《直通名校》第一部分 专题一 微专题2　细胞的物质输入和输出（课件）-高考生物大二轮专题复习

(共75张PPT)
微专题2　细胞的物质输入和输出
目录
CONTENTS
01 必备知识 · 自主落实 核心整合 培育素养
02 命题前沿 · 深化拓展 迁移转化 提高升华
03 跟踪检测 · 巩固提升 知能演练 达标测评
01 必备知识·自主落实
核心整合 培育素养
目录
主｜干｜知｜识｜整｜合
1. 理清细胞的吸水和失水
提醒：渗透平衡≠浓度相等：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动
达到动态平衡，此时膜两侧溶液的浓度未必相等，如透析袋内蔗糖溶液
与透析袋外的清水可达到渗透平衡，但浓度不会相等。
2. 判断物质出入细胞的方式
（1）常见物质出入细胞的方式的判断
自由
扩散 小分子物质如 及脂溶性物质如
等
协助
扩散 哺乳动物成熟红细胞吸收
主动
运输 无机盐、葡萄糖、氨基酸等 梯度的运输
胞吞、
胞吐 大分子物质、颗粒物质以及 等小分子物质
CO2、O2　
甘油、脂肪酸、
苯　
葡萄糖　
逆浓度　
神经递质　
（2）模式图中物质出入细胞的方式的判断
a： 　b： 　c： 　
d：
主动运输　
自由扩散　
协助扩散　
协助扩散　
（3）曲线图中物质跨膜运输方式的判断
①物质浓度（在一定浓度范围内）
②O2浓度
提醒：①生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如
mRNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
②消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，如胞吞、胞吐也
消耗能量。
③同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同，如葡萄糖进
入哺乳动物的成熟红细胞（协助扩散）和进入小肠上皮细胞（主
动运输）的方式不同。
易｜错｜易｜混｜辨｜析
1. 判断下列有关细胞吸水和失水叙述的正误
（1）（2021·湖北卷）红细胞在高渗NaCl溶液中体积缩小，在低渗NaCl
溶液中体积增大的原因是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。 （　√　）
（2）（2021·湖南卷）质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降
低。 （　√　）
（3）（2022·福建卷）黑藻叶片细胞吸水时，细胞液的渗透压降低。
（　√　）
√
√
√
2. 判断下列有关物质出入细胞方式叙述的正误
（1）（2024·新课标卷）人体小肠上皮细胞通过转运蛋白吸收肠腔中的
氨基酸。 （　√　）
（2）（2024·湖北卷）人体内的缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进
出细胞。 （　×　）
（3）（2023·全国甲卷）乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进
入细胞。 （　×　）
（4）（2023·全国甲卷）葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进
入细胞。 （　×　）
√
×
×
×
（5）（2024·浙江卷）婴儿的肠道上皮细胞吸收母乳中的免疫球蛋白的
过程不涉及受体蛋白识别。 （　×　）
（6）（2021·江苏卷）肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基
酸。 （　√　）
×
√
原｜因｜原｜理｜阐｜释
1. 主动运输需要消耗ATP。在主动运输过程中，ATP的作用
是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：为主动运输提供能量和使载体蛋白磷酸化，引起载体蛋白构象发
生改变
2. 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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：K＋逆浓度梯度进入细胞，为主动运输，需消耗能量，呼吸受到
抑制时提供的能量减少，故根细胞吸收K＋的速率降低
3. 农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（N ）和硝态氮（N ）。
已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中N 和N 的
吸收具有偏好性。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实
