收均下降，乙组仅K 吸收下降
B. 甲组仅葡萄糖吸收下降，乙组两种物质吸收均下降
C. 甲组两种物质吸收均下降，乙组仅葡萄糖吸收下降
D. 甲组仅K 吸收下降，乙组两种物质吸收均下降
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
7.（植物细胞质壁分离）用不同浓度尿素溶液处理紫色洋葱表皮细胞，记录质壁分离及复原情况如下表：
尿素浓度（mol/L） 0.3 0.5 0.7
质壁分离时间（min） 5 3 1
是否复原 是 是 否
下列说法正确的是（ ）
A. 尿素可通过自由扩散进入细胞
B. 0.7mol/L处理组细胞过度失水死亡
C. 0.5mol/L组细胞液浓度先升后降
D. 各组细胞初始水势相同
8.（科研情境+流程图）科学家研究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的机制时，发现其依赖Na+浓度梯度（如下图）。下列叙述正确的是（ ）
A. 葡萄糖进入细胞的方式为主动运输
B. Na+的运输依赖载体蛋白且消耗ATP
C. 若抑制细胞呼吸，葡萄糖吸收速率下降
D. 该转运过程可逆浓度梯度进行
9.（生态治理热点）某湿地公园为净化含重金属的污水，种植了芦苇、香蒲等植物。研究发现，其根系细胞通过特定载体吸收Cd +并储存于液泡中。下列分析正确的是（ ）
A. CCd +吸收速率与载体数量和能量供应有关
B. 液泡膜转运Cd +的方式为主动运输
C. 该过程体现细胞膜控制物质进出的功能
D. 植物根系吸收Cd +有利于生态修复
10.（污水处理与物质运输）污水处理中常用反硝化细菌将NO 转化为N 。其细胞膜上电子传递链产生的H 梯度驱动NO 转运（如图）。下列说法正确的是（ ）
A. NO 进入细胞为主动运输
B. H 的跨膜运输需载体蛋白
C. 抑制ATP合成不影响NO 吸收
D. 该过程导致细胞外pH下降
11.（植物气孔开闭）保卫细胞吸水膨胀使气孔开放，K 和Cl 的快速积累是主要驱动力。若某突变体保卫细胞中SLAH1蛋白（Cl 通道）功能缺失，则可能出现（ ）
A. 光照下气孔开放延迟
B. 干旱时气孔关闭更快
C. 细胞中K 浓度异常升高
D. 叶片蒸腾速率下降
12.（肿瘤药物靶向治疗）某种抗癌药物可抑制细胞膜上的MDR蛋白（一种ATP驱动的转运蛋白）。研究发现，过量表达MDR蛋白的肿瘤细胞对该药物耐药性显著增强。下列分析正确的是（ ）
A. MDR蛋白可能参与药物的主动外排
B. 抑制线粒体功能可增强药物效果
C. 耐药性与细胞膜成分更新速率无关
D. 该药物可能用于治疗MDR蛋白缺陷型肿瘤
13.（细胞自噬与物质运输）溶酶体膜上V-ATPase可将H 泵入溶酶体，维持内部酸性环境。若V-ATPase失活，则不会出现（ ）
A. 溶酶体内水解酶活性降低
B. 胞吞物质无法被降解
C. 细胞自噬作用增强
D. 细胞质基质pH上升
14.（植物气孔开闭机制）保卫细胞通过调节K 浓度改变渗透压，控制气孔开闭。光照下，保卫细胞吸收K 的方式需H 泵建立电化学梯度驱动。下列叙述错误的是（ ）
A. K 通过通道蛋白进入细胞
B. H 泵运输H 为协助扩散
C. 抑制呼吸作用会导致气孔关闭
D. 该过程与液泡膜上的转运蛋白有关
15.（植物水孔蛋白）植物根细胞膜上PIP水通道蛋白的开放受磷酸化调控。干旱胁迫下，脱落酸（ABA）促进蛋白磷酸酶活性，导致PIP去磷酸化关闭。下列说法不正确的是（ ）
A. PIP关闭可减少根细胞失水
B. ABA信号通过调控基因表达发挥作用
C. PIP开放时水分子运输速率与浓度梯度无关
D. 磷酸化可能改变PIP的空间结构
（三）非选择题
16. 【科研情境】囊性纤维化患者呼吸道黏膜细胞中CFTR蛋白（一种Cl 通道）功能异常，导致Cl 无法外流，黏液黏稠度增加。研究人员利用细胞模型探究药物X对CFTR蛋白的修复作用，实验处理及结果如下表：
组别 处理 CFTR蛋白活性（相对值） 细胞外Cl 浓度（mmol/L）
甲 正常CFTR蛋白 100 120
乙 突变CFTR蛋白 20 30
丙 突变CFTR蛋白+药物X 65 85
（1）正常细胞中Cl 通过CFTR蛋白的运输方式为________，判断依据是________。
（2）乙组细胞外Cl 浓度显著低于甲组，原因是________。
（3）药物X修复CFTR蛋白的机制可能是________（答出2点）。
（4）若进一步研究药物X是否通过促进CFTR蛋白的合成发挥作用，请设计实验思路：________。
17.（实验探究题）某团队研究低温对植物细胞膜透性的影响，用不同温度处理菠菜叶片后测定电导率（反映细胞内容物外漏程度），结果如下表：
处理温度（℃） 电导率（μS/cm）
25（对照） 12.5
0 35.2
-10 68.9
问题：
（1）电导率升高的直接原因是细胞膜失去________功能，导致细胞内物质外流。
（2）低温可能通过破坏膜结构中的________（填“磷脂”或“蛋白质”）影响物质运输。
（3）若用台盼蓝染色法检测细胞活性，-10℃处理组细胞________（填“被”或“不被”）染色，说明________。
（4）进一步实验发现，低温预处理后细胞对Ca +的吸收速率下降。请设计实验验证Ca +吸收方式是否为主动运输（写出思路即可）。
18.（综合应用题）新冠病毒通过S蛋白与宿主细胞膜ACE2受体结合启动感染（如图）。研究表明，病毒进入细胞依赖于细胞膜的流动性，且部分药物可通过抑制此过程发挥作用。
问题：
（1）新冠病毒进入宿主细胞的运输方式为________，该过程________（填“消耗”或“不消耗”）能量。
（2）若某药物能阻断ACE2与S蛋白结合，其作用环节是抑制病毒的________阶段。
（3）溶酶体膜上的H+转运蛋白可将H+逆浓度梯度泵入溶酶体，此运输方式为________，其意义是________。
（4）从物质运输角度，提出一种抗新冠病毒药物的研发思路。
19.（盐胁迫与离子稳态调控）H 焦磷酸酶能够利用焦磷酸（PPi）水解产生的能量，将细胞质中的H 转运到细胞外或细胞器（如液泡）中，从而在细胞膜或细胞器膜两侧建立起质子电化学梯度。这种质子梯度是一种重要的能量形式，可为其他物质的跨膜转运提供动力。盐胁迫下，植物根细胞通过SOS信号通路将Na 排出细胞，机制如图。
（1）NHX运输Na 的方式为________，判断依据是________。
（2）SOS1功能缺失突变体在盐胁迫下更易死亡，原因是________。
（3）研究发现，施加外源H 焦磷酸酶抑制剂可缓解盐胁迫损伤，解释其机理：________。
20.（物质运输与肿瘤治疗）肿瘤细胞膜上GLUT1（葡萄糖转运蛋白）表达量升高。研究人员设计下表实验探究药物X对GLUT1的影响。
组别 处理 细胞内葡萄糖浓度（mmol/L）
甲 乙 丙 正常培养 正常培养+药物X 抑制ATP合成+药物X 12.3 5.8 5.7
（1）乙组葡萄糖浓度降低的机制可能是________。
（2）丙组结果说明药物X抑制葡萄糖运输的方式为________，理由是________。
（3）基于上述研究，提出一种抗肿瘤药物设计思路：________。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·全国2,3,6分,难度★★★)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
