课时分层作业(七) 物质跨膜运输的方式及影响因素
1．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
C [神经生长因子蛋白是生物大分子，通过胞吞、胞吐通过生物膜体系，A不符合题意；葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散，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不符合题意；谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助，不是自由扩散，当谷氨酸作为神经递质出细胞时为胞吐，也不是自由扩散，C符合题意；钙离子通过生物膜需要载体蛋白，方式可能为主动运输，D不符合题意。]
2．(2025·广东名校联考)物质通过细胞膜进出细胞时，往往需要细胞膜上的蛋白质参与运输。下列叙述错误的是( )
A．载体蛋白逆浓度梯度转运Ca2＋时，可能会伴随载体蛋白的磷酸化
B．神经细胞内的K＋往往与通道蛋白结合后逆浓度梯度运出细胞
C．某些病毒分子需要与吞噬细胞膜上的蛋白结合，才能被吞噬细胞摄取
D．转运蛋白通常将葡萄糖从血浆中顺浓度梯度转运进入红细胞
B [载体蛋白逆浓度梯度转运Ca2＋时，属于主动运输，ATP为该过程提供能量，ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化，A正确；K＋通道顺浓度梯度将K＋运出细胞，属于协助扩散，K＋与通道蛋白并不结合，B错误；某些病毒分子进入吞噬细胞的方式为胞吞，即病毒分子需要与吞噬细胞膜上的蛋白结合，才能被吞噬细胞摄取，C正确；转运蛋白通常将葡萄糖从血浆中顺浓度梯度转运进入红细胞，这种运输方式属于协助扩散，D正确。]
3．下图为A、B、C、D四种物质的跨膜运输示意图，相关叙述错误的是( )
A．转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能
B．物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质和线粒体
C．物质D的转运方式存在于高等动物细胞和高等植物细胞中
D．物质B和C的跨膜运输是通过载体蛋白进行的
C [转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能，催化ATP水解释放能量，A正确；物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质(有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)，B正确；由于能吸收光，所以膜上含有光合色素，因此物质D的转运方式常存在于高等植物细胞中，但不存在于高等动物中，C错误；由题图可知，物质B和物质C的转运都通过载体蛋白进行，D正确。]
4．(2025·广东惠州模拟)下图表示口服中药汤剂进入肠道后，有效成分被小肠吸收的常见转运途径。其中a表示细胞间途径，b、c、d表示跨膜转运途径，其中M、N分别表示摄入型和外排型转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A．药物以不同途径转运体现了细胞膜的功能特点
B．药物通过途径c吸收时必需有腺苷三磷酸供能
C．药物通过途径b吸收时一定是顺浓度梯度运输的
D．部分药物口服药效不高可能与N的功能有关
B [药物以不同途径转运的过程，无论是通过细胞间途径还是跨膜转运途径，都能反映细胞膜的选择透过性，这一特性主要由膜上的转运蛋白决定，这些转运蛋白的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度和选择透过性，A正确；途径c需要转运蛋白的协助，可能为主动运输或协助扩散，可能需要腺苷三磷酸供能，也可能不需要，B错误；途径b不需要转运蛋白的协助，途径b应为自由扩散，一定是顺浓度梯度运输的，C正确；N可以把药物从上皮细胞排出到肠腔中，限制药物的吸收，减少药物的入血量，从而造成药物口服药效不高，D正确。]
5．(2022·天津卷)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＋
D [神经递质是由突触前膜释放，与突触后膜上相应受体结合后引起离子通道的打开，A不符合题意；抗原与相应抗体结合后可形成沉淀或者细胞集团，被吞噬细胞消化分解，B不符合题意；Ca2＋载体蛋白与Ca2＋结合后发生自身构象的变化，从而运输Ca2＋，C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符合题意。]
6．人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图所示，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A．该细胞内的蛋白质在合成时都需要内质网和高尔基体参与
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在细胞间的信息交流中起重要作用
A [图示是人体成熟的红细胞，无核，也没有线粒体、内质网、高尔基体和核糖体等细胞器，所以无法合成蛋白质，A错误；由图示分析可知，①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散，B正确；人体成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③钠钾泵的运输提供能量，C正确；细胞膜上糖蛋白在细胞间的信息交流中具有重要作用，D正确。]
7．Ca2＋在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2＋含量低会出现抽搐等症状。下图是Ca2＋在小肠的吸收过程。下列叙述错误的是( )
A．钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2＋的吸收
B．Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输
C．Ca2＋通过Ca2＋-ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输
D．Na＋-Ca2＋交换的动力来自Na＋的浓度差，属于被动运输
D [维生素D可以促进肠道对钙的吸收，人体内Ca2＋可通过细胞膜上的转运蛋白进出细胞，钙在离子态下易被吸收，A正确；Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输，不需要能量，B正确；Ca2＋通过Ca2＋-ATP酶从基底侧膜转出细胞，需要能量，属于主动运输，C正确；Na＋-Ca2＋交换的动力来自Na＋的浓度差，属于主动运输，D错误。]
8．(2022·辽宁卷)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
D [AQP基因有3种，AQP蛋白也应该有3种，故人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同，A错误；AQP是一类细胞膜通道蛋白，故不能与水分子结合，B错误；根据信息可知，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，但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成，C错误；AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织中有差异，故形成的AQP蛋白的数量有差异，导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同，D正确。]
