第2课时 主动运输需要细胞供能、细胞的胞吞和胞吐
课时作业
(时间:30分钟 分值:46分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 主动运输
1.(2025·苏州期中)下图是胡萝卜在不同氧浓度下从硝酸钾溶液中吸收K+和N的曲线。影响a、b两点和b、c两点吸收速率的因素分别是( )
[A]载体蛋白数量、能量
[B]能量、载体蛋白数量
[C]载体蛋白数量、离子浓度
[D]能量、离子浓度
【答案】 B
【解析】 胡萝卜吸收K+和N的方式是主动运输,需要载体蛋白和能量,其中能量主要由有氧呼吸提供,在一定范围内,氧浓度的大小可代表能量的多少,a、b两点在同一条曲线上,都吸收相同的离子N,所以载体蛋白相同,a、b两点对应的氧浓度不同,故影响a、b两点吸收速率不同的因素是能量;b、c两点不在同一条曲线上,吸收的是不同的离子,但两点的氧浓度相同,代表能量相同,故影响b、c两点吸收速率的因素是载体蛋白数量。
2.(2025·扬州期中)下图为小肠上皮细胞吸收并转运葡萄糖的示意图。下列相关叙述正确的是( )
[A]载体S与载体G的空间结构相同
[B]Na+进出小肠上皮细胞时均需要消耗ATP
[C]载体G运输葡萄糖的方式是协助扩散
[D]低温不影响葡萄糖运出小肠上皮细胞
【答案】 C
【解析】 载体S和载体G具有不同的功能,载体的功能与其空间结构相关,所以它们的空间结构不相同;Na+进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度,为协助扩散,不需要消耗ATP,Na+出小肠上皮细胞是逆浓度梯度,为主动运输,需要消耗ATP;载体G运输葡萄糖是顺浓度梯度,不需要消耗能量,运输方式是协助扩散;低温会影响分子的运动速率,影响细胞质膜的流动性,从而影响葡萄糖运出小肠上皮细胞。
3.下图是肾小管上皮细胞运输几种物质的示意图。下列叙述错误的是( )
[A]CO2经自由扩散进入细胞
[B]H2O可经协助扩散进入细胞
[C]Na+可通过不同的载体蛋白进行跨膜运输
[D]细胞运输Na+时排出H+、HC和K+
【答案】 D
【解析】 CO2作为气体分子,其进出细胞的方式是自由扩散;H2O可经协助扩散进入细胞,因为肾小管上皮细胞细胞质膜上有水通道蛋白;Na+进出细胞的过程中需要的载体蛋白不同;细胞运输Na+时排出H+、HC,但K+是进入细胞。
4.图甲、图乙分别表示物质进出细胞的两种方式。下列有关叙述正确的是( )
[A]离子的运输都是通过甲方式进行的
[B]甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式相同
[C]婴儿吸收乳汁中的免疫球蛋白可用图乙表示
[D]甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式都需要载体蛋白的协助
【答案】 D
【解析】 图甲所示为主动运输,离子的运输还可以通过协助扩散进行,比如钠离子进入细胞,钾离子运出细胞;图乙中物质运输时从高浓度向低浓度进行运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散,甲可以逆浓度梯度运输,属于主动运输;婴儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程是胞吞作用,不可用图乙中的跨膜运输方式表示;甲是主动运输,乙是依赖载体蛋白的协助扩散,都需要载体蛋白协助。
5.(2025·扬州期中)为探究细胞吸收葡萄糖的条件,将兔的成熟红细胞和肌细胞分别置于含有5.0%葡萄糖的培养液中进行实验,一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量,结果如下表。
组别 培养条件 肌细胞 成熟红细胞
甲 加入葡萄糖 载体抑制剂 5.0% 5.0%
乙 加入呼吸 抑制剂 4.7% 3.5%
丙 不做任何处理 2.5% 3.5%
下列分析正确的是( )
[A]该实验的对照组为甲组,因变量为培养液中葡萄糖的含量
[B]甲组与丙组比较,可知肌细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要通道蛋白
[C]乙组与丙组比较,可知肌细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要能量
[D]实验结果说明肌细胞吸收葡萄糖的方式既有主动运输,也有协助扩散
【答案】 D
【解析】 由于甲组加入葡萄糖载体抑制剂,乙组加入呼吸抑制剂,而丙组不做任何处理,因此该实验中,甲组和乙组为实验组,丙组为对照组;甲组与丙组比较,自变量为是否加入葡萄糖载体抑制剂,结果显示甲组成熟红细胞和肌细胞培养液中葡萄糖含量不变,丙组成熟红细胞和肌细胞培养液中葡萄糖的含量均减少,说明肌细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要载体蛋白协助;乙组与丙组比较,自变量为是否加入呼吸抑制剂,结果显示乙组肌细胞培养液中葡萄糖含量高于丙组,成熟红细胞培养液中葡萄糖含量两组相等,可知肌细胞吸收葡萄糖需要能量,成熟红细胞吸收葡萄糖不需要能量;由分析可知,肌细胞吸收葡萄糖需要载体,消耗能量时吸收快,没有能量供应时吸收较慢,说明肌细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输,也有协助扩散。
知识点2 胞吞和胞吐
6.(2025·扬州期末)下图表示细胞运输某种物质的过程(不需要细胞供能),下列哪个过程能用该图表示( )
[A]血浆中的葡萄糖进入红细胞
[B]氧气进入组织细胞
[C]植物根细胞吸收土壤中的无机盐离子
[D]吞噬细胞吞噬病原体
【答案】 A
【解析】 由题干信息可知,该物质运输过程中不需要细胞供能,但需要载体蛋白协助,故为依赖载体蛋白的协助扩散。血浆中的葡萄糖进入红细胞的方式是依赖载体蛋白的协助扩散;氧气进入组织细胞的方式是简单扩散;植物根细胞吸收土壤中的无机盐离子的方式是主动运输;吞噬细胞吞噬病原体的方式是胞吞。
7.(2025·扬州期中)下图表示某细胞释放某种物质的示意图。下列叙述错误的是( )
[A]该过程体现了细胞质膜的流动性
[B]该过程释放的物质可以是液体成分
[C]该过程需要载体蛋白的参与
[D]该过程有利于质膜结构的更新,细胞质膜面积暂时增大
【答案】 C
【解析】 由题图可知,该过程属于胞吐,体现了细胞质膜的流动性;胞吐过程释放的物质,既可以是液体成分,也可以是固体成分;胞吐过程不需要载体蛋白的参与;胞吐过程涉及膜的融合,有利于质膜结构的更新,细胞质膜面积暂时增大。