2.(2019·浙江,15,2分,难度★★)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表:
离子
Mg2+ 0.25 3
N 2 28
H2P 1 21
下列叙述正确的是 (D)
A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B.若不断提高温度,根细胞吸收H2P的量会不断增加
C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制N的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
3.(2017·江苏,22,3分,难度★★★)(多选)下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是(BCD)
A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP合成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
参考答案与详细解析
考典8 物质进出细胞的方式
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年四考）
1.(2024·山东,1,2分,难度★★★)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2 含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1 被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是 (B)
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2 的分解
D.油菜素内酯可使BAK1 缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
解析 Ca2+通道蛋白运输Ca2+时,两者并不结合,A项错误;维持细胞Ca2+浓度的内低外高,是一个主动运输的过程,需消耗能量,B项正确;细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,抑制H2O2分解,导致H2O2含量升高,这是一种间接作用,C项错误;油菜素内酯不能使BAK1缺失的被感染细胞关闭Ca2+通道蛋白,故不能使细胞内H2O2含量降低,D项错误。
2.(2024·吉林,18,3分,难度★★★★)(多选)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如下图所示。下列叙述正确的是 (BCD)
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
解析 本题以实验探究为载体,考查细胞跨膜运输。水的吸收以水通道蛋白的协助扩散为主,自由扩散为辅,A项错误。由题图可知,模型组空肠黏膜细胞AQP3的相对表达量比对照组少,说明其对肠腔内水的吸收减少,从而引起腹泻,B项正确。治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量增加,对水的吸收增强,肠腔内水减少,缓解了腹泻,从而减少了肠道菌群因腹泻排出,因此减少了致病菌排放,C项正确。治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,使回肠对水的转运增加,D项正确。
3.(2023·全国甲,1,6分,难度★★)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 乙醇属于脂溶性物质,与细胞膜中的磷脂相似相溶,通过自由扩散的方式进入细胞,A项错误。血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,K+逆浓度梯度进入红细胞,该物质跨膜运输方式为主动运输,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,B项正确。抗体为分泌蛋白,其分泌方式为胞吐,需要消耗能量,C项错误。葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,D项错误。
4.(2023·全国新课标,1,6分,难度★★)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是 (B)
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
解析 葡萄糖在人体内通过血液运输,是人体血浆的重要组成成分,其含量受胰岛素和胰高血糖素等激素的调节,A项正确。葡萄糖以主动运输或协助扩散的方式通过细胞膜,不能以自由扩散的方式通过细胞膜,B项错误。血液中的葡萄糖进入肝细胞后,可以被肝细胞氧化分解,当血糖浓度较高时还可以转化为肝糖原储存起来,C项正确。葡萄糖在人体脂肪组织细胞中可转变为甘油三酯等非糖物质,D项正确。
5.(2023·浙江,13,3分,难度★★★★)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 (B)
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高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
解析 转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A项错误。由图可知,H+向细胞外运输需要消耗ATP,说明该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内H+的浓度低于细胞外,蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B项正确,D项错误。植物组培过程中蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C项错误。
6.(2023·山东,2,2分,难度★★★)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“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H+浓度高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,其运输方式属于主动运输,A项正确;H+载体蛋白失活后使溶酶体内H+浓度降低,进而导致Cl-转运受阻,可引起溶酶体内的吞噬物积累,B项正确;Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,溶酶体的功能降低,数量减少,使细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C项正确;溶酶体中的H+浓度高于细胞质基质,二者pH不同,因此释放到细胞质基质中的水解酶活性降低,D项错误。
7.(2023·湖南,8,2分,难度★★★)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是 (B)