9．科学研究发现，肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。下列相关叙述正确的是( )
A．K＋、Na＋均顺浓度梯度进、出肾近端小管细胞
B．葡萄糖进、出肾近端小管细胞的区别在于是否直接消耗ATP
C．同种物质进出同一细胞可由不同的转运蛋白完成，运输方式可以不同
D．抑制肾近端小管细胞的细胞呼吸，对葡萄糖进入肾近端小管细胞没有影响
C [据图分析可知，Na＋顺浓度梯度进肾近端小管细胞、逆浓度梯度出肾近端小管细胞；K＋逆浓度梯度进肾近端小管细胞，A错误。葡萄糖进、出肾近端小管细胞的区别在于是否消耗能量，B错误；同种物质进出同一细胞可由不同的转运蛋白完成，运输方式可以不同，如图中葡萄糖进、出肾近端小管细胞，C正确；抑制肾近端小管细胞的细胞呼吸，会影响Na＋进入肾近端小管细胞，进而影响葡萄糖进入肾近端小管细胞，D错误。]
10．盐碱地上种植的“齐黄34”大豆平均亩产比全国平均高一倍多。盐胁迫环境下，“齐黄34”大豆细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。
(1)盐胁迫条件下，Na＋通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，其能量来源是____________________________。这种运输方式的意义是_______________ _____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”有____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)大豆是一种重要的硅积累作物，能够吸收和积累丰富的硅。研究发现，外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na＋水平，从而提高大豆的耐盐性。请利用下列实验材料及用具，设计实验证明上述结论。实验材料及用具：长势相同的大豆幼苗若干，原硅酸，NaCl，植物培养液，原子吸收仪(测定细胞内Na＋的含量)。
实验思路：__________________________________________________________
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_____________________________________________________________________
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预期实验结果：_______________________________________________________
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解析：(1)由图分析可知，其能量来源是H＋浓度梯度产生的电化学势能。这种运输方式的意义是保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物或对细胞有害的物质。(2)结合图示可知，盐胁迫条件下，通过载体蛋白A将Na＋从细胞质运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na＋运输到液泡中储存；将细胞质中的Na＋储存在囊泡中，都可以降低Na＋毒害作用。(3)要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na＋水平，可以将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组不进行处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na＋的含量；若硅能降低细胞内Na＋水平，则细胞内Na＋ 的含量乙组>丙组>甲组。
答案：(1)H＋浓度梯度产生的电化学势能 保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物或对细胞有害的物质 (2)通过载体蛋白A将Na＋从细胞质运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na＋运输到液泡中储存；将细胞质中的Na＋储存在囊泡中 (3)将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中，甲组不进行处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na＋的含量 细胞内Na＋的含量：乙组>丙组>甲组
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第7讲 物质跨膜运输的方式及影响因素
1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
考点1 物质出入细胞的方式
一、各种物质出入细胞方式的比较
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
图例
运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外
是否需要转运蛋白 否 是 是 否 否
是否消耗能量 否 否 是 是 是
举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输等 人的红细胞吸收葡萄糖等 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原等 胰岛素、消化酶、抗体的分泌等
影响因素 浓度差 浓度差；转运蛋白的种类和数量 载体蛋白种类和数量；能量 温度；能量
(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。(2)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。(3)协助扩散和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同。
①葡萄糖
②Na＋
③K＋
1．(必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。
2．(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。
3．(必修1 P72“与社会的联系”)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞。
二、转运蛋白
1．概念：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物跨膜运输。
2．种类及特点
(1)载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
(2)通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