8.(2024·镇江月考)图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是( )
[A]图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白或通道蛋白的数量
有限
[B]胞吞时,大分子首先与膜上的蛋白质结合
[C]图乙中的胞吞和胞吐过程需要消耗能量
[D]曲线a可表示Na+进入小肠上皮细胞
【答案】 D
【解析】 图甲中曲线a表示简单扩散,曲线b表示协助扩散或主动运输,故曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白或通道蛋白的数量有限;胞吞时,大分子首先与膜上的蛋白质结合,进行识别;胞吞和胞吐过程需要消耗细胞呼吸所释放的能量;Na+进入小肠上皮细胞为主动运输,而曲线a只与被转运的物质浓度有关,且与浓度呈正相关,属于简单扩散。
综合提升练
9.(多选)(2025·徐州期中)钠碘同向转运体(NIS,如下图)是位于甲状腺滤泡上皮细胞基底膜上的一种同向转运蛋白。NIS能借助细胞内外的Na+浓度梯度,将I-与Na+耦联转运进入甲状腺细胞,使细胞内的I-浓度高于细胞外。下列叙述错误的有( )
[A]通过NIS将I-运入细胞的方式是主动运输
[B]细胞内外Na+浓度梯度的维持需要消耗能量
[C]NIS在运输离子过程中,其空间结构不会发生改变
[D]NIS可以转运两种离子,说明NIS的物质转运没有特异性
【答案】 CD
【解析】 依题意,甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度高于细胞外,故I-进入细胞的方式是逆浓度梯度运输的主动运输;I-进入细胞的方式是主动运输,而该过程是借助Na+的浓度差进行的,推测Na+进入细胞是顺浓度梯度进行的,Na+运出细胞是逆浓度梯度进行的主动运输,细胞内外Na+浓度梯度的维持需要消耗能量;I-通过NIS进入细胞时属于主动运输,可知NIS是载体蛋白,载体蛋白每次转运物质时都会发生自身构象的改变;NIS可以转运I-和Na+,而不能转运其他离子,说明NIS转运物质具有特异性。
10.(多选)对法囊藻(一种海藻)的细胞液中各种离子浓度的分析表明,细胞液中的成分与海水的成分很不相同,图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的各种离子浓度,空白部分代表海水中的各种离子浓度。下列说法正确的有( )
[A]法囊藻细胞中K+和Cl-含量较高,而Na+、C含量较低,表明细胞对离子的吸收具有选择性
[B]Na+、K+和Cl-进入法囊藻细胞及C出细胞的方式都是主动运输
[C]主动运输能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质
[D]法囊藻细胞质膜上载体蛋白和通道蛋白的种类和数量不同是导致细胞内外离子浓度差异的原因之一
【答案】 ACD
【解析】 K+和Cl-在细胞内含量较高,而Na+、Ca2+和Mg2+在细胞内含量较低,说明细胞的生命活动对不同离子的需要不同,这表明细胞对离子的吸收具有选择性;K+和Cl-进入细胞、Ca2+和Mg2+出细胞的转运方向都是从低浓度到高浓度,属于主动运输,而Na+进入法囊藻细胞是高浓度到低浓度,属于协助扩散;主动运输保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质;法囊藻细胞吸收的各种离子数量与海水中相应离子的数量不成正比,原因之一是载体蛋白和通道蛋白的种类和数量不同,此外还可能与能量有关。
11.(10分)(2025·南通期中)细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换,细胞质膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞质膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构。请分析回答下列问题。
(1)图中结构甲的名称是 ,细胞质膜的功能复杂程度与 有关。
(2)若该细胞为哺乳动物成熟的红细胞,则O2、葡萄糖进入细胞的方式分别是 (填数字),水分子通过方式②进入细胞 (填“需要”或“不需要”)与通道蛋白结合。
(3)若某药物能抑制主动运输而对协助扩散无影响,则该药物的作用可能是抑制
。
(4)图中戊表示由磷脂双分子层构成的封闭囊泡,推测药物A属于 (填“脂溶性”或“水溶性”)分子。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)磷脂双分子层 蛋白质的种类和数量
(2)①、③ 不需要(1分)
(3)细胞呼吸
(4)水溶性(1分)
【解析】 (1)结构甲为构成细胞质膜的磷脂双分子层,是生物膜的基本支架;细胞质膜的功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关。
(2)若该细胞为哺乳动物成熟的红细胞,则O2进入细胞的方式为简单扩散,对应题图中的①(顺浓度梯度、不需要载体蛋白或通道蛋白、不消耗能量),葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散,对应题图中的③(借助载体蛋白的协助扩散,不消耗能量,顺浓度梯度);水分子通过方式②进入细胞属于借助通道蛋白进行的协助扩散,不需要与通道蛋白
结合。
(3)若某药物能抑制主动运输而对协助扩散无影响,则该药物的作用可能是抑制细胞呼吸,细胞供能减少,影响主动运输速率。
(4)药物A与磷脂分子的头部相接触,而磷脂分子头部具有亲水性,故嵌入囊泡内的药物A属于水溶性分子。
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第2课时 主动运输需要
细胞供能、细胞的胞吞和胞吐
1.阐明主动运输的过程、特点和意义。2.阐述主动运输与被动运输的区别。3.举例说明胞吞、胞吐的过程。
一、主动运输需要细胞供能
1.物质运输的方向:物质 梯度进行跨膜运输。
2.所需条件:需要细胞质膜上相应 的参与;需要细胞代谢 。
3.实例:植物根尖细胞吸收 ; 、 进入小肠绒毛上皮细胞。
4.意义:保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收营养物质,排出
和对细胞有害的物质,对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。