验思路、预期结果和结论。
提示：实验思路：配制营养液（以硝酸铵为唯一氮源），用该营养液培
养作物甲，一段时间后，检测营养液中N 和N 剩余量。
预期结果和结论：若营养液中N 剩余量小于N 剩余量，则说明作
物甲偏好吸收N ；若营养液中N 剩余量小于N 剩余量，则说明
作物甲偏好吸收N 。
02 命题前沿·深化拓展
迁移转化 提高升华
突破点　破解物质的特殊运输方式
转运蛋白、离子泵和质子泵
（2024·甘肃高考2题）维持细胞的Na＋平衡
是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细
胞膜（或液泡膜）上的H＋-ATP酶（质子泵）和Na＋-H＋逆向
转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细
胞外（或液泡中），以维持细胞质基质中的低Na＋水平（见下图）。下列叙述错误的是（　　）
A. 细胞膜上的H＋-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B. 细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外
C. H＋-ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运
D. 盐胁迫下Na＋-H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
√
解析： 　细胞膜上的H＋-ATP酶介导H＋向细胞外转运时为主动运输，需
要载体蛋白的协助。载体蛋白需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构
改变，A正确；H＋顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na＋转运到细
胞外的直接动力，B正确；H＋-ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，进而影响
膜两侧H＋浓度，对Na＋的运输同样起到抑制作用，C错误；盐胁迫下，会
有更多的Na＋进入细胞，为适应高盐环境，植物可能会通过提高Na＋-H＋逆
向转运蛋白的基因表达水平，以增加Na＋-H＋逆向转运蛋白的数量，从而
将更多的Na＋运出细胞，D正确。
离子泵和质子泵
（1）离子泵属于复合蛋白，既具有酶的催化功能（催化ATP水解），又具
有运输离子的功能，通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运
输，如下图所示钠钾泵：
（2）质子泵：具有运输H＋的功能，也称为H＋泵，又可分为P型、V型和F
型质子泵。
①P型泵和V型泵利用ATP释放的能量进行物质跨膜运输，不同的是V
型质子泵运输过程不涉及磷酸化和去磷酸化。
②F型质子泵存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上，转
运H＋过程中不形成磷酸化的中间体；F型质子泵不同于P型和V型质
子泵，它以相反的方式发挥生理作用，利用质子动力势能合成ATP，
又称作H＋-ATP合成酶。
1. （2024·山东济宁模拟）ABC转运蛋白是一类ATP驱动泵，广泛分布于从
细菌到人类各种生物的细胞中，ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所
示。下列说法错误的是（　　）
A. ABC转运蛋白具有催化和转运功能
B. ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变
C. ABC转运蛋白的合成都需要多种细胞器的协调配合
D. 通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输方式一定是主动运输
√
解析： 　ABC转运蛋白既能催化ATP的水解，又能转运小分子，A正
确；据图知，ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变，B正
确；ABC转运蛋白广泛分布于从细菌到人类各种生物的细胞中，细菌是
原核生物，只有核糖体这一种细胞器，因此细菌合成ABC转运蛋白不需
要多种细胞器的协调配合，C错误；通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输
需要ATP水解提供能量，因此该运输方式一定是主动运输，D正确。
2. （2024·辽宁大连模拟）ATP驱动泵能利用ATP水解释放的能量将小分子或离子进行跨膜转运。有如图所示的3种类型。相关叙述错误的是（　　）
A. Ca2＋泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象进行Ca2＋的转运过程