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
解析 由题图可以看出,PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,H2O2从膜外运向膜内的速率大于从膜内运向膜外的速率,即PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,抑制了H2O2外排,所以细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的,A项正确,B项错误。敲除AT1基因或降低其表达,AT1蛋白就不能抑制PIP2s蛋白磷酸化,则盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2外排的速率大于内流的速率,可减轻H2O2对细胞的毒害作用,提高禾本科作物的耐盐碱能力,C项正确。逆境胁迫下可以生存的物种往往含有抵抗逆境的基因,将该类基因通过基因工程技术导入农作物体内可提高农作物的抗逆性,D项正确。
8.(2023·湖南,14,4分,难度★★★)(多选)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 由题图可知,跨膜运输也可以发生于液泡和细胞质基质间,但该运输不会改变细胞膜外侧溶液的渗透压,A项错误。由题图可知,“NaCl”组和“NaCl+GB”组对照,“NaCl+GB”组的Na+外排量更高,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+的积累,B项正确。与其他几组相比,“NaCl+GB”组液泡膜H+泵活性无明显差异,而液泡膜NHX载体活性明显高于其他组,说明GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度变化与液泡膜H+泵活性无关,C项错误。盐胁迫下细胞质基质中的Na+排出细胞或转入液泡都可以增大细胞液的浓度,有利于植物细胞吸水,增强植物的耐盐性,D项正确。
9.(2023·辽宁,4,2分,难度★★★)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)
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
解析 神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞、胞吐进出细胞生物膜,与生物膜的流动性有关,A正确;葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,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;谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助,不能为自由扩散,且当谷氨酸作为神经递质传递信息时的方式为胞吐,C错误;钙离子通过生物膜需要载体蛋白,运输方式可能为主动运输,D正确。
10.(2022·天津,2,4分,难度★)下列生理过程的完成不需要两者结合的是 (D)
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
解析 兴奋在神经元之间的传导过程中,突触前膜释放的神经递质,与突触后膜上相应受体结合后引起后膜电位变化,导致后一个神经元兴奋或抑制,A项不符合题意。在体液免疫过程中,浆细胞产生和分泌的抗体可与病原体表面的抗原发生特异性结合,形成沉淀等,进而被其他免疫细胞吞噬消化,B项不符合题意。Ca2+载体蛋白与Ca2+结合,自身构象发生变化,运输Ca2+,C项不符合题意。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,因此K+通道蛋白运输K+时不需要与K+结合,D项符合题意。
载体蛋白与通道蛋白的比较
分类 载体蛋白 通道蛋白
特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过;载体蛋白转运物质时,自身构象会发生变化 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
举例 协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白 水通道蛋白、K+通道蛋白、Ca2+通道蛋白、Na+通道蛋白
11.(2022·山东,3,2分,难度★★★)N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如下图。铵肥施用过多时,细胞内N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.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N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N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
解析 由题干和题图可知,N的吸收需要载体蛋白AMTs转运,由根细胞膜两侧的电位差驱动,属于主动运输,A项错误;N的吸收由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,故N通过SLAH3转运到细胞外的方式是顺浓度梯度,属于被动运输,B项正确;铵毒发生后,细胞外的H+更多,增加细胞外的N,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C项错误;载体蛋白NRT1.1转运N的方式是主动运输,主动运输的速率和N浓度无必然关系;转运H+的方式是协助扩散,在一定范围内,其运输速率与膜内外H+浓度差呈正相关,D项错误。
12.(2022·辽宁,9,2分,难度★)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 (D)
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
解析 人唾液腺正常组织细胞中控制AQP蛋白的基因可能有3种,因此其表达出来的蛋白质中氨基酸序列可能不相同,A项错误;AQP是一类细胞膜通道蛋白,运输物质时不需要与水分子结合,B项错误;由题干可知,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,能说明AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成,C项错误;由题干信息“水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍”可知,正常组织与水肿组织的水转运速率不同,且与AQP蛋白的数量有关,D项正确。
13.(2022·广东,7,2分,难度★★)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于 (A)
A.细胞核 B.细胞质
C.高尔基体 D.细胞膜