逆浓度
载体蛋白
供能
无机盐
氨基酸
葡萄糖
代谢废物
二、细胞的胞吞和胞吐
1.胞吞(如图a)
通过质膜的变形运动将细胞外物质转运进细胞的过程。根据物质的大小及其入胞机制的不同,可将胞吞分为两种主要类型。细胞以大囊泡内吞较大固体颗粒的过程叫 ;细胞通过小囊泡将细胞周围的微滴状液体摄入细胞的过程叫 。
吞噬
胞饮
2.胞吐(如图b)
细胞将要外排的大分子形成囊泡,囊泡移动到 处并与之结合,再将大分子排出细胞的过程。
3.胞吞和胞吐涉及细胞内多种膜的破裂与 ,是一个需要细胞代谢
的过程。
细胞质膜
融合
供能
判断正误
(1)同一种物质进入不同细胞的运输方式可能不同。( )
(2)主动运输都是逆浓度梯度进行的,既要消耗细胞的能量,也需要借助膜上的载体蛋白。( )
√
√
(3)胞吐过程会发生囊泡与细胞质膜的融合。( )
√
(4)需要消耗ATP的物质运输方式一定是主动运输,需要载体蛋白的物质运输方式是协助扩散或主动运输。( )
×
【提示】 需要消耗ATP的物质运输方式可能是主动运输或胞吞、胞吐,需要载体蛋白的物质运输方式是协助扩散或主动运输。
(5)胞吞、胞吐过程不会导致膜成分的更新。( )
×
【提示】 胞吐过程中,囊泡膜与细胞质膜融合,会导致膜成分更新;胞吞过程形成囊泡,同样会导致膜成分更新。
任务一 分析主动运输
探究1 分析主动运输的特点和影响因素
下图为主动运输模式图,据图分析下列问题。
(1)图1中的膜蛋白属于 (填“通道蛋白”或“载体蛋白”),其完成物质运输的特点是
。
(2)根据图1总结主动运输的特点。
【提示】 由低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,需要消耗能量。
载体蛋白
其先与被运输的离子或分子结合,然后通过自身构象的变
化或移动完成物质运输
(3)图2中ab段的变化说明了什么 bc段的变化原因是什么
【提示】 ab段随着细胞能量供应的增加,运输速率增大,说明主动运输需要消耗能量。bc段的变化原因是受载体蛋白数量的限制,运输速率不再增加。
探究2 分析Na+-K+泵
肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时,没有直接消耗ATP,而是利用Na+浓度梯度形成的势能。但是Na+浓度梯度的建立依靠Na+-K+泵,而Na+-K+泵工作时需要消耗ATP。
(1)图中葡萄糖进出肾小管上皮细胞的方式分别是什么
【提示】 题图中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的方式为主动运输;出肾小管上皮细胞的方式为协助扩散。
(2)Na+-K+泵对葡萄糖的运输有无影响
【提示】 有影响。
(3)图中同一种物质进出细胞的方式是否相同 并举例说明。
【提示】 不同。如葡萄糖、Na+。
「核心归纳」
1.不同物质跨膜运输方式的比较
物质跨膜运输
的方式 被动运输 主动运输
简单扩散 协助扩散
物质运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度
是否需要通道
蛋白或载体蛋白 不需要 需要载体
蛋白或通
道蛋白 需要载
体蛋白
是否消
耗能量 不消耗 不消耗 消耗
图例
举例 O2、CO2、
H2O、甘油、
乙醇、苯等 H2O、某些
离子、红细胞
吸收葡萄糖 小肠吸收葡
萄糖、氨基
酸、无机盐等
2.影响主动运输的因素
(1)载体蛋白的种类和数量:决定所运输的物质的种类和数量。载体蛋白的数量有限,当细胞质膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收相应物质的速率不再随物质浓度的增大而增加(如图甲)。
(2)能量:凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输,如O2浓度(如图乙)、温度等。
(3)温度。
「典型例题」
1.(2025·扬州月考)图甲、乙分别表示a、b两种物质跨膜运输的方式,据图分析,下列说法错误的是( )
[A]图甲可表示葡萄糖进入红细胞的方式
[B]图乙表示细胞通过主动运输方式吸收物质b
[C]去除细胞质膜中的蛋白质对物质a的运输没有影响
[D]物质b可能为细胞代谢所需的营养物质
C
【解析】 图甲中物质a在载体蛋白的协助下由高浓度一侧向低浓度一侧运输,不消耗细胞代谢产生的能量,属于协助扩散,可表示葡萄糖进入红细胞的方式;图乙中物质b由低浓度一侧向高浓度一侧运输,需要载体蛋白的协助,并消耗能量,属于主动运输;糖蛋白分布在细胞质膜外表面,故物质b运输方向为从胞外进入细胞,即表示细胞以主动运输方式吸收物质b;物质a的运输需要载体蛋白的协助,所以去除细胞质膜中的蛋白质对物质a的运输有影响;图乙中物质b以主动运输方式运进细胞,物质b可能为细胞代谢所需的营养物质。
2.(2025·南通月考)下图为某动物细胞内某些物质跨膜运输方式模式图。下列相关叙述正确的是( )
[A]方式1所示转运过程不具有特异性
[B]方式2的载体蛋白的构象保持不变
[C]方式3转运溶质的过程属于主动运输
[D]三种运输方式所需能量来源均相同
C
【解析】 方式1为需要载体蛋白的主动运输,具有特异性;方式2也为主动运输,载体蛋白在转运物质时会发生构象的改变;Na+进入细胞是高浓度到低浓度,Na+浓度梯度形成的势能为溶质进入细胞提供能量,因此溶质进入细胞的方式是主动运输;由题图可知,方式1和方式2由ATP水解供能,方式3由Na+浓度梯度形成的势能提供能量。
任务二 分析细胞的胞吞和胞吐过程
LDL(低密度脂蛋白)是富含胆固醇的脂蛋白,即胆固醇包裹于蛋白质内部。人体内胆固醇合成后以LDL形式进入血液,细胞需要时LDL与细胞质膜上的受体结合形成LDL-受体复合物,以复合物形式进入细胞。下图表示LDL进入细胞的方式及部分代谢途径,①~⑨代表转移途径。
(1)上述资料中LDL进入细胞的方式是什么 判断依据是什么 是否需要消耗能量
【提示】 胞吞。LDL是一种低密度脂蛋白,属于大分子物质,进入细胞的方式为胞吞。需要消耗能量。
(2)该过程依赖于细胞质膜的什么特点 体现了细胞质膜的什么功能
【提示】 依赖细胞质膜的流动性。体现了细胞质膜具有进行物质运输和细胞间信息传递的功能。
(3)通过胞吞和胞吐方式运输的物质一定是大分子吗 并说明理由。
【提示】 不一定是大分子物质。通过胞吞和胞吐方式运输的物质可以是固体,也可以是液体,一般是一些颗粒性物质、蛋白质等大分子,某些小分子物质也可通过胞吞和胞吐方式运输。
「核心归纳」
1.胞吞、胞吐的区别
项目 胞吞 胞吐
条件 细胞摄取或排出大分子和部分颗粒性物质
原理 生物膜具有一定的流动性