B. Na＋-K＋泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞外高Na＋低K＋的环境
C. V型质子泵与F型质子泵运输H＋的方式不同，前者属于主动运输
D. F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体的内膜上
√
解析： 　Ca2＋泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外，A正确；Na＋-K＋泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞外高Na＋低K＋的环境，B正确；由图可知，V型质子泵运输H＋需要消耗ATP且需要载体的协助，前者属于主动运输，C正确；F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP，真核细胞中能合成ATP的生物膜是线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜，D错误。
主动运输的三种类型
（2024·山东高考1题）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
√
解析： 　由题干信息知，环核苷酸可以与Ca2＋通道蛋白结合；而Ca2＋通
过Ca2＋通道蛋白时，不需要与Ca2＋通道蛋白结合，A错误。Ca2＋通过Ca2＋
通道蛋白进入细胞的过程是顺浓度梯度的被动运输；细胞需通过主动运输
维持其Ca2＋浓度的内低外高，该过程需要消耗能量，B正确。Ca2＋作为信
号分子通过调控相关基因的表达间接抑制H2O2的分解，C错误。若被感染
细胞内BAK1缺失，油菜素内酯就不能通过活化BAK1关闭Ca2＋通道蛋白，
不能使细胞内H2O2含量降低，D错误。
1. 主动运输的能量来源分为三类（如图1）：ATP直接提供能量——ATP驱
动泵（ATP酶）、势能——协同转运蛋白、光能——光驱动泵。
2. 协同运输是一种物质的逆浓度跨膜运输，其依赖于另一种物质的顺浓度
跨膜运输，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度势能（如图2）。
3. （2024·河北沧州模拟）研究表明，在盐胁迫下大量Na＋进入植物根部细胞会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比值异常，从而影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，下图表示其根细胞抵抗盐胁迫的有关机理，其根细胞膜或液泡膜两侧H＋形成的电化学梯度，可促使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。下列叙述错误的是（　　）
A. 盐碱地土壤溶液浓度较大，会影响植
物根细胞吸水，从而影响植物生长
B. 转运蛋白a、b均为协助扩散H＋的载体蛋白
C. 转运蛋白c可将H＋运入液泡，同时具有ATP水解酶活性
D. 将Na＋集中于细胞液中可避免影响蛋白质在细胞质基质中的合成
√
解析： 　盐碱地盐分过多，土壤溶液浓度较大，会影响植物根细胞吸水从而影响其生长，A正确；细胞膜外和液泡中的H＋浓度均高于细胞质基质，H＋经转运蛋白a、b跨膜运输均属于协助扩散，B正确；转运蛋白c可将H＋逆浓度梯度运入液泡，且可水解ATP为该过程供能，C正确；蛋白质的合成场所是核糖体，不是细胞质基质，D错误。
03 跟踪检测 · 巩固提升
知能演练 达标测评
一、选择题
1. （2024·广西南宁二模）实验小组用紫色洋葱的鳞片叶外表皮为实验材
料，进行了质壁分离实验。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 用低倍显微镜就能观察到质壁分离的情况
B. 实验可以证明原生质层的伸缩性比细胞壁的大
C. 水分子进出植物细胞需要载体，并且消耗ATP
D. 细胞在质壁分离的过程中，其吸水能力逐渐增强
√
解析： 　紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞体积较大，用低倍显微镜就能
观察到质壁分离的情况，A正确；由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，
当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开
来，发生质壁分离，该实验可以证明原生质层的伸缩性比细胞壁的大，
B正确；水分子进出植物细胞的方式为自由扩散和协助扩散，均不消耗
ATP，C错误；细胞在质壁分离的过程中，细胞不断失水，细胞液浓度
增加，其吸水能力逐渐增强，D正确。