解析 由题可知,拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,而核孔是RNA和蛋白质等物质运输的通道,若HPR1蛋白功能缺失,则核孔结构异常,细胞核内产生的mRNA无法通过核孔运出进入细胞质,因此会有更多mRNA分布于细胞核,A项符合题意。
14.(2022·重庆,2,2分,难度★★)下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 (C)
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
解析 由图可知,铜离子进入小肠上皮细胞是由低浓度向高浓度运输,需要载体蛋白的协助,消耗能量,A项正确;由图可知,铜离子转运具有方向性,B项正确;铜离子进入细胞是通过主动运输方式,运出细胞是先通过协助扩散进入高尔基体,然后由高尔基体膜包裹通过胞吐运出,C项错误;由图可知,进入细胞需要膜蛋白1协助,运出细胞需要膜蛋白2协助,D项正确。
15.(2021·山东,2,2分,难度★★)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)
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
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+浓度梯度产生的势能提供,A项错误;Ca2+通过CAX的运输进入液泡,增大了细胞液的渗透压,有利于植物细胞吸水进而保持坚挺,B项正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂,会抑制H+从细胞质基质进入液泡,则液泡中的H+浓度降低,液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小,Ca2+通过CAX的运输速率减慢,C项正确;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,为主动运输,D项正确。
16.(2021·江苏,3,2分,难度★)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 物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A项正确;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项错误;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项正确;肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D项正确。
转运蛋白数量对跨膜运输的影响
转运蛋白数量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。
17.(2021·湖北,11,2分,难度★★)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(B)
A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
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
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扩散至高渗溶液,Na+和Cl-从低渗溶液扩散至高渗溶液,B项正确,A、C、D三项错误。
18.(2021·河北,4,2分,难度★★)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图,①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(D)
A.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
解析 血液流经肌肉组织时,O2从红细胞进入血浆,经毛细血管壁、组织液进入肌肉细胞,CO2进入红细胞,A项正确;①②是自由扩散,④从高浓度一侧到低浓度一侧,需要转运蛋白,属于协助扩散,⑤是水分子通过水通道蛋白的运输,是协助扩散,B项正确;③是主动运输,人体成熟红细胞无线粒体,通过无氧呼吸产生ATP为其供能,C项正确;人体成熟红细胞由于无细胞核及各种细胞器,所以糖蛋白不会更新,D项错误。
哺乳动物成熟红细胞的结构特点及代谢特点
哺乳动物成熟红细胞无细胞核和细胞器,所以其获取能量的方式是无氧呼吸。由于没有细胞核及各种细胞器,其糖蛋白也不能更新。不能结合红细胞的结构去分析问题是导致错误的主要原因。
19.(2020·海南,18,3分,难度★★★)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 (D)
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
解析 氧气进出细胞的方式为自由扩散,不需要载体和能量,A项错误;ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解释放能量,葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B项错误;“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”,一种转运蛋白转运一种物质,故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同,C项错误;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项正确。
20.(2020·江苏,5,2分,难度★★)下图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是 (A)
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
解析 由图可知:葡萄糖以主动运输方式被小肠上皮细胞吸收,而运出细胞则是以③协助扩散的方式,故A项正确。由图可知:Na+以②主动运输方式运出细胞,故B项错误;多肽以⑤胞吞、胞吐方式进、出细胞,故C项错误;维生素D属于脂质,以④自由扩散的方式被吸收,故D项错误。
物质运输方式的判断
(1)熟记某些特例
葡萄糖
Na+
K+
(2)若题目中给出了信息,则需要根据物质运输方向、是否需要载体、是否需要消耗能量三方面进行判断。
21.(2022·海南,16,10分,难度★★★)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是 。
(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 。
(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 ;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(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下图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 。