特点 物质不穿过细胞质膜,而是通过囊泡转移,需要消耗能量,不需要载体蛋白协助,发生细胞内多种膜的破裂和融合
物质类型 可以是固体,也可以是液体
运输方式 生物膜将运输物包裹成囊泡
运输方向 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外
模型
实例 变形虫吞噬食物颗粒,白细胞吞噬病菌等 胰岛B细胞分泌胰岛素等
2.快速判定物质进出细胞的运输方式
「典型例题」
3.(2025·泰州月考)新生儿小肠上皮细胞通过消耗能源物质,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。免疫球蛋白和半乳糖被吸收到小肠上皮细胞中的方式分别是( )
[A]胞吞、被动运输 [B]被动运输、主动运输
[C]主动运输、胞吞 [D]胞吞、主动运输
D
【解析】 由题干信息可知,免疫球蛋白和半乳糖的运输都是消耗能量的,免疫球蛋白是大分子物质,进入细胞的方式只能是胞吞,半乳糖是小分子物质,进入细胞的方式是主动运输。
4.(2025·南京期中)下图为受体介导的胞吞作用,根据图示分析,下列叙述错误的是( )
[A]该过程以膜具有一定流动性为基础才能发生
[B]该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
[C]构成图示囊泡结构的基本支架是磷脂双分子层
[D]Na+、K+、水等小分子物质不能通过图示方式进入细胞
D
【解析】 胞吞作用有膜的凹陷,以膜的流动性为基础;受体介导的胞吞过程需要受体和物质的识别,需要消耗能量,由细胞内部供能;囊泡是由细胞质膜凹陷形成的,细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层,所以构成图示囊泡结构的基本支架是磷脂双分子层;胞吞一般是大分子物质的运输方式,但胞吞运输的物质也可以是小分子物质。
思维导图
随堂检测
1.下图表示两种细胞输入和输出物质的方式。下列相关叙述,错误的是
( )
[A]甲表示胞吞,乙表示胞吐
[B]甲和乙两种运输方式说明生物膜具有一定的流动性
[C]甲需要消耗能量,而乙不需要
[D]抗体和胰岛素的释放方式均与乙中的方式相同
C
【解析】 胞吞和胞吐都需要消耗能量。
2.(2025·南通期中)人体内吞噬细胞能吞噬并杀灭细菌,关于此过程的说法错误的是( )
[A]溶酶体利用其合成的水解酶将细菌杀灭
[B]吞噬细胞依靠细胞质膜上的蛋白质识别细菌
[C]吞噬细菌的过程依赖于细胞质膜的流动性
[D]吞噬杀灭细菌的过程需要线粒体供能
A
【解析】 合成水解酶的场所是核糖体。
3.(2025·徐州期中)细胞质膜上存在的多种蛋白质参与细胞的物质运输。下列说法正确的是( )
[A]加入蛋白质变性剂会提高载体蛋白跨膜运输物质的速率
[B]载体蛋白在被动运输和主动运输两种方式中均可能发挥作用
[C]Na+借助通道蛋白进入细胞时,需要消耗细胞内化学反应释放的能量
[D]通道蛋白与被转运物质的结合具有特异性
B
【解析】 蛋白质变性剂会导致载体蛋白空间结构改变而失去活性,所以加入蛋白质变性剂会降低载体蛋白跨膜运输物质的速率;载体蛋白在被动运输的协助扩散和主动运输两种方式中均可能发挥作用;Na+借助通道蛋白进入细胞属于协助扩散,不需要消耗细胞内化学反应释放的能量;通道蛋白在转运分子或离子时,不需要与其结合。
4.(2025·南通期中)曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列表述正确的是( )
[A]方式a离不开载体蛋白或通道蛋白的协助
[B]人饮酒后,酒精主要通过方式b运输进入细胞
[C]方式b的最大转运速率与载体蛋白或通道蛋白的数量有关
[D]抑制细胞呼吸对方式a和b均无影响
C
【解析】 方式a属于简单扩散,其不需要载体蛋白或通道蛋白的协助;酒精以简单扩散的方式进入细胞,即通过方式a运输进入细胞;方式b属于协助扩散或主动运输,其最大转运速率与载体蛋白或通道蛋白的数量有关;若方式b为主动运输,抑制细胞呼吸会影响能量的供应,会影响方式b,但不影响方式a。
5.(多选)(2025·常州月考)细菌中的革兰氏阴性菌的细胞界限由三部分——内膜、外膜和周质间隙(细胞间质)组成,而革兰氏阳性菌只有单层膜。革兰氏阴性菌对甘露糖的转运过程如下图所示。下列相关叙述正确的有( )
[A]周质蛋白与载体蛋白的结合具有特异性
[B]甘露糖通过主动运输从周质间隙中运输到
细胞内消耗的能量主要由线粒体提供
[C]载体蛋白运输甘露糖时,自身构象发生了改变
[D]由图可以推测出周质间隙中甘露糖含量最低
ACD
【解析】 周质蛋白与载体蛋白需要特异性结合才能发挥作用;细菌是原核生物,没有线粒体;载体蛋白运输甘露糖时,需要与甘露糖结合,载体蛋白的构象会发生改变;甘露糖从周质间隙中运输到细胞内是主动运输,则甘露糖在周质间隙的浓度小于细胞内,同时甘露糖通过选择性孔蛋白顺浓度梯度进入周质间隙,则说明外膜的外侧甘露糖浓度大于周质间隙,所以周质间隙中甘露糖含量最低。
联系实际 迁移应用
在盐渍化土壤中,大量Na+不需要能量就能迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如下图。
注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
(1)在盐胁迫下,H+进出细胞的方式相同吗
【提示】 不同,膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内,跨膜方式为协助扩散。H+排出细胞的过程中需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输。
(2)若使用ATP合成抑制剂处理细胞,Na+的排出量会明显减少,说明其原因。
【提示】 若使用ATP合成抑制剂处理细胞,则ATP合成量减少,使H+排出细胞的量减少,膜内外H+浓度梯度降低,导致膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的量减少,同时驱动Na+排出细胞的量减少。
(3)在高盐胁迫下,从两个方面解释耐盐植物的根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能从而降低细胞内Na+浓度。
【提示】 一方面,胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A,减少Na+进入细胞;另一方面,胞外Na+与受体结合,促进胞内H2O2浓度上升,促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞,从而促进转运蛋白C将Na+排到胞外,降低细胞内Na+浓度。第2课时 主动运输需要细胞供能、细胞的胞吞和胞吐