三、主动运输
1．过程
(1)Na＋、K＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合，一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
(2)离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。
(3)载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
2．意义
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。
主动运输的3种类型
项目 转运方向 能量来源 举例
ATP驱动泵 逆浓度梯度 ATP Na＋-K＋泵、Ca2＋泵、H＋泵等
协同转运蛋白 同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运 利用的能量为其中的一种溶质的电化学梯度提供的能量 ①动物细胞的细胞膜上，Na＋是常用的协同转运离子，它的电化学梯度为一种分子的主动运输提供驱动力②细菌、酵母菌和动物细胞，绝大多数主动运输靠的是H＋的电化学梯度来驱动
光驱动泵 逆浓度梯度 光能 细菌视紫红质等物质利用光能驱动H＋的转运
1．分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合。( × )
提示：物质通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。
2．少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞。( × )
提示：水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
3．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。( √ )
4．同种物质进出同一细胞的方式一定相同。( × )
提示：K＋进入神经细胞是主动运输，排出神经细胞的方式是协助扩散。
5．以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。( √ )
小肠是消化和吸收的主要器官，食物中的多糖和二糖被水解成单糖后，在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛上被吸收。为研究葡萄糖的吸收方式，研究人员进行了体外实验，实验过程及结果如下表所示：
实验分组 实验处理 实验结果
实验一 蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛 葡萄糖的转运速率为0
实验二 在外界葡萄糖浓度为5 mmol/L时，呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率＝0
实验三 在外界葡萄糖浓度为100 mmol/L时，呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率＞0
(1)实验一的结果说明：葡萄糖的转运需要转运蛋白的协助。
(2)实验二的结果说明：在外界葡萄糖浓度为5 mmol/L时，小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输。
(3)实验三的结果说明：外界葡萄糖浓度为100 mmol/L时，小肠黏膜上皮细胞可通过协助扩散的方式吸收葡萄糖。
物质运输的方式及特点
1．下图是钾离子通道模式图，它由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”。下列叙述错误的是( )
A．K＋通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合
B．此通道蛋白对通过的离子具有选择性
C．此通道的运输速率受到K＋浓度差的影响
D．此通道蛋白对K＋的运输可以双向进行
D [通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，K＋通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，A正确；此通道蛋白对通过的离子具有选择性，例如水分子和 Na＋不能借助 K＋通道蛋白进出细胞，B正确；结合题意可知， 该运输方式是协助扩散，膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响协助扩散速率，浓度差越大扩散速率越快，C正确；钾离子通道由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”，故此通道蛋白对K＋的运输只能单向进行，D错误。]
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
物质运输方式的综合分析
2．骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度。骨骼肌细胞中Ca2＋主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A．Ca2＋与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性
B．钙泵转运Ca2＋过程中，会发生磷酸化和去磷酸化
C．Ca2＋进入内质网是主动运输，出内质网是协助扩散
D．Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要与通道蛋白结合
D [参与Ca2＋主动运输的钙泵是一种能催化ATP 水解的酶，当Ca2＋ 与其相应位点结合时，其ATP水解酶活性就被激活了，A正确。钙泵转运Ca2＋过程中，ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，导致其空间结构发生变化，将 Ca2＋ 释放到膜另一侧，然后钙泵去磷酸化，结构恢复到初始状态，为再次运输Ca2＋做准备，B正确。Ca2＋进入内质网需要ATP提供能量、需要载体蛋白，运输方式为主动运输；钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度，所以细胞质基质中Ca2＋浓度低于内质网中Ca2＋的浓度，Ca2＋出内质网需要通道蛋白的协助、顺浓度梯度运输，运输方式为协助扩散，C正确。Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要通道蛋白的协助，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。]
3．(2025·广东中山模拟)由通道蛋白形成的离子通道包括电压门通道和配体门通道。在电压门通道中，带电荷的蛋白质结构域会随膜电位的改变而发生相应的移动，从而使离子通道开启或关闭。在配体门通道中，细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合，继而引起通道蛋白开启与关闭。图1中A、B、C通道处于关闭状态，图2处于开启状态，据图判断下列说法错误的是( )
A．离子通道A属于电压门通道，离子通道B、C属于配体门通道
B．离子通过配体门通道运输需要与通道蛋白发生结合，但不会使通道蛋白构象改变