2. （2024·广东广州二模）海水稻能种植在盐碱地，与其根系的作用分不
开。下列有关细胞质壁分离的叙述，正确的是（　　）
A. 具有活性的植物细胞只要内外存在浓度差就会发生质壁分离
B. 在同一蔗糖溶液中，不同根尖细胞发生质壁分离的程度相同
C. 成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大
D. 只有通过换高倍物镜、调高亮度，才能清晰观察到细胞的质壁分离
√
解析： 　具有活性的植物细胞只有具有成熟的大液泡且外界溶液浓度
大于细胞液浓度时才会发生质壁分离，A错误；不同根尖细胞的细胞液
浓度不一定相同，故不同根尖细胞在同一蔗糖溶液中发生质壁分离的程
度不一定相同，B错误；成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩
性大，故可在一定条件下发生质壁分离，C正确；细胞的质壁分离在低
倍物镜下就可以观察到，D错误。
3. （2024·辽宁模拟预测）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度
KNO3溶液中，按时间先后顺序依次选取了4个状态的细胞，比较液泡大
小，如下表所示。关于这些细胞的叙述中，错误的是（　　）
状态 初始 状态1 状态2 状态3 状态4
液泡大小 100％ 57％ 100％ 107％ 107％
A. 状态1液泡颜色可能会进一步加深
B. 状态2细胞吸水能力大于初始
C. 状态3的细胞液浓度等于外界溶液
D. 状态4的细胞液浓度大于状态3
√
解析： 　状态1液泡大小为57％，说明细胞失水，液泡颜色可能会进一
步加深，A正确；因为植物细胞会主动吸收K＋，导致细胞液的浓度增
加，细胞的吸水能力比初始大，B正确；状态2时细胞已经开始发生质壁
分离复原，说明细胞液的浓度大于外界溶液，因此随着时间增加状态3
液泡继续增加，到状态4时不变了，由于植物细胞壁的支撑作用，细胞
液的浓度要大于外界溶液，因此状态3的细胞液浓度也大于外界溶液，C
错误；状态4和状态3的液泡大小相同，但是状态4的时间更长，吸收了
更多的K＋，因此状态4的细胞液浓度大于状态3，D正确。
4. （2024·河北邯郸二模）细胞膜上存在的多种蛋白质，如通道蛋白、载
体蛋白、受体蛋白等，能参与细胞的不同生命活动。如细胞膜上的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。下列相关叙述正确的是（　　）
A. 水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于自由扩散
B. 细胞膜通过H＋-ATP酶将H＋泵出细胞属于协助扩散
C. H＋-ATP酶将H＋泵出细胞时，其空间结构会发生改变
D. 受体蛋白与信号分子结合并将信号分子转入细胞内发挥作用
√
解析： 　通道蛋白参与协助扩散，所以水分子借助水通道蛋白进出细
胞的方式属于协助扩散，A错误；细胞膜通过H＋-ATP酶将H＋泵出细胞
时需要消耗ATP水解释放的能量，所以属于主动运输，B错误；依据题
意，H＋-ATP酶是一种载体蛋白，其在每次转运时，都会发生自身构象
的改变，即空间结构发生改变，C正确；受体蛋白与信号分子结合，发
挥信息交流的作用，但并不会将信号分子转入细胞内，D错误。
5. （2024·广东深圳二模）胆固醇主要以LDL（低密度脂蛋白，其中包括
胆固醇）的形式在血液中运输，LDL最终与细胞膜上的一种蛋白质相互
识别并进入细胞中。上述LDL进入细胞的方式是（　　）
A. 主动运输 B. 协助扩散
C. 自由扩散 D. 胞吞
解析： 　由题干信息可知，LDL为脂蛋白颗粒，属于大分子物质，则
其进入细胞的方式为胞吞，D正确，A、B、C错误。
√
6. （2024·河北邯郸一模）图1表示衣藻细胞膜上存在的两种Ca2＋运输方
式。衣藻细胞内Ca2＋浓度很低，只有水环境的万分之一到百万分之一，
眼点感光可促使衣藻细胞膜上的Ca2＋通道打开，利于衣藻运动，图2表
示衣藻鞭毛（本质是蛋白质）运动与细胞内Ca2＋浓度的关系，箭头表示
衣藻的运动方向。下列有关分析错误的是（　　）
A. 衣藻依赖图1中的b运输方式维持细胞内外Ca2＋的浓度差
B. 衣藻两种鞭毛对10－9mol·L－1的Ca2＋反应不同可能与其蛋白质不同有关
C. 眼点感光后，衣藻细胞内Ca2＋浓度快速上升，有利于衣藻向眼点侧移动
D. b运输方式可将细胞内Ca2＋浓度提升至10－8mol·L－1，此时衣藻将向正前方移动
√
解析： 　图1中的b运输方式需要消耗能量，属于主动运输，细胞依靠
主动运输维持细胞内外离子浓度差，A正确；Ca2＋浓度为10－9mol·L－1
时，顺式鞭毛和反式鞭毛的反应不同，可能与组成两种鞭毛的蛋白质不
同有关，B正确；由图2可以看出，眼点感光后，衣藻细胞内Ca2＋浓度
快速上升，反式鞭毛弯曲运动，利于衣藻向眼点侧移动，C正确；b运输