[学习目标] 1.阐明主动运输的过程、特点和意义。2.阐述主动运输与被动运输的区别。3.举例说明胞吞、胞吐的过程。
一、主动运输需要细胞供能
1.物质运输的方向:物质逆浓度梯度进行跨膜运输。
2.所需条件:需要细胞质膜上相应载体蛋白的参与;需要细胞代谢供能。
3.实例:植物根尖细胞吸收无机盐;氨基酸、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞。
4.意义:保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。
二、细胞的胞吞和胞吐
1.胞吞(如图a)
通过质膜的变形运动将细胞外物质转运进细胞的过程。根据物质的大小及其入胞机制的不同,可将胞吞分为两种主要类型。细胞以大囊泡内吞较大固体颗粒的过程叫吞噬;细胞通过小囊泡将细胞周围的微滴状液体摄入细胞的过程叫胞饮。
2.胞吐(如图b)
细胞将要外排的大分子形成囊泡,囊泡移动到细胞质膜处并与之结合,再将大分子排出细胞的过程。
3.胞吞和胞吐涉及细胞内多种膜的破裂与融合,是一个需要细胞代谢供能的过程。
判断正误
(1)同一种物质进入不同细胞的运输方式可能不同。( )
【答案】 √
(2)主动运输都是逆浓度梯度进行的,既要消耗细胞的能量,也需要借助膜上的载体蛋白。( )
【答案】 √
(3)胞吐过程会发生囊泡与细胞质膜的融合。( )
【答案】 √
(4)需要消耗ATP的物质运输方式一定是主动运输,需要载体蛋白的物质运输方式是协助扩散或主动运输。( )
【答案】 ×
【提示】 需要消耗ATP的物质运输方式可能是主动运输或胞吞、胞吐,需要载体蛋白的物质运输方式是协助扩散或主动运输。
(5)胞吞、胞吐过程不会导致膜成分的更新。( )
【答案】 ×
【提示】 胞吐过程中,囊泡膜与细胞质膜融合,会导致膜成分更新;胞吞过程形成囊泡,同样会导致膜成分更新。
任务一 分析主动运输
探究1 分析主动运输的特点和影响因素
下图为主动运输模式图,据图分析下列问题。
(1)图1中的膜蛋白属于载体蛋白(填“通道蛋白”或“载体蛋白”),其完成物质运输的特点是其先与被运输的离子或分子结合,然后通过自身构象的变化或移动完成物质运输。
(2)根据图1总结主动运输的特点。
【提示】 由低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,需要消耗能量。
(3)图2中ab段的变化说明了什么 bc段的变化原因是什么
【提示】 ab段随着细胞能量供应的增加,运输速率增大,说明主动运输需要消耗能量。bc段的变化原因是受载体蛋白数量的限制,运输速率不再增加。
探究2 分析Na+-K+泵
肾小管上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时,没有直接消耗ATP,而是利用Na+浓度梯度形成的势能。但是Na+浓度梯度的建立依靠Na+-K+泵,而Na+-K+泵工作时需要消耗ATP。
(1)图中葡萄糖进出肾小管上皮细胞的方式分别是什么
【提示】 题图中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的方式为主动运输;出肾小管上皮细胞的方式为协助扩散。
(2)Na+-K+泵对葡萄糖的运输有无影响
【提示】 有影响。
(3)图中同一种物质进出细胞的方式是否相同 并举例说明。
【提示】 不同。如葡萄糖、Na+。
核心归纳
1.不同物质跨膜运输方式的比较
物质跨 膜运输 的方式 被动运输 主动运输
简单扩散 协助扩散
物质运 输方向 高浓度→ 低浓度 高浓度→ 低浓度 低浓度→ 高浓度
是否需 要通道 蛋白或 载体蛋 白 不需要 需要载体 蛋白或通 道蛋白 需要载 体蛋白
是否消 耗能量 不消耗 不消耗 消耗
图例
举例 O2、CO2、 H2O、甘油、 乙醇、苯等 H2O、某些 离子、红细胞 吸收葡萄糖 小肠吸收葡 萄糖、氨基 酸、无机盐等
2.影响主动运输的因素
(1)载体蛋白的种类和数量:决定所运输的物质的种类和数量。载体蛋白的数量有限,当细胞质膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收相应物质的速率不再随物质浓度的增大而增加(如图甲)。
(2)能量:凡是影响细胞产生能量的因素都能影响主动运输,如O2浓度(如图乙)、温度等。
(3)温度。
典型例题
1.(2025·扬州月考)图甲、乙分别表示a、b两种物质跨膜运输的方式,据图分析,下列说法错误的是( )
[A]图甲可表示葡萄糖进入红细胞的方式
[B]图乙表示细胞通过主动运输方式吸收物质b
[C]去除细胞质膜中的蛋白质对物质a的运输没有影响
[D]物质b可能为细胞代谢所需的营养物质
【答案】 C
【解析】 图甲中物质a在载体蛋白的协助下由高浓度一侧向低浓度一侧运输,不消耗细胞代谢产生的能量,属于协助扩散,可表示葡萄糖进入红细胞的方式;图乙中物质b由低浓度一侧向高浓度一侧运输,需要载体蛋白的协助,并消耗能量,属于主动运输;糖蛋白分布在细胞质膜外表面,故物质b运输方向为从胞外进入细胞,即表示细胞以主动运输方式吸收物质b;物质a的运输需要载体蛋白的协助,所以去除细胞质膜中的蛋白质对物质a的运输有影响;图乙中物质b以主动运输方式运进细胞,物质b可能为细胞代谢所需的营养物质。
2.(2025·南通月考)下图为某动物细胞内某些物质跨膜运输方式模式图。下列相关叙述正确的是( )
[A]方式1所示转运过程不具有特异性
[B]方式2的载体蛋白的构象保持不变
[C]方式3转运溶质的过程属于主动运输
[D]三种运输方式所需能量来源均相同
【答案】 C
【解析】 方式1为需要载体蛋白的主动运输,具有特异性;方式2也为主动运输,载体蛋白在转运物质时会发生构象的改变;Na+进入细胞是高浓度到低浓度,Na+浓度梯度形成的势能为溶质进入细胞提供能量,因此溶质进入细胞的方式是主动运输;由题图可知,方式1和方式2由ATP水解供能,方式3由Na+浓度梯度形成的势能提供能量。
任务二 分析细胞的胞吞和胞吐过程
LDL(低密度脂蛋白)是富含胆固醇的脂蛋白,即胆固醇包裹于蛋白质内部。人体内胆固醇合成后以LDL形式进入血液,细胞需要时LDL与细胞质膜上的受体结合形成LDL-受体复合物,以复合物形式进入细胞。下图表示LDL进入细胞的方式及部分代谢途径,①~⑨代表转移途径。
(1)上述资料中LDL进入细胞的方式是什么 判断依据是什么 是否需要消耗能量