C．电压门通道的离子转运会降低膜内外的电位差，该过程不需要消耗ATP
D．通过离子通道转运的方式属于协助扩散
B [由图示可知，A(由于膜两边的电位差导致打开或关闭)属于电压门通道，B、C(由于与特定小分子配体结合打开或关闭)分别属于胞外配体门通道、胞内配体门通道，A正确；配体门通道运输离子时，细胞内外的某些小分子配体需要与通道蛋白结合，会引起通道蛋白开启与关闭，该过程中通道蛋白的构象会发生改变，离子本身不与通道蛋白结合，B错误；电压门通道在转运离子时，会降低膜内外的电位差，由于是顺浓度梯度转运物质，因此该过程不需要消耗ATP，属于协助扩散，C、D正确。]
考点2 不同因素对物质跨膜运输的影响
一、影响因素
二、曲线分析
1．分子或离子进行跨膜运输时不需要与载体蛋白结合。( × )
提示：分子或离子进行跨膜运输时需要与载体蛋白结合。
2．载体蛋白转运物质时不会发生自身构象的改变。( × )
提示：载体蛋白每次转运物质时都会发生自身构象的改变。
3．胞吞、胞吐依赖于膜的流动性，主动运输、协助扩散与膜的流动性无关。( × )
提示：主动运输和协助扩散也与膜的流动性有关。
4．自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度。( × )
提示：协助扩散是顺浓度梯度进行的。
5．一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。( √ )
农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO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NO的速率与O2浓度的关系如图所示。
(1)由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是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NO的吸收速率与O2浓度呈正相关。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是主动运输需要载体蛋白，此时作物乙吸收NO的速率受载体蛋白数量影响。
(3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是作物甲的NO最大吸收速率大于作物乙，甲需要的能量多，消耗的O2多。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO的吸收利用，可以采取的措施是定期松土(答出一点即可)。
影响物质跨膜运输的因素
1．研究发现，较长时间生活在低温条件下的某植物根系比常温下干重下降、对磷的吸收减慢。下列有关这一现象原因的说法，错误的是( )
A．运输PO等相关离子的载体在低温下空间结构被破坏
B．低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，能量供应减少
C．组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低
D．根系在低温条件下生长缓慢，根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小
A [运输PO等相关离子的载体化学本质是蛋白质，低温会导致蛋白质的活性减弱，但不会破坏蛋白质的空间结构，高温下空间结构会被破坏，A错误；低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，导致细胞呼吸速率降低，能量供应减少，B正确；分子运动速度与温度有关，温度越低，分子运动速率越小，因此组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低，C正确；由于低温条件导致酶活性降低，因此根系在低温条件下生长缓慢且生根数目少，进而导致根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小，D正确。]
2．(2025·广东肇庆模拟)海水稻能在盐胁迫逆境中正常生长，与其根细胞独特的转运机制(如图所示)有关。下列分析正确的是( )
A．大多数植物难以在盐碱地中生活的原因是植物根细胞液浓度偏高，吸水困难
B．Na＋通道蛋白在运输Na＋的过程中需要与Na＋结合
C．细胞质基质的pH降低，会使Na＋通过液泡膜上的NHX协助扩散进液泡的速率下降
D．可通过适当提高细胞呼吸强度来增强海水稻抗菌和抗盐碱的能力
D [大多数植物难以在盐碱地中生活的原因是水的运输方式是被动转运，而外界环境溶液浓度偏高，根细胞吸水困难，A错误；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误；细胞质基质中的Na＋通过液泡膜上的NHX运输到液泡中储存的过程由H＋的浓度差提供能量，属于主动运输，C错误；海水稻分泌抗菌蛋白的过程为胞吐，维持细胞质基质中低H＋浓度的过程为主动运输，二者都需要消耗能量，故适当提高细胞呼吸强度有利于海水稻抗菌和抗盐碱，D正确。]
物质跨膜运输的实验探究
3．某学校生物学兴趣小组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、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程：
(1)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。
(2)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_________________________________________________________________。
③_________________________________________________________________。
(3)预期结果：______________________________________________________。
(4)实验结论：_____________________________________________________。
解析：(2)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向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果：若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，则B瓶中葡萄糖的运输会受到抑制，且C瓶中葡萄糖的运输不受限制，因此预期结果为：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论：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。
答案：(2)②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 ③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量 (3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶 (4)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