答案 (1)选择透过性 (2)协助扩散 (3)降低
载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构改变 (4)进行细胞间的信息交流 (5)温度降低导致呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少
解析 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,说明细胞膜的膜蛋白对物质运输具有选择性,体现了细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量,是顺浓度梯度的运输,属于协助扩散。(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H+增加,细胞外的pH降低,此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时会发生磷酸化,导致H+-ATP酶的空间结构改变。(4)人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,从而调节血糖浓度平衡,这一过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(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属于主动运输,需要消耗细胞呼吸提供的能量,而温度降低导致呼吸酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少。因此与25 ℃相比,4 ℃条件下植物根细胞对磷酸盐的吸收速率较低。
22.(2021·全国甲,29,10分,难度★★★)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 。
答案 (1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中 (2)蛋白质 一种离子通道只允许一种离子通过 (3)K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少
解析 (1)生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,具有特异性。(3)细胞外的K+通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,属于主动运输,主动运输需要的能量由呼吸作用提供,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少,导致主动运输受到抑制。
23.(2021·北京,19,12分,难度★★★★)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管—伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
图1 图2
研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于 。由H+泵形成的 有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式相比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过 这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有 。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的 功能。
答案 (1)协助扩散(易化扩散) (跨膜)H+浓度差 (2)胞间连丝 (3)ABD (4)信息传递
解析 (1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间过程中,运输需要载体蛋白,且由题干“韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运”可知运输方向为顺浓度梯度,故方式为协助扩散(易化扩散);由题干“胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度”,故由H+泵形成的跨膜H+浓度差有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。(2)乙方式的跨膜运输需要浓度差和载体蛋白等协助,与其相比,甲方式“叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC”,即甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。(3)叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中,说明蔗糖自叶肉细胞运输至SE-CC附近的细胞外空间,符合乙运输方式,A项正确;用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低,说明物质运输方式需要载体蛋白协助,符合乙运输方式,B项正确;将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞SE-CC中出现荧光,可能是叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝进入SE-CC,即可能是甲运输方式,C项错误;与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE-CC中的重要载体,符合乙运输方式,D项正确。(4)结合题干“叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加”可知,蔗糖能调节SU载体的含量,即蔗糖可以调节一些生命活动,体现了蔗糖的信息传递功能。
24.(2021·广东,19,16分,难度★★★★)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果见图1。
图1
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要 及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有
的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有 。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(图2,示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是 。
图2
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是 ,与其他两组比较,设置模型组的目的是 。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 ,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为 。