方式会使细胞内Ca2＋浓度减小，a运输方式可使细胞内Ca2＋浓度升高，
以促进衣藻向眼点侧移动，D错误。
7. （2024·河北沧州二模）原生质体长度与细胞长度的比值（M值）可在
一定程度上反映细胞质壁分离程度。常温下洋葱鳞片叶细胞M值约为41
％，而4 ℃低温处理的洋葱鳞片叶细胞M值为80％，常温下和4 ℃低温
处理的葫芦藓叶片细胞M值分别为40％和87％。下列相关叙述错误的是
（　　）
A. M值越大说明细胞失水越少，细胞质壁分离程度越小，两者呈负相关
B. 两种细胞在4 ℃低温处理下的细胞质壁分离程度均显著低于常温下的处
理
C. 常温处理的植物细胞失水速率加快，导致细胞质壁分离程度增大，细胞
死亡
D. 低温处理植物细胞后，细胞中的自由水大量转化为结合水，使细胞液
浓度增大，以适应低温环境
√
解析： 　由于原生质体的伸缩性大于细胞壁，因此，原生质体体积
越大，M值越大，原生质体体积越小，M值越小，同理，M值越大，说
明细胞正在吸水或失水越少，质壁分离程度越小，两者呈负相关，A正
确；实验中4 ℃低温处理下的细胞M值均显著低于常温下细胞，故4 ℃
低温处理的细胞质壁分离程度均显著低于常温下细胞，B正确；常温处
理的植物细胞失水速率显著加快，细胞质壁分离程度增大，但不一定会
导致死亡，C错误；低温处理下植物细胞质壁分离程度降低，可能是细
胞中的自由水大多转化为结合水，使细胞液浓度增大，进而适应低温环
境，D正确。
8. （2024·湖南长沙模拟）图1为蚕豆保卫细胞膜中存在的K＋通道蛋白
BLINK1，它可调控气孔快速开闭。保卫细胞的内外壁厚度不一样，当
保卫细胞吸水膨胀或失水时，气孔就张开或关闭。图2为某同学绘制的
物质跨膜运输相关的一个不完整的模型。下列说法正确的是（　　）
A. 图中气孔开启的可能原因是保卫细胞以协助扩散吸收K＋，K＋进入后其
细胞内浓度升高，细胞吸水
B. 若图2中X轴表示根毛细胞外某物质的浓度，Y轴表示细胞对该物质的吸
收速率，则该图表示的是主动运输，B点以后吸收速率不增加是由于K
＋通道蛋白数量有限
C. 若图2中X轴表示保卫细胞吸水过程中的液泡体积变化，那么Y轴不能表
示细胞吸水的能力
D. 蛋白质和多糖等生物大分子通过转运蛋白进出细胞
√
解析： 　分析图1，在光照条件下，K＋通过钾离子通道（BLINK1）进入气孔细胞，需消耗能量，属于主动运输。由于K＋通过离子通道进入气孔细胞内，细胞内浓度升高，提高了胞内渗透压，保卫细胞吸水膨胀，气孔快速开启，A错误；若图2中X轴表示根毛细胞外某物质的浓度，Y轴表示根毛细胞对该物质的吸收速率，则图示曲线表示的运输方式是协助扩散或主动运输，制约B点以后吸收速率的原因是载体数量有限或能量有限，B错误；液泡的体积越大，细胞液的渗透压越小，细胞的吸水能力减弱，因此若X轴表示液泡体积，那么Y轴不能表示细胞吸收水分的能力，C正确；蛋白质和多糖等生物大分子由于分子太大，靠转运蛋白无法运输，它们进出细胞通过胞吞和胞吐，D错误。
二、非选择题
9. （2024·河南焦作二模）土壤含盐量过高对植物生长造成的危害称为盐
胁迫，碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长。图1是碱蓬叶肉
细胞结构模式图，图2是碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫有关的示意图，其
根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十
分重要的作用。
（1）图1中细胞与动物细胞相比特有的结构有 （填序
号）。盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度
大于 （填标号）处溶液浓度，植物的根细胞发生质壁分
离，此处的“质”指原生质层，由
三个部分组成。
①②⑨
②
细胞膜、液泡膜和两层膜之
间的细胞质
解析： 题图1为高等植物（碱蓬）叶肉细胞，与动物细胞相
比，特有的结构为①（细胞壁）、②（大液泡）、⑨（叶绿
体）。盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞②
处细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故
盐碱地上大多数植物很难生长。原生质层是由细胞膜、液泡膜和
两层膜之间的细胞质组成。
（2）当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以 方式大量进入
根部细胞，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。根细胞
的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同，这种差异主要由H＋