物质跨膜运输方式的实验探究
(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
课时分层作业(七)
1．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
C [神经生长因子蛋白是生物大分子，通过胞吞、胞吐通过生物膜体系，A不符合题意；葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散，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不符合题意；谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助，不是自由扩散，当谷氨酸作为神经递质出细胞时为胞吐，也不是自由扩散，C符合题意；钙离子通过生物膜需要载体蛋白，方式可能为主动运输，D不符合题意。]
2．(2025·广东名校联考)物质通过细胞膜进出细胞时，往往需要细胞膜上的蛋白质参与运输。下列叙述错误的是( )
A．载体蛋白逆浓度梯度转运Ca2＋时，可能会伴随载体蛋白的磷酸化
B．神经细胞内的K＋往往与通道蛋白结合后逆浓度梯度运出细胞
C．某些病毒分子需要与吞噬细胞膜上的蛋白结合，才能被吞噬细胞摄取
D．转运蛋白通常将葡萄糖从血浆中顺浓度梯度转运进入红细胞
B [载体蛋白逆浓度梯度转运Ca2＋时，属于主动运输，ATP为该过程提供能量，ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化，A正确；K＋通道顺浓度梯度将K＋运出细胞，属于协助扩散，K＋与通道蛋白并不结合，B错误；某些病毒分子进入吞噬细胞的方式为胞吞，即病毒分子需要与吞噬细胞膜上的蛋白结合，才能被吞噬细胞摄取，C正确；转运蛋白通常将葡萄糖从血浆中顺浓度梯度转运进入红细胞，这种运输方式属于协助扩散，D正确。]
3．下图为A、B、C、D四种物质的跨膜运输示意图，相关叙述错误的是( )
A．转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能
B．物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质和线粒体
C．物质D的转运方式存在于高等动物细胞和高等植物细胞中
D．物质B和C的跨膜运输是通过载体蛋白进行的
C [转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能，催化ATP水解释放能量，A正确；物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质(有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)，B正确；由于能吸收光，所以膜上含有光合色素，因此物质D的转运方式常存在于高等植物细胞中，但不存在于高等动物中，C错误；由题图可知，物质B和物质C的转运都通过载体蛋白进行，D正确。]
4．(2025·广东惠州模拟)下图表示口服中药汤剂进入肠道后，有效成分被小肠吸收的常见转运途径。其中a表示细胞间途径，b、c、d表示跨膜转运途径，其中M、N分别表示摄入型和外排型转运蛋白。下列叙述错误的是( )
A．药物以不同途径转运体现了细胞膜的功能特点
B．药物通过途径c吸收时必需有腺苷三磷酸供能
C．药物通过途径b吸收时一定是顺浓度梯度运输的
D．部分药物口服药效不高可能与N的功能有关
B [药物以不同途径转运的过程，无论是通过细胞间途径还是跨膜转运途径，都能反映细胞膜的选择透过性，这一特性主要由膜上的转运蛋白决定，这些转运蛋白的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度和选择透过性，A正确；途径c需要转运蛋白的协助，可能为主动运输或协助扩散，可能需要腺苷三磷酸供能，也可能不需要，B错误；途径b不需要转运蛋白的协助，途径b应为自由扩散，一定是顺浓度梯度运输的，C正确；N可以把药物从上皮细胞排出到肠腔中，限制药物的吸收，减少药物的入血量，从而造成药物口服药效不高，D正确。]
5．(2022·天津卷)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＋
D [神经递质是由突触前膜释放，与突触后膜上相应受体结合后引起离子通道的打开，A不符合题意；抗原与相应抗体结合后可形成沉淀或者细胞集团，被吞噬细胞消化分解，B不符合题意；Ca2＋载体蛋白与Ca2＋结合后发生自身构象的变化，从而运输Ca2＋，C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符合题意。]
6．人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图所示，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A．该细胞内的蛋白质在合成时都需要内质网和高尔基体参与
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在细胞间的信息交流中起重要作用
A [图示是人体成熟的红细胞，无核，也没有线粒体、内质网、高尔基体和核糖体等细胞器，所以无法合成蛋白质，A错误；由图示分析可知，①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散，B正确；人体成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③钠钾泵的运输提供能量，C正确；细胞膜上糖蛋白在细胞间的信息交流中具有重要作用，D正确。]
7．Ca2＋在维持肌肉兴奋、收缩和骨骼生长等生命活动中发挥着重要作用，血液中Ca2＋含量低会出现抽搐等症状。下图是Ca2＋在小肠的吸收过程。下列叙述错误的是( )
A．钙在离子态下易被吸收，维生素D可促进Ca2＋的吸收
B．Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输
C．Ca2＋通过Ca2＋-ATP酶从基底侧膜转出细胞的方式属于主动运输
D．Na＋-Ca2＋交换的动力来自Na＋的浓度差，属于被动运输
D [维生素D可以促进肠道对钙的吸收，人体内Ca2＋可通过细胞膜上的转运蛋白进出细胞，钙在离子态下易被吸收，A正确；Ca2＋通过肠上皮细胞腔侧膜Ca2＋通道进入细胞的方式属于被动运输，不需要能量，B正确；Ca2＋通过Ca2＋-ATP酶从基底侧膜转出细胞，需要能量，属于主动运输，C正确；Na＋-Ca2＋交换的动力来自Na＋的浓度差，属于主动运输，D错误。]
8．(2022·辽宁卷)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
D [AQP基因有3种，AQP蛋白也应该有3种，故人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同，A错误；AQP是一类细胞膜通道蛋白，故不能与水分子结合，B错误；根据信息可知，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，但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成，C错误；AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织中有差异，故形成的AQP蛋白的数量有差异，导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同，D正确。]