答案 (1)核糖体、内质网、高尔基体 选择透过性 主动运输、协助扩散
(2)增加了肾小管细胞的膜面积,使URAT1的数量增多,有利于尿酸盐等物质的吸收
(3)灌服尿酸氧化酶抑制剂 保证单一变量,使实验结果更有说服力
(4)F能够抑制尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9的合成和运输 增设灌服E的一组
解析 (1)尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9位于细胞膜上,与其合成、加工和运输有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。肾小管细胞对尿酸盐的吸收是通过转运蛋白URAT1和GLUT9实现的,体现了细胞膜的功能特性——选择透过性。原尿中的物质借助载体蛋白进入细胞的方式有主动运输和协助扩散。(2)由题图9可知,肾小管细胞刷状缘位于肾小管内侧,该结构的存在大大增加了肾小管细胞的膜面积,从而增加了细胞膜上转运蛋白的数量,增强了肾小管的重吸收功能。(3)由题干可知,模型组与空白对照组相比,不同的是模型组灌服的是尿酸氧化酶抑制剂,模型组可分别与空白对照组和治疗组形成对照,保证单一变量,使实验结果更有说服力。(4)由题图8可知,模型组中转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量远高于空白对照组,而灌服F的治疗组中转运蛋白URAT1和GLUT9的相对含量与空白对照组相差不大,说明天然化合物F能够抑制尿酸盐转运蛋白URAT1和GLUT9的合成和运输。若要进一步确定F的作用效果,可与已知药物E作对比,可另设一组模型鼠灌服E,一段时间后检测相关指标,并与治疗组进行对比。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
1.（2025齐鲁名校联考）红细胞在发育过程中需要吸收大量铁来合成血红蛋白，血液中的Fe3+通过与转铁蛋白（Tf）形成复合物进行运输。红细胞膜上转铁蛋白受体（TFRC）逐渐增加，TFRC与Tf相互作用形成的复合体被胞吞，Fe3+在囊泡中被转化成Fe2+并通过载体蛋白DMT1进入细胞质基质。下列说法错误的是（ ）
A. Fe3+通过与Tf形成复合物进行运输，Tf属于转运蛋白
B. 复合体被胞吞的过程中需要膜蛋白的协助并消耗能量
C. Fe2+进入细胞质基质过程中，DMT1的构象会发生改变
D. Tf、TFRC、DMT1等蛋白的功能异常均可能引起贫血
【答案】A
【解析】
【分析】血液中的铁离子和转铁蛋白形成复合物，该复合物会与细胞膜上的转铁蛋白受体结合，促进胞吞小泡形成后，复合物进入小泡，铁离子在小泡内与转铁蛋白分离并通过膜蛋白转运进细胞质基质。
【详解】A、Fe3+通过与Tf形成复合物进行运输，复合物与细胞膜上的转铁蛋白受体（TfR）结合后，促进胞吞小泡的形成，通过胞吞进入细胞，故Tf不属于转运蛋白，其作用是识别Fe3+通过和转铁蛋白形成复合物，A错误；
B、胞吞是细胞运输大分子物质的过程，是消耗能量的过程，且该过程需要依赖膜上的蛋白，B正确；
C、DMT1属于载体蛋白，在转运物质时，其构象会发生改变，C正确；
D、Tf、TFRC、DMT1等物质均于铁离子的转运有关系，而铁离子是血红蛋白的重要成分，所以Tf、TFRC、DMT1等蛋白的功能异常均可能引起贫血，D正确。
故选A。
2．（2025 临沂一模）土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞外排Na+，维持 Na+ / K+ 平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后，磷脂分子PA在质膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合，致使SOS2接触激活 Na+ H+ 转运蛋白SOS1，并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．SOS1转运Na+和H+不需要细胞内化学反应所释放的能量
B．盐胁迫时，植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排
C．钠离子通过HKT1进入细胞时，不需要与其结合
D．盐胁迫下，磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用，降低了细胞内Na+/K+比值
【答案】A
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要载体蛋白协助，不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、识图分析可知，盐胁迫条件下，周围环境的Na+通过HKT1（Na+通道蛋白）以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部细胞，Na+运出细胞，为逆浓度梯度运输，所以，SOS1转运Na+和H+需要细胞内化学反应所释放的能量，离子间的转移势能，A错误；
B、盐胁迫时， 植物细胞可能通过降低细胞质基质的pH，即细胞质基质中H+浓度升高，进入的H+升高，那么排出Na+的速度也增加，B正确；
C、钠离子通过 HKT1（Na+通道蛋白） 进入细胞时，不需要与通道蛋白结合，C正确；
D、盐胁迫下，磷酸化的 SCaBP8 减缓了对 AKT1的抑制作用，使得细胞内K+浓度增加，Na+/K+比值降低，D正确。
故选A。
3.（2025枣庄一模） 钠钾氯共转运蛋白（NKCC）是帮助钠离子、钾离子、氯离子进行运输的一类膜蛋白，其合成过程与分泌蛋白类似。在肾脏的尿液浓缩过程中NKCC利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力，逆浓度梯度转运K+和Cl-进入细胞。下图是肾小管上皮细胞对离子吸收和转运的示意图。下列说法错误的是（ ）
A. 钠一钾泵发挥作用时发生磷酸化导致其空间结构改变
B. K+主动运输进入上皮细胞可以借助不同的载体蛋白
C. NKCC的合成需要线粒体供能，需要高尔基体参与
D. Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式相同
【答案】D
【解析】
【分析】物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：物质从高浓度到低浓度，不需要载体，不耗能，例如气体、小分子脂质；（2）协助扩散：物质高浓度到低浓度，需要膜转运蛋白的协助，不耗能，如葡萄糖进入红细胞；（3）主动运输：物质从低浓度到高浓度，需要载体蛋白的协助，耗能，如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、钠 - 钾泵发挥作用时，会发生磷酸化，这一过程会导致其空间结构改变，从而实现离子的运输，A正确；
B、从图中可以看出，K+主动运输进入上皮细胞可以借助Na+-K+-2Cl-同向转运体和钠 - 钾泵这两种不同的载体蛋白，B正确；
C、NKCC的合成过程与分泌蛋白类似，而分泌蛋白的合成需要线粒体供能（提供能量），也需要高尔基体参与（对蛋白质进行加工、分类和包装），因此NKCC 的合成需要线粒体供能，需要高尔基体参与，C正确；