【提示】 胞吞。LDL是一种低密度脂蛋白,属于大分子物质,进入细胞的方式为胞吞。需要消耗能量。
(2)该过程依赖于细胞质膜的什么特点 体现了细胞质膜的什么功能
【提示】 依赖细胞质膜的流动性。体现了细胞质膜具有进行物质运输和细胞间信息传递的功能。
(3)通过胞吞和胞吐方式运输的物质一定是大分子吗 并说明理由。
【提示】 不一定是大分子物质。通过胞吞和胞吐方式运输的物质可以是固体,也可以是液体,一般是一些颗粒性物质、蛋白质等大分子,某些小分子物质也可通过胞吞和胞吐方式运输。
核心归纳
1.胞吞、胞吐的区别
项目 胞吞 胞吐
条件 细胞摄取或排出大分子和部分颗粒性物质
原理 生物膜具有一定的流动性
特点 物质不穿过细胞质膜,而是通过囊泡转移,需要消耗能量,不需要载体蛋白协助,发生细胞内多种膜的破裂和融合
物质 类型 可以是固体,也可以是液体
运输 方式 生物膜将运输物包裹成囊泡
运输 方向 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外
模型
实例 变形虫吞噬食物颗粒,白细胞吞噬病菌等 胰岛B细胞分泌胰岛素等
2.快速判定物质进出细胞的运输方式
典型例题
3.(2025·泰州月考)新生儿小肠上皮细胞通过消耗能源物质,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。免疫球蛋白和半乳糖被吸收到小肠上皮细胞中的方式分别是( )
[A]胞吞、被动运输 [B]被动运输、主动运输
[C]主动运输、胞吞 [D]胞吞、主动运输
【答案】 D
【解析】 由题干信息可知,免疫球蛋白和半乳糖的运输都是消耗能量的,免疫球蛋白是大分子物质,进入细胞的方式只能是胞吞,半乳糖是小分子物质,进入细胞的方式是主动运输。
4.(2025·南京期中)下图为受体介导的胞吞作用,根据图示分析,下列叙述错误的是( )
[A]该过程以膜具有一定流动性为基础才能发生
[B]该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
[C]构成图示囊泡结构的基本支架是磷脂双分子层
[D]Na+、K+、水等小分子物质不能通过图示方式进入细胞
【答案】 D
【解析】 胞吞作用有膜的凹陷,以膜的流动性为基础;受体介导的胞吞过程需要受体和物质的识别,需要消耗能量,由细胞内部供能;囊泡是由细胞质膜凹陷形成的,细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层,所以构成图示囊泡结构的基本支架是磷脂双分子层;胞吞一般是大分子物质的运输方式,但胞吞运输的物质也可以是小分子物质。
随堂检测
1.下图表示两种细胞输入和输出物质的方式。下列相关叙述,错误的是( )
[A]甲表示胞吞,乙表示胞吐
[B]甲和乙两种运输方式说明生物膜具有一定的流动性
[C]甲需要消耗能量,而乙不需要
[D]抗体和胰岛素的释放方式均与乙中的方式相同
【答案】 C
【解析】 胞吞和胞吐都需要消耗能量。
2.(2025·南通期中)人体内吞噬细胞能吞噬并杀灭细菌,关于此过程的说法错误的是( )
[A]溶酶体利用其合成的水解酶将细菌杀灭
[B]吞噬细胞依靠细胞质膜上的蛋白质识别细菌
[C]吞噬细菌的过程依赖于细胞质膜的流动性
[D]吞噬杀灭细菌的过程需要线粒体供能
【答案】 A
【解析】 合成水解酶的场所是核糖体。
3.(2025·徐州期中)细胞质膜上存在的多种蛋白质参与细胞的物质运输。下列说法正确的是( )
[A]加入蛋白质变性剂会提高载体蛋白跨膜运输物质的速率
[B]载体蛋白在被动运输和主动运输两种方式中均可能发挥作用
[C]Na+借助通道蛋白进入细胞时,需要消耗细胞内化学反应释放的能量
[D]通道蛋白与被转运物质的结合具有特异性
【答案】 B
【解析】 蛋白质变性剂会导致载体蛋白空间结构改变而失去活性,所以加入蛋白质变性剂会降低载体蛋白跨膜运输物质的速率;载体蛋白在被动运输的协助扩散和主动运输两种方式中均可能发挥作用;Na+借助通道蛋白进入细胞属于协助扩散,不需要消耗细胞内化学反应释放的能量;通道蛋白在转运分子或离子时,不需要与其结合。
4.(2025·南通期中)曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列表述正确的是( )
[A]方式a离不开载体蛋白或通道蛋白的协助
[B]人饮酒后,酒精主要通过方式b运输进入细胞
[C]方式b的最大转运速率与载体蛋白或通道蛋白的数量有关
[D]抑制细胞呼吸对方式a和b均无影响
【答案】 C
【解析】 方式a属于简单扩散,其不需要载体蛋白或通道蛋白的协助;酒精以简单扩散的方式进入细胞,即通过方式a运输进入细胞;方式b属于协助扩散或主动运输,其最大转运速率与载体蛋白或通道蛋白的数量有关;若方式b为主动运输,抑制细胞呼吸会影响能量的供应,会影响方式b,但不影响方式a。
5.(多选)(2025·常州月考)细菌中的革兰氏阴性菌的细胞界限由三部分——内膜、外膜和周质间隙(细胞间质)组成,而革兰氏阳性菌只有单层膜。革兰氏阴性菌对甘露糖的转运过程如下图所示。下列相关叙述正确的有( )
[A]周质蛋白与载体蛋白的结合具有特异性
[B]甘露糖通过主动运输从周质间隙中运输到细胞内消耗的能量主要由线粒体提供
[C]载体蛋白运输甘露糖时,自身构象发生了改变
[D]由图可以推测出周质间隙中甘露糖含量最低
【答案】 ACD
【解析】 周质蛋白与载体蛋白需要特异性结合才能发挥作用;细菌是原核生物,没有线粒体;载体蛋白运输甘露糖时,需要与甘露糖结合,载体蛋白的构象会发生改变;甘露糖从周质间隙中运输到细胞内是主动运输,则甘露糖在周质间隙的浓度小于细胞内,同时甘露糖通过选择性孔蛋白顺浓度梯度进入周质间隙,则说明外膜的外侧甘露糖浓度大于周质间隙,所以周质间隙中甘露糖含量最低。
在盐渍化土壤中,大量Na+不需要能量就能迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如下图。
注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
(1)在盐胁迫下,H+进出细胞的方式相同吗
【提示】 不同,膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内,跨膜方式为协助扩散。H+排出细胞的过程中需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输。
(2)若使用ATP合成抑制剂处理细胞,Na+的排出量会明显减少,说明其原因。