9．科学研究发现，肾脏重吸收葡萄糖对维持血糖相对稳定发挥着重要作用。下列相关叙述正确的是( )
A．K＋、Na＋均顺浓度梯度进、出肾近端小管细胞
B．葡萄糖进、出肾近端小管细胞的区别在于是否直接消耗ATP
C．同种物质进出同一细胞可由不同的转运蛋白完成，运输方式可以不同
D．抑制肾近端小管细胞的细胞呼吸，对葡萄糖进入肾近端小管细胞没有影响
C [据图分析可知，Na＋顺浓度梯度进肾近端小管细胞、逆浓度梯度出肾近端小管细胞；K＋逆浓度梯度进肾近端小管细胞，A错误。葡萄糖进、出肾近端小管细胞的区别在于是否消耗能量，B错误；同种物质进出同一细胞可由不同的转运蛋白完成，运输方式可以不同，如图中葡萄糖进、出肾近端小管细胞，C正确；抑制肾近端小管细胞的细胞呼吸，会影响Na＋进入肾近端小管细胞，进而影响葡萄糖进入肾近端小管细胞，D错误。]
10．盐碱地上种植的“齐黄34”大豆平均亩产比全国平均高一倍多。盐胁迫环境下，“齐黄34”大豆细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。
(1)盐胁迫条件下，Na＋通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输，其能量来源是____________________________。这种运输方式的意义是_______________ _____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)据图分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na＋毒害的“策略”有____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)大豆是一种重要的硅积累作物，能够吸收和积累丰富的硅。研究发现，外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na＋水平，从而提高大豆的耐盐性。请利用下列实验材料及用具，设计实验证明上述结论。实验材料及用具：长势相同的大豆幼苗若干，原硅酸，NaCl，植物培养液，原子吸收仪(测定细胞内Na＋的含量)。
实验思路：__________________________________________________________
____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
预期实验结果：_______________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)由图分析可知，其能量来源是H＋浓度梯度产生的电化学势能。这种运输方式的意义是保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物或对细胞有害的物质。(2)结合图示可知，盐胁迫条件下，通过载体蛋白A将Na＋从细胞质运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na＋运输到液泡中储存；将细胞质中的Na＋储存在囊泡中，都可以降低Na＋毒害作用。(3)要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na＋水平，可以将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组不进行处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na＋的含量；若硅能降低细胞内Na＋水平，则细胞内Na＋ 的含量乙组>丙组>甲组。
答案：(1)H＋浓度梯度产生的电化学势能 保证细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物或对细胞有害的物质 (2)通过载体蛋白A将Na＋从细胞质运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na＋运输到液泡中储存；将细胞质中的Na＋储存在囊泡中 (3)将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中，甲组不进行处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na＋的含量 细胞内Na＋的含量：乙组>丙组>甲组
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第7讲 物质跨膜运输的方式及影响因素
必修1 分子与细胞
第二单元 细胞代谢
课标要求 1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
考点1 物质出入细胞的方式
一、各种物质出入细胞方式的比较
物质出
入细胞
的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度→低浓度 胞外→
胞内 胞内→
胞外
是否需要转运蛋白 否
是否消
耗能量 否
低浓度→
高浓度是
是
否
否
否
是
是
是
是
物质出
入细胞
的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
举例 O2、CO2、
甘油、乙
醇、苯的
跨膜运输等 人的红细
胞吸收葡
萄糖等 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、
无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原等 胰岛素、
消化酶、
抗体的
分泌等
影响
因素 浓度差 浓度差；转运蛋白的种类和数量 载体蛋白种类和数量；能量 温度；能量
(1)胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。(2)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。(3)协助扩散和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同。
1．(必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的____________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过__________________________________________来实现的。
2．(必修1 P71“相关信息”)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被_________降解。
3．(必修1 P72“与社会的联系”)人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫，能通过______作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过______作用“吃掉”肠壁组织细胞。
载体蛋白
细胞膜上载体蛋白的种类和数量
溶酶体
胞吐
胞吞
二、转运蛋白
1．概念：镶嵌在膜上的一些__________________，能够协助离子和一些小分子有机物跨膜运输。