D、Na+进入上皮细胞是借助Na+-K+-2Cl-同向转运体，利用细胞外相对较高的Na+浓度作为驱动力，属于协助扩散；Na+出上皮细胞是通过钠 - 钾泵，需要消耗 ATP，属于主动运输，因此Na+进出上皮细胞的跨膜运输方式不同，D错误。
故选D。
4.（2025聊城一模）下图表示蔗糖分子进入筛管细胞和库细胞的部分机制，L为运输的质子泵，M为同时运输蔗糖分子和的转运蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 向筛管细胞外运输时，L的空间构象会发生可逆性改变
B. M向筛管细胞内运输的同时运输蔗糖分子，其不具有特异性
C. 蔗糖分子进入筛管细胞的过程不消耗能量，属于被动运输
D. 蔗糖分子通过胞间连丝进入库细胞的方式为协助扩散
【答案】A
【解析】
【分析】据图可知，运出筛管细胞消耗ATP，属于主动运输，蔗糖分子进入筛管细胞消耗的势能，属于主动运输。
【详解】A、向筛管细胞外运输时，消耗ATP，属于主动运输，需要转运蛋白L的参与，转运蛋白L的空间构象会发生可逆性改变，A正确；
B、M向筛管细胞内运输的同时运输蔗糖分子，仍具有特异性，B错误；
C、蔗糖分子进入筛管细胞消耗的势能，属于主动运输，C错误；
D、蔗糖分子通过专有通道胞间连丝进入库细胞，不属于协助扩散，D错误。
故选A。
5.（2025济宁一模）物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础。下列关于物质运输及应用的叙述，错误的是（ ）
A. 新生儿吸收母乳中的抗体，可以通过胞吞方式
B. 主动运输使细胞膜内外物质浓度趋于一致，维持细胞的正常代谢
C. 植物细胞在低渗溶液中吸水达到平衡状态时，细胞液浓度大于外界溶液浓度
D. 在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离
【答案】B
【解析】
【分析】水分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。植物细胞质壁分离的原因：（1）外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；（2）内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。
【详解】A、抗体属于大分子物质，新生儿吸收母乳中的抗体，通过胞吞方式进入细胞，该方式可以运输大分子物质，A正确；
B、主动运输是逆浓度梯度进行的，会使细胞膜内外物质浓度差进一步加大，B错误；
C、植物细胞在低渗溶液中吸水，由于细胞壁的限制，吸水达到平衡状态时，细胞液浓度依然大于外界溶液浓度，C正确；
D、洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，在蔗糖溶液中加入适量红墨水，便于观察质壁分离现象，因为可以通过观察红色区域的变化来判断质壁分离情况，D正确。
故选B。
6.（2025青岛一模）研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收，跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白（NRT）介导，NRT是H+/同向转运体，运输机制如图所示。液泡膜上的H+/反向转运体在H+浓度梯度驱动下，将运入液泡。下列说法错误的是（ ）
A. 碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要间接消耗细胞中的ATP
B. 碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、磷脂等生物大分子
C. 利用ATPase抑制剂处理碱蓬根部，根细胞吸收的速率会降低
D. 液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺
【答案】B
【解析】
【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输，该运输方式的特点是：从低浓度一侧运输到高浓度一 侧，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。
【详解】A、从图中可知，质膜上的ATPase将细胞内的H+ 逆浓度梯度转运到细胞外，消耗ATP，形成H+的浓度梯度。NRT是H+/NO3 同向转运体，NO3 和H+一起进入细胞， H+顺浓度梯度进入细胞，NO3 的吸收利用了H+ 浓度梯度的势能，所以碱蓬根细胞通过NRT吸收NO3 的过程间接消耗了细胞中的ATP，A正确；
B、蛋白质的基本组成元素有 C、H、O、N 等，核酸的组成元素是C、H、O、N、P，磷脂的组成元素是C、H、O、N、P，碱蓬根细胞吸收的NO3 可用于合成蛋白质、核酸等生物大分子，但磷脂不属于生物大分子，B错误；
C、ATPase抑制剂处理碱蓬根部，会抑制ATPase的活性，使得H+不能逆浓度梯度运出细胞，无法形成H+浓度梯度，NRT介导的NO3 吸收过程依赖H+浓度梯度，所以根细胞吸收NO3 的速率会降低，C正确；
D、液泡膜上的H+ /NO3 反向转运体在H+ 浓度梯度驱动下将NO3 运入液泡，说明液泡中H+ 浓度高，即液泡的pH值低于细胞质基质。液泡吸收无机盐离子，使细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，有利于细胞保持坚挺，D正确。
故选B。
7.（2025潍坊一模）TMCO1 是内质网跨膜蛋白，内质网中Ca +浓度过高时会促进四个TMCO1聚集形成Ca +通道，使内质网中的Ca +浓度恢复到正常水平，TMCO1随之解聚失活。TMCOI基因敲除的小鼠能够模拟痴呆患者的主要病理特征。下列说法错误的是
A.高浓度Ca +促进TMCO1的肽链盘曲、折叠形成Ca +通道
B.TMCO1 调节内质网中Ca +浓度的机制属于负反馈调节
C.Ca +由内质网转运到细胞质基质的过程不需要消耗能量
D.内质网中Ca +浓度过高导致模型小鼠出现痴呆症状
答案:A。
解析:TMCO1蛋白是内质网跨膜蛋白，在内质网中Ca +浓度过高时，四个TMCO1蛋白会聚集形成Ca +通道，将Ca +转运到细胞质基质，降低内质网中Ca +浓度，维持细胞内钙离子平衡，蛋白质的盘曲、折叠主要由其氨基酸序列决定，而非外部环境中的离子浓度，A选项错误；TMCO1调节内质网中Ca +浓度属于负反馈调节，高浓度Ca +促进TMCO1形成通道，降低Ca +浓度，恢复正常水平，B选项正确；Ca +通过TMCO1形成的通道从内质网转运到细胞质基质，是顺浓度梯度转运，不需要消耗能量，C选项正确；TMCO1基因敲除的小鼠模拟痴呆患者病理特征，说明内质网中Ca +浓度异常可能与痴呆症状有关，D选项正确。
8.（2025济南一模）下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是
A.蔗糖由细胞外进人液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能
B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质
C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用