【提示】 若使用ATP合成抑制剂处理细胞,则ATP合成量减少,使H+排出细胞的量减少,膜内外H+浓度梯度降低,导致膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的量减少,同时驱动Na+排出细胞的量减少。
(3)在高盐胁迫下,从两个方面解释耐盐植物的根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能从而降低细胞内Na+浓度。
【提示】 一方面,胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A,减少Na+进入细胞;另一方面,胞外Na+与受体结合,促进胞内H2O2浓度上升,促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞,从而促进转运蛋白C将Na+排到胞外,降低细胞内Na+浓度。
课时作业
(时间:30分钟 分值:46分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 主动运输
1.(2025·苏州期中)下图是胡萝卜在不同氧浓度下从硝酸钾溶液中吸收K+和N的曲线。影响a、b两点和b、c两点吸收速率的因素分别是( )
[A]载体蛋白数量、能量
[B]能量、载体蛋白数量
[C]载体蛋白数量、离子浓度
[D]能量、离子浓度
【答案】 B
【解析】 胡萝卜吸收K+和N的方式是主动运输,需要载体蛋白和能量,其中能量主要由有氧呼吸提供,在一定范围内,氧浓度的大小可代表能量的多少,a、b两点在同一条曲线上,都吸收相同的离子N,所以载体蛋白相同,a、b两点对应的氧浓度不同,故影响a、b两点吸收速率不同的因素是能量;b、c两点不在同一条曲线上,吸收的是不同的离子,但两点的氧浓度相同,代表能量相同,故影响b、c两点吸收速率的因素是载体蛋白数量。
2.(2025·扬州期中)下图为小肠上皮细胞吸收并转运葡萄糖的示意图。下列相关叙述正确的是( )
[A]载体S与载体G的空间结构相同
[B]Na+进出小肠上皮细胞时均需要消耗ATP
[C]载体G运输葡萄糖的方式是协助扩散
[D]低温不影响葡萄糖运出小肠上皮细胞
【答案】 C
【解析】 载体S和载体G具有不同的功能,载体的功能与其空间结构相关,所以它们的空间结构不相同;Na+进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度,为协助扩散,不需要消耗ATP,Na+出小肠上皮细胞是逆浓度梯度,为主动运输,需要消耗ATP;载体G运输葡萄糖是顺浓度梯度,不需要消耗能量,运输方式是协助扩散;低温会影响分子的运动速率,影响细胞质膜的流动性,从而影响葡萄糖运出小肠上皮细胞。
3.下图是肾小管上皮细胞运输几种物质的示意图。下列叙述错误的是( )
[A]CO2经自由扩散进入细胞
[B]H2O可经协助扩散进入细胞
[C]Na+可通过不同的载体蛋白进行跨膜运输
[D]细胞运输Na+时排出H+、HC和K+
【答案】 D
【解析】 CO2作为气体分子,其进出细胞的方式是自由扩散;H2O可经协助扩散进入细胞,因为肾小管上皮细胞细胞质膜上有水通道蛋白;Na+进出细胞的过程中需要的载体蛋白不同;细胞运输Na+时排出H+、HC,但K+是进入细胞。
4.图甲、图乙分别表示物质进出细胞的两种方式。下列有关叙述正确的是( )
[A]离子的运输都是通过甲方式进行的
[B]甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式相同
[C]婴儿吸收乳汁中的免疫球蛋白可用图乙表示
[D]甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式都需要载体蛋白的协助
【答案】 D
【解析】 图甲所示为主动运输,离子的运输还可以通过协助扩散进行,比如钠离子进入细胞,钾离子运出细胞;图乙中物质运输时从高浓度向低浓度进行运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散,甲可以逆浓度梯度运输,属于主动运输;婴儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程是胞吞作用,不可用图乙中的跨膜运输方式表示;甲是主动运输,乙是依赖载体蛋白的协助扩散,都需要载体蛋白协助。
5.(2025·扬州期中)为探究细胞吸收葡萄糖的条件,将兔的成熟红细胞和肌细胞分别置于含有5.0%葡萄糖的培养液中进行实验,一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量,结果如下表。
组别 培养条件 肌细胞 成熟红细胞
甲 加入葡萄糖 载体抑制剂 5.0% 5.0%
乙 加入呼吸 抑制剂 4.7% 3.5%
丙 不做任何处理 2.5% 3.5%
下列分析正确的是( )
[A]该实验的对照组为甲组,因变量为培养液中葡萄糖的含量
[B]甲组与丙组比较,可知肌细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要通道蛋白
[C]乙组与丙组比较,可知肌细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要能量
[D]实验结果说明肌细胞吸收葡萄糖的方式既有主动运输,也有协助扩散
【答案】 D
【解析】 由于甲组加入葡萄糖载体抑制剂,乙组加入呼吸抑制剂,而丙组不做任何处理,因此该实验中,甲组和乙组为实验组,丙组为对照组;甲组与丙组比较,自变量为是否加入葡萄糖载体抑制剂,结果显示甲组成熟红细胞和肌细胞培养液中葡萄糖含量不变,丙组成熟红细胞和肌细胞培养液中葡萄糖的含量均减少,说明肌细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要载体蛋白协助;乙组与丙组比较,自变量为是否加入呼吸抑制剂,结果显示乙组肌细胞培养液中葡萄糖含量高于丙组,成熟红细胞培养液中葡萄糖含量两组相等,可知肌细胞吸收葡萄糖需要能量,成熟红细胞吸收葡萄糖不需要能量;由分析可知,肌细胞吸收葡萄糖需要载体,消耗能量时吸收快,没有能量供应时吸收较慢,说明肌细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输,也有协助扩散。
知识点2 胞吞和胞吐
6.(2025·扬州期末)下图表示细胞运输某种物质的过程(不需要细胞供能),下列哪个过程能用该图表示( )
[A]血浆中的葡萄糖进入红细胞
[B]氧气进入组织细胞
[C]植物根细胞吸收土壤中的无机盐离子
[D]吞噬细胞吞噬病原体