2．种类及特点
(1)载体蛋白：只容许______________________________的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生_____________________。
(2)通道蛋白：只容许与自身通道的______和______相适配、______和______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______。
特殊的蛋白质
与自身结合部位相适应
自身构象的改变
直径
形状
大小
电荷
结合
三、主动运输
1．过程
(1)Na＋、K＋和Ca2＋等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与膜上___________________________结合，一种载体蛋白通常只适合与_______________离子或分子结合。
(2)离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的______推动下，载体蛋白的____________发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧______到另一侧并______出来。
(3)载体蛋白随后又____________，又可以去转运______物质的其他离子或分子。
载体蛋白的特定部位
一种或一类
能量
空间结构
转运
释放
恢复原状
同种
2．意义
通过主动运输来选择吸收__________________，排出____________和对细胞______的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
所需要的物质
代谢废物
有害
主动运输的3种类型
主动运输的3种类型
项目 转运方向 能量来源 举例
ATP驱动泵 逆浓度梯度 ATP Na＋-K＋泵、Ca2＋泵、H＋泵等
协同转
运蛋白 同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运 利用的能量为其中的一种溶质的电化学梯度提供的能量 ①动物细胞的细胞膜上，Na＋是常用的协同转运离子，它的电化学梯度为一种分子的主动运输提供驱动力
②细菌、酵母菌和动物细胞，绝大多数主动运输靠的是H＋的电化学梯度来驱动
光驱
动泵 逆浓度梯度 光能 细菌视紫红质等物质利用光能驱动H＋的转运
1．分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合。( )
提示：物质通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。
2．少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞。( )
提示：水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
3．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。( )
×
×
√
4．同种物质进出同一细胞的方式一定相同。( )
提示：K＋进入神经细胞是主动运输，排出神经细胞的方式是协助扩散。
5．以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。( )
×
√
小肠是消化和吸收的主要器官，食物中的多糖和二糖被水解成单糖后，在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛上被吸收。为研究葡萄糖的吸收方式，研究人员进行了体外实验，实验过程及结果如下表所示：
实验分组 实验处理 实验结果
实验一 蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛 葡萄糖的转运速率为0
实验二 在外界葡萄糖浓度为
5 mmol/L时，呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率＝0
实验三 在外界葡萄糖浓度为
100 mmol/L时，呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率＞0
(1)实验一的结果说明：____________________________________。
(2)实验二的结果说明：______________________________________ ________________________________________________。
(3)实验三的结果说明：_____________________________________ _____________________________________________________。
葡萄糖的转运需要转运蛋白的协助
在外界葡萄糖浓度为5 mmol/L时，小肠
黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输
外界葡萄糖浓度为100 mmol/L时，
小肠黏膜上皮细胞可通过协助扩散的方式吸收葡萄糖
1．右图是钾离子通道模式图，它由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”。下列叙述错误的是( )
1
物质运输的方式及特点
A．K＋通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合
B．此通道蛋白对通过的离子具有选择性
C．此通道的运输速率受到K＋浓度差的影响
D．此通道蛋白对K＋的运输可以双向进行
√
D [通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，K＋通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，A正确；此通道蛋白对通过的离子具有选择性，例如水分子和 Na＋不能借助 K＋通道蛋白进出细胞，B正确；结合题意可知， 该运输方式是协助扩散，膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响协助扩散速率，浓度差越大扩散速率越快，C正确；钾离子通道由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”，故此通道蛋白对K＋的运输只能单向进行，D错误。]
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
2．骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度。骨骼肌细胞中Ca2＋主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是( )
2
物质运输方式的综合分析
A．Ca2＋与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性
B．钙泵转运Ca2＋过程中，会发生磷酸化和去磷酸化
C．Ca2＋进入内质网是主动运输，出内质网是协助扩散
D．Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要与通道蛋白结合
√