-ATP泵以 方式将H＋转运到
来维持的，H＋的分布特点为 （蛋白）运输
Na＋提供了动力。
协助扩散
主动运输
液泡内和细胞膜
外
NHX和SOS1
解析： 根据各部分的pH可知，H＋借助转运蛋白SOS1顺浓度
梯度从细胞膜外运输到细胞质基质形成的势能，为Na＋从细胞质
基质运输到细胞膜外提供了动力，说明细胞膜外Na＋浓度高于细
胞质基质，因此Na＋以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部
细胞；由题图可知，H＋-ATP泵运输H＋进入液泡时，以及将细胞
质基质的H＋运输到细胞膜外需要消耗ATP，故为主动运输。同时
H＋借助转运蛋白NHX顺浓度梯度从液泡内运输到细胞质基质形成
的势能，为Na＋从细胞质基质运输到液泡内提供了动力。因此H＋
的分布特点为NHX和SOS1运输Na＋提供了动力。
（3）生物膜上转运蛋白的种类、数量、空间结构的变化，对物质的跨
膜运输起着决定性的作用，这也是生物膜具有选择透过性的结构
基础。转运蛋白功能存在差异的直接原因有

。
解析： 细胞膜的功能主要由膜上的蛋白质种类和数量决定，
耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是细胞膜上转运蛋白的
种类和数量，转运蛋白空间结构的变化。结构决定功能，转运蛋
白功能存在差异的直接原因有构成转运蛋白的氨基酸的种类、数
量和排列顺序不同，以及不同转运蛋白的空间结构不同。
构成转运蛋白的氨
基酸的种类、数量和排列顺序不同，以及不同转运蛋白的空间结
构不同
一、选择题
1. （2024·河南漯河模拟）现将细胞液浓度相同的某种植物成熟叶肉细
胞，分别放入甲、乙、丙三个装有不同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分
交换达到平衡时观察到：①甲中细胞未发生变化；②乙中细胞体积增
大；③丙中细胞发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没
有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（　　）
A. 水分交换前，蔗糖溶液浓度大小关系为丙＞甲＞乙
B. 水分交换平衡时，细胞的吸水能力大小关系为丙中细胞＞甲中细胞＞乙
中细胞
C. 水分交换平衡时，丙中细胞的细胞液浓度大于甲中细胞的细胞液浓度
D. 水分交换平衡时，乙中细胞的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
√
解析： 甲中细胞未发生变化，说明水分交换前甲中的蔗糖溶液浓度
等于细胞液浓度；乙中细胞体积增大，说明细胞吸水，水分交换前乙中
的蔗糖浓度小于细胞液浓度；丙中细胞发生了质壁分离，说明细胞失
水，水分交换前丙中的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，故水分交换前，
蔗糖溶液浓度大小关系为丙＞甲＞乙，A正确；甲中细胞未发生变化，
细胞液浓度未发生变化，吸水能力不变；乙中细胞体积增大，细胞吸
水，细胞液浓度变小，吸水能力变小；丙中细胞发生了质壁分离，细胞
失水，细胞液浓度变大，吸水能力变强，故水分交换平衡时，细胞的吸
水能力大小关系为丙中细胞＞甲中细胞＞乙中细胞，B正确；
甲中细胞未发生变化，细胞液浓度未发生变化，丙中细胞发生了质壁分离，
细胞失水，细胞液浓度变大，故水分交换平衡时，丙中细胞的细胞液浓度
大于甲中细胞的细胞液浓度，C正确；乙中细胞体积增大，细胞吸水，细
胞液浓度变小，由于细胞壁的伸缩性比较小，在水分交换期间细胞与蔗糖
溶液没有溶质的交换，水分交换平衡时，乙中细胞的细胞液浓度无法确定
与外界蔗糖溶液的浓度的关系，D错误。
2. （2024·陕西安康一模）某生物兴趣小组观察了洋葱外表皮细胞在3％
KNO3溶液中的质壁分离现象，并每隔1分钟测量原生质体（脱去细胞壁
的植物细胞）直径（L1）和细胞直径（L2）的比值，经计算，结果如表
所示。下列叙述正确的是（　　）
时间/ 分钟 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
L1/L2 1 0.87 0.85 0.88 0.92 0.94 0.96 0.98 0.99 1
A. 前3分钟，细胞的吸水能力一直在增强
B. 实验结果显示，第2分钟后细胞开始吸收K＋和N
C. 实验中KNO3溶液浓度先升高后降低，在第9分钟时基本恢复初值
D. 第9分钟时，原生质体恢复初始大小，此时细胞内外仍会发生水分交换
√
解析： 　前3分钟，L1/L2的比值先减小后增大，细胞的吸水能力先增强
后减小，A错误；实验结果显示，2分钟时，L1/L2变化的幅度比1分钟时
小很多，说明2分钟前细胞就开始吸收K＋和N ，B错误；实验中细胞