【答案】 A
【解析】 由题干信息可知,该物质运输过程中不需要细胞供能,但需要载体蛋白协助,故为依赖载体蛋白的协助扩散。血浆中的葡萄糖进入红细胞的方式是依赖载体蛋白的协助扩散;氧气进入组织细胞的方式是简单扩散;植物根细胞吸收土壤中的无机盐离子的方式是主动运输;吞噬细胞吞噬病原体的方式是胞吞。
7.(2025·扬州期中)下图表示某细胞释放某种物质的示意图。下列叙述错误的是( )
[A]该过程体现了细胞质膜的流动性
[B]该过程释放的物质可以是液体成分
[C]该过程需要载体蛋白的参与
[D]该过程有利于质膜结构的更新,细胞质膜面积暂时增大
【答案】 C
【解析】 由题图可知,该过程属于胞吐,体现了细胞质膜的流动性;胞吐过程释放的物质,既可以是液体成分,也可以是固体成分;胞吐过程不需要载体蛋白的参与;胞吐过程涉及膜的融合,有利于质膜结构的更新,细胞质膜面积暂时增大。
8.(2024·镇江月考)图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是( )
[A]图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白或通道蛋白的数量
有限
[B]胞吞时,大分子首先与膜上的蛋白质结合
[C]图乙中的胞吞和胞吐过程需要消耗能量
[D]曲线a可表示Na+进入小肠上皮细胞
【答案】 D
【解析】 图甲中曲线a表示简单扩散,曲线b表示协助扩散或主动运输,故曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白或通道蛋白的数量有限;胞吞时,大分子首先与膜上的蛋白质结合,进行识别;胞吞和胞吐过程需要消耗细胞呼吸所释放的能量;Na+进入小肠上皮细胞为主动运输,而曲线a只与被转运的物质浓度有关,且与浓度呈正相关,属于简单扩散。
综合提升练
9.(多选)(2025·徐州期中)钠碘同向转运体(NIS,如下图)是位于甲状腺滤泡上皮细胞基底膜上的一种同向转运蛋白。NIS能借助细胞内外的Na+浓度梯度,将I-与Na+耦联转运进入甲状腺细胞,使细胞内的I-浓度高于细胞外。下列叙述错误的有( )
[A]通过NIS将I-运入细胞的方式是主动运输
[B]细胞内外Na+浓度梯度的维持需要消耗能量
[C]NIS在运输离子过程中,其空间结构不会发生改变
[D]NIS可以转运两种离子,说明NIS的物质转运没有特异性
【答案】 CD
【解析】 依题意,甲状腺滤泡上皮细胞内的I-浓度高于细胞外,故I-进入细胞的方式是逆浓度梯度运输的主动运输;I-进入细胞的方式是主动运输,而该过程是借助Na+的浓度差进行的,推测Na+进入细胞是顺浓度梯度进行的,Na+运出细胞是逆浓度梯度进行的主动运输,细胞内外Na+浓度梯度的维持需要消耗能量;I-通过NIS进入细胞时属于主动运输,可知NIS是载体蛋白,载体蛋白每次转运物质时都会发生自身构象的改变;NIS可以转运I-和Na+,而不能转运其他离子,说明NIS转运物质具有特异性。
10.(多选)对法囊藻(一种海藻)的细胞液中各种离子浓度的分析表明,细胞液中的成分与海水的成分很不相同,图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的各种离子浓度,空白部分代表海水中的各种离子浓度。下列说法正确的有( )
[A]法囊藻细胞中K+和Cl-含量较高,而Na+、Ca2+ Mg2+含量较低,表明细胞对离子的吸收具有选择性
[B]Na+、K+和Cl-进入法囊藻细胞及Ca2+Mg2+出细胞的方式都是主动运输
[C]主动运输能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质
[D]法囊藻细胞质膜上载体蛋白和通道蛋白的种类和数量不同是导致细胞内外离子浓度差异的原因之一
【答案】 ACD
【解析】 K+和Cl-在细胞内含量较高,而Na+、Ca2+和Mg2+在细胞内含量较低,说明细胞的生命活动对不同离子的需要不同,这表明细胞对离子的吸收具有选择性;K+和Cl-进入细胞、Ca2+和Mg2+出细胞的转运方向都是从低浓度到高浓度,属于主动运输,而Na+进入法囊藻细胞是高浓度到低浓度,属于协助扩散;主动运输保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质;法囊藻细胞吸收的各种离子数量与海水中相应离子的数量不成正比,原因之一是载体蛋白和通道蛋白的种类和数量不同,此外还可能与能量有关。
11.(10分)(2025·南通期中)细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换,细胞质膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞质膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构。请分析回答下列问题。
(1)图中结构甲的名称是 ,细胞质膜的功能复杂程度与 有关。
(2)若该细胞为哺乳动物成熟的红细胞,则O2、葡萄糖进入细胞的方式分别是 (填数字),水分子通过方式②进入细胞 (填“需要”或“不需要”)与通道蛋白结合。
(3)若某药物能抑制主动运输而对协助扩散无影响,则该药物的作用可能是抑制
。
(4)图中戊表示由磷脂双分子层构成的封闭囊泡,推测药物A属于 (填“脂溶性”或“水溶性”)分子。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)磷脂双分子层 蛋白质的种类和数量
(2)①、③ 不需要(1分)
(3)细胞呼吸
(4)水溶性(1分)
【解析】 (1)结构甲为构成细胞质膜的磷脂双分子层,是生物膜的基本支架;细胞质膜的功能复杂程度与蛋白质的种类和数量有关。
(2)若该细胞为哺乳动物成熟的红细胞,则O2进入细胞的方式为简单扩散,对应题图中的①(顺浓度梯度、不需要载体蛋白或通道蛋白、不消耗能量),葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散,对应题图中的③(借助载体蛋白的协助扩散,不消耗能量,顺浓度梯度);水分子通过方式②进入细胞属于借助通道蛋白进行的协助扩散,不需要与通道蛋白
结合。
(3)若某药物能抑制主动运输而对协助扩散无影响,则该药物的作用可能是抑制细胞呼吸,细胞供能减少,影响主动运输速率。
(4)药物A与磷脂分子的头部相接触,而磷脂分子头部具有亲水性,故嵌入囊泡内的药物A属于水溶性分子。
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