D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量
答案：B。
解析：
A 选项：由图可知，蔗糖由细胞外进入细胞内是通过蔗糖- H 共转运体，依赖于细胞内外H 浓度差形成的电化学势能，蔗糖由细胞内进入液泡是通过蔗糖- H 逆向转运体，依赖于液泡内外H 浓度差形成的电化学势能，A选项正确。
B 选项：细胞内的H 通过质膜ATP酶转运到细胞外，使细胞外pH低于细胞质基质；而细胞质基质的H 通过液泡膜ATP酶与液泡膜焦磷酸化酶转运到液泡内，使液泡内 pH 低于细胞质基质，B选项错误。
C 选项：图中各转运蛋白均是载体蛋白，通过对 H 的转运，维持细胞质基质中 H 浓度的相对稳定，C选项正确。
D 选项：ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥功能时都需要消耗能量，用于H 的逆浓度转运等过程，D选项正确。
9.（2025日照一模）哺乳动物小肠上皮细胞顶膜上的转运蛋白(TRPV6)可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+。Ca2+由胞浆钙结合蛋白(CB)介导从小肠上皮细胞的顶膜向基底膜转运，基底膜上的钠钙交换蛋白(NCX)将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞，钙蛋白(PMCA)则消耗ATP将Ca2+运出细胞。下列叙述错误的是
A.细胞外Ca2+浓度越高，TRPV6运输Ca2+的速率就越快
B.CB活性增强有利于Ca2+通过TRPV6进入小肠上皮细胞
C.PMCA和NCX均以主动运输方式将Ca2+运出小肠上皮细胞
D.当细胞外液中的 Na+浓度降低时，Ca2+运出细胞会受到抑制
答案：A。
解析：
A选项：TRPV6可以从消化道中顺浓度梯度吸收Ca2+，属于协助扩散，一般情况下，细胞外 Ca 浓度在一定范围内升高时，TRPV6 运输 Ca 的速率会加快，但是并非会随着细胞外 Ca 浓度的升高而无限增加，当细胞外 Ca 浓度超过一定限度后，可能会出现一些饱和现象（TRPV6数量有限）或其他调节机制的作用，导致 TRPV6 运输 Ca 的速率不再明显增加甚至有所下降。例如，高浓度的 Ca 可能会激活某些反馈调节通路，对 TRPV6 的活性进行调控，或者可能会影响通道蛋白的构象等，从而限制其运输 Ca 的能力。该选项错误。
B选项：当 CB 活性增强时，它可以结合更多的Ca ，降低细胞内Ca 的浓度，从而维持细胞膜内外较大的钙离子浓度梯度。这种浓度梯度的维持有利于Ca 持续通过 TRPV6 通道进入细胞，因为该离子通道的转运是顺着浓度梯度进行的协助扩散，该选项正确。
C选项：钙蛋白（PMCA）消耗 ATP 将 Ca2+运出细胞，属于主动运输，NCX 是利用细胞膜两侧 Na 的电化学梯度作为驱动力，在将 3 个 Na 转运入细胞的同时，将 1 个 Ca 转运出细胞。虽然它不直接消耗 ATP，但依赖于NCX活动建立的 Na 电化学梯度，本质上还是属于主动运输过程，因为是逆着 Ca 的浓度梯度进行转运的；该选项正确。
D选项：钠钙交换蛋白（NCX）将Na+顺浓度转入细胞内的同时将Ca2+运出细胞，当细胞外液中的 Na+浓度降低时， Na+进入细胞的驱动力减小，会影响 NCX 的转运，从而使Ca2+运出细胞受到抑制，该选项正确。
10.（2024淄博一模）盐胁迫时，大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞后，刺激细胞内二价阳离子（如Ca2+） 浓度迅速升高。 钙结合蛋白 OsSOS3/OsCBL4 感知盐胁迫引起的胞质钙信号，与 OsSOS2/OsCIPK24 相互作用使其磷酸化，磷酸化的 OsSOS2/OsCIPK24 迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白 OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡，从而降低细胞质基质中的 Na+浓度。 下列说法错误的是（ ）
A. 大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量，为协助扩散
B. OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后， 其构象和功能发生改变
C. 质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白发挥作用时直接消耗 ATP
D. 在细胞质基质 Na+浓度下降的同时，细胞质基质的pH 下降
【答案】C
【解析】
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要转运蛋白协助，不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、通过离子通道且不消耗能量的运输方式为协助扩散，大量 Na+通过单价阳离子通道进入细胞时不消耗能量，为协助扩散，A正确；
B、由题意可知，OsSOS2/OsCIPK24 磷酸化后，迅速激活质膜和液泡膜上的 Na+/H+反向转运蛋白 OsSOSl，利用H+浓度差促使 Na+排出细胞和进入液泡， 能够运输其构象和功能发生了改变，B正确；
C、质膜和液泡膜上的 Na /H 反向转运蛋白发挥作用时不直接消耗 ATP，而是利用H+浓度差，C错误；
D、在细胞质基质 Na 浓度下降的同时，细胞质基质的pH 下降，因为H 不断进入了细胞质基质，D正确。
故选C。
11.（2024烟台德州一模）细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca2+运输系统如图所示，①~⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是（ ）
A. ATP水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化
B. 抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率
C. ③转运H+的机制和②⑤转运Ca2+的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D. ①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2+水平
【答案】C
【解析】
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
【详解】A、ATP水解释放的磷酸基团将①和④钙泵磷酸化，钙泵磷酸化会导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2+的转运，A正确；
B、由图可知，Ca2+通过③进入液泡的方式是主动运输，其能量源于氢离子顺浓度梯度运输的势能，而氢离子进入液泡需要呼吸作用释放的能量，故抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率，B正确
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