失水KNO3溶液浓度先降低，与此同时硝酸根离子和钾离子以主动运输
的方式进入洋葱外表皮细胞，因此实验中KNO3溶液浓度逐渐降低，C错
误；第9分钟时，L1/L2与初始相同，原生质体恢复初始大小，此时细胞
内外仍会发生水分交换，D正确。
3. （2024·河北沧州二模）哺乳动物小肠上皮细胞通过转运蛋白
（TRPV6）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侧膜转运，CB对胞内Ca2＋具有缓冲作
用，而钠钙交换蛋白（NCX）和钙蛋白（PMCA）又可将Ca2＋转出细
胞。NCX将Na＋顺浓度转入细胞内的同时将Ca2＋运出细胞，而PMCA则
消耗ATP将Ca2＋运出细胞。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 细胞外Ca2＋浓度越高，TRPV6运输Ca2＋的速率就越快
B. 当细胞外液中的Na＋浓度降低时，Ca2＋外流会受到抑制
C. PMCA和NCX均以主动运输方式将Ca2＋运出小肠上皮细胞
D. 推测CB的存在可避免细胞内因Ca2＋浓度过高而产生的毒害作用
√
解析： 　TRPV6运输Ca2＋的方式为协助扩散，其运输Ca2＋的速率受细
胞外Ca2＋浓度和TRPV6数量的影响，A错误；由题意知，NCX将Na＋顺
浓度转入细胞内的同时将Ca2＋运出细胞，细胞内外Na＋浓度差减小后，
会导致Ca2＋运出细胞受阻，B正确；PMCA消耗ATP将Ca2＋运出细胞，
而NCX则是利用膜内外Na＋浓度差产生化学势能将其运出细胞，两者运
输Ca2＋的方式均属于主动运输，C正确；细胞内Ca2＋含量过高会对细胞
产生毒害作用，而CB对细胞内Ca2＋具有缓冲作用，D正确。
4. （2024·安徽合肥模拟）磷脂酸是一种常见的磷脂，在组成细胞膜脂质
中的占比约为0.25％。盐胁迫时，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，促使SOS2通过接触激活钠氢转运
蛋白SOS1，同时使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化而解除对AKT1的抑制。具
体调节机制如下图所示，下列相关说法错误的是（　　）
A. SOS1能同时转运H＋和Na＋，具有特异性
B. 在盐胁迫下，Na＋运出细胞的方式是主动运输
C. PA与SOS2结合，激活SOS1，使质膜内外H＋浓度差降低
D. 盐胁迫下，SCaBP8发生磷酸化，可同时激活AKT1和HKT1
√
解析： 　转运蛋白SOS1能同时转运H＋和Na＋，而不能转运其他离子，
说明其具有特异性，A正确；钠离子通过HKT1（Na＋通道蛋白）顺浓度
进入细胞，为协助扩散，则Na＋逆浓度梯度运出细胞的方式为主动运
输，B正确；盐胁迫时，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接触激活钠氢转运蛋白SOS1，促
进H＋协助扩散进入细胞内，进而使质膜内外H＋浓度差降低，C正确；
盐胁迫下，磷酸化的SCaBP8解除了对AKT1的抑制，可能激活AKT1，但
不能直接激活HKT1，D错误。
5. （2024·广东茂名二模）人体红细胞通过调控转铁蛋白受体（Tfrc）回收
和转铁蛋白（Tf）循环的速度促进铁吸收，过程如图所示，下列说法错
误的是（　　）
A. 含有Fe3＋的转铁蛋白会与转铁蛋白受体结合
B. 转铁复合体进入红细胞能量来自细胞无氧呼吸
C. 囊泡中的pH降低不利于Fe3＋从转铁蛋白上释放
D. 上述的过程能够体现细胞膜具有一定的流动性
√
解析： 　根据题意和图示可知，含有Fe3十的转铁蛋白会与转铁蛋白受
体结合，A正确；转铁复合体进入红细胞的方式是胞吞，需要消耗能
量，红细胞进行无氧呼吸，因此能量来自细胞无氧呼吸，B正确；根据
题意可知，铁离子从转铁蛋白上释放需要pH降低，因此囊泡中的pH降
低有利于Fe3＋从转铁蛋白上释放，C错误；上述的过程包括胞吞和胞
吐，能够体现细胞膜具有一定的流动性，D正确。
6. （2024·山东日照二模）集合管上皮细胞对集合管中的Na＋、Cl－重吸收
机制如图，①～④表示转运蛋白。下列叙述错误的是（　　）
A. 图中转运蛋白合成时需内质网和高尔基体的参与
B. Na＋、Cl－通过①以协助扩散的方式进入上皮细胞
C. ②③转运物质时不需要与被转运的物质相结合
D. 磷酸化引起④的空间结构变化有利于Na＋、K＋的转
运
√
解析： 　图中转运蛋白位于细胞膜上，其合成时需内质网和高尔基体的参与，A正确；钠离子主要存在于细胞外液中，因此Na＋进入细胞的方式是协助扩散，而从细胞中转运出来的方式为主动运输，而Cl－通过③方式转运出细胞是顺浓度梯度进行的，因此为协助扩散方式，其进入上皮细胞的方式为主动运输，该过程消耗的是钠离子的梯度势能，B错误；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，故图中②③转运物质时均不需要与被转运的物质相结合，C正确；磷酸化引起④钠钾泵的空间结构变化进而实现了Na＋、K＋的转运，该过程需要消耗能量，为主动运输，D正确。