D [参与Ca2＋主动运输的钙泵是一种能催化ATP 水解的酶，当Ca2＋ 与其相应位点结合时，其ATP水解酶活性就被激活了，A正确。钙泵转运Ca2＋过程中，ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，导致其空间结构发生变化，将 Ca2＋ 释放到膜另一侧，然后钙泵去磷酸化，结构恢复到初始状态，为再次运输Ca2＋做准备，B正确。Ca2＋进入内质网需要ATP提供能量、需要载体蛋白，运输方式为主动运输；钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度，所以细胞质基质中Ca2＋浓度低于内质网中Ca2＋的浓度，Ca2＋出内质网需要通道蛋白的协助、顺浓度梯度运输，运输方式为协助扩散，C正确。Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要通道蛋白的协助，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。]
3．(2025·广东中山模拟)由通道蛋白形成的离子通道包括电压门通道和配体门通道。在电压门通道中，带电荷的蛋白质结构域会随膜电位的改变而发生相应的移动，从而使离子通道开启或关闭。在配体门通道中，细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合，继而引起通道蛋白开启与关闭。图1中A、B、C通道处于关闭状态，图2处于开启状态，据图判断下列说法错误的是( )
A．离子通道A属于电压门通道，离子通道B、C属于配体门通道
B．离子通过配体门通道运输需要与通道蛋白发生结合，但不会使通道蛋白构象改变
C．电压门通道的离子转运会降低膜内外的电位差，该过程不需要消耗ATP
D．通过离子通道转运的方式属于协助扩散
√
B [由图示可知，A(由于膜两边的电位差导致打开或关闭)属于电压门通道，B、C(由于与特定小分子配体结合打开或关闭)分别属于胞外配体门通道、胞内配体门通道，A正确；配体门通道运输离子时，细胞内外的某些小分子配体需要与通道蛋白结合，会引起通道蛋白开启与关闭，该过程中通道蛋白的构象会发生改变，离子本身不与通道蛋白结合，B错误；电压门通道在转运离子时，会降低膜内外的电位差，由于是顺浓度梯度转运物质，因此该过程不需要消耗ATP，属于协助扩散，C、D正确。]
考点2 不同因素对物质跨膜运输的影响
一、影响因素
二、曲线分析
1．分子或离子进行跨膜运输时不需要与载体蛋白结合。( )
提示：分子或离子进行跨膜运输时需要与载体蛋白结合。
2．载体蛋白转运物质时不会发生自身构象的改变。( )
提示：载体蛋白每次转运物质时都会发生自身构象的改变。
3．胞吞、胞吐依赖于膜的流动性，主动运输、协助扩散与膜的流动性无关。( )
提示：主动运输和协助扩散也与膜的流动性有关。
×
×
×
4．自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度。( )
提示：协助扩散是顺浓度梯度进行的。
5．一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。( )
×
√
主动运输
定期松土
1
影响物质跨膜运输的因素
√
A [运输PO等相关离子的载体化学本质是蛋白质，低温会导致蛋白质的活性减弱，但不会破坏蛋白质的空间结构，高温下空间结构会被破坏，A错误；低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，导致细胞呼吸速率降低，能量供应减少，B正确；分子运动速度与温度有关，温度越低，分子运动速率越小，因此组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低，C正确；由于低温条件导致酶活性降低，因此根系在低温条件下生长缓慢且生根数目少，进而导致根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小，D正确。]
2．(2025·广东肇庆模拟)海水稻能在盐胁迫逆境中正常生长，与其根细胞独特的转运机制(如图所示)有关。下列分析正确的是( )
A．大多数植物难以在盐碱地中生活的原因是植物根细胞液浓度偏高，吸水困难
B．Na＋通道蛋白在运输Na＋的过程中需要与Na＋结合
C．细胞质基质的pH降低，会使Na＋通过液泡膜上的NHX协助扩散进液泡的速率下降
D．可通过适当提高细胞呼吸强度来增强海水稻抗菌和抗盐碱的能力
√
D [大多数植物难以在盐碱地中生活的原因是水的运输方式是被动转运，而外界环境溶液浓度偏高，根细胞吸水困难，A错误；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误；细胞质基质中的Na＋通过液泡膜上的NHX运输到液泡中储存的过程由H＋的浓度差提供能量，属于主动运输，C错误；海水稻分泌抗菌蛋白的过程为胞吐，维持细胞质基质中低H＋浓度的过程为主动运输，二者都需要消耗能量，故适当提高细胞呼吸强度有利于海水稻抗菌和抗盐碱，D正确。]
3．某学校生物学兴趣小组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、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程：
(1)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。
2
物质跨膜运输的实验探究
(2)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_______________________________________________________。
③_______________________________________________________。
(3)预期结果：____________________________________________。
(4)实验结论：____________________________________________。
解析：(2)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向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果：若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，则B瓶中葡萄糖的运输会受到抑制，且C瓶中葡萄糖的运输不受限制，因此预期结果为：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论：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。
答案：(2)②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 ③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量 (3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶
(4)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
物质跨膜运输方式的实验探究
(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