7. （2024·吉林长春三模）如图，心肌细胞在静息时，NCX（Na＋-Ca2＋共
转运蛋白）和Ca2＋泵会将细胞质基质中过多的Ca2＋排出细胞，以维持
细胞内外正常的Ca2＋浓度梯度。在某些病理条件下，NCX转为Na＋-Ca2
＋“反向”运输模式，导致细胞内Ca2＋浓度过高，引起心肌损伤。下列
叙述错误的是（　　）
A. 膜外较高的Na＋浓度的维持依赖于Na＋-K＋泵介导的主动运输
B. Ca2＋与Ca2＋通道蛋白结合后顺浓度梯度进入细胞的方式是协助扩散
C. NCX抑制剂可降低由Na＋-Ca2＋“反向”运输所导致的心肌损伤的程度
D. Ca2＋泵发生磷酸化时伴随着能量的转移和空间结构的变化
√
解析： 　Na＋-K＋泵通过消耗ATP将Na＋运输至膜外，将K＋运
输至膜内，该过程为主动运输，因此膜外较高的Na＋浓度的维持依
赖于Na＋-K＋泵介导的主动运输，A正确；通道蛋白在运输物质时，
不会与被运输物质结合，B错误；在某些病理条件下，NCX转为Na
＋-Ca2＋“反向”运输模式，导致细胞内Ca2＋浓度过高，引起心肌损
伤，NCX抑制剂可降低由Na＋-Ca2＋“反向”运输所导致的心肌损伤
的程度，C正确；Ca2＋泵发生磷酸化时伴随着ATP中能量的转移，
其空间结构也发生变化，D正确。
二、非选择题
8. （2024·重庆模拟）高等植物体内的光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细
胞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的其他部位。如图为蔗糖进入SE-CC的途
径之一。
（1）植物光合作用的产物有一部分是 ，还有一部分是蔗糖，
光合产物通常以后者的形式运输。相较于前者，以蔗糖的形式运
输的优点是 。
解析： 植物光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是
蔗糖，光合产物通常以蔗糖的形式运输，相较于淀粉，以蔗糖的
形式运输的优点是蔗糖相对分子量较小且易溶于水。
淀粉
蔗糖相对分子量较小且易溶于水
（2）蔗糖从叶肉细胞至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 （填结构）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。若使用细胞呼吸抑制剂会导致
蔗糖在叶肉细胞中含量 （填“上升”“下降”或“不
变”）。
胞间连丝
上升
解析： 图中，蔗糖从叶肉细胞至SE-CC的运输可以分为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：胞内H＋通过H＋泵运输到细胞外空间，使细胞外
空间H＋浓度高于细胞内，H＋内流产生的能量，有助于SU载体将
蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中，因此蔗糖进入SE-CC中是主动
运输，使用细胞呼吸抑制剂会减少ATP的产生，降低主动运输速
率，因此会降低蔗糖向SE-CC中的运输速率，导致蔗糖在叶肉细
胞中积累，蔗糖在叶肉细胞中含量上升。
（3）下列实验结果支持某种植物存在上述运输方式的有 。
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
ABD
解析： 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，说明物质是蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输，符合上述运输方式，A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，符合上述运输方式，B正确；将不能通过质膜的荧光物质注入叶肉细胞，荧光物质无法通过细胞膜进入到SE-CC，而在SE-CC中检测到荧光，说明荧光物质是直接通过胞间连丝进入SE-CC，不符合上述运输方式，C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，符合上述运输方式，D正确。故选A、B、D。
（4）研究发现蔗糖能调节SU载体的含量，随着蔗糖浓度的提高，叶片
中SU载体减少，反之则增加。说明蔗糖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，还具有 功能。
解析： 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。
信息传递