【暑假初升高】人教版生物初三（升高一）暑假预习-（必修1）第11讲 主动运输与胞吞、胞吐 讲学案

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第11讲 主动运输与胞吞、胞吐
【学习目标】
1.掌握主动运输的特点及其与被动运输的区别。
2.掌握胞吞和胞吐的过程和特点，理解主动运输及胞吞、胞吐对细胞生命活动的意义。
3.阐明物质跨膜运输方式与细胞结构的关系。


【基础知识】
一、主动运输
1.主动运输

主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输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。
归纳总结
一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合，载体蛋白具有专一性。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，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。
2.主动运输的类型

特别提醒
①协同转运所利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。
②协同转运分同向协同转运和反向协同转运，分别由同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白协助完成。如下图：

3.主动运输与被动运输类型的识别

特别提醒：
①主动运输不一定都是逆浓度梯度，如饭后小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输，但是细胞外的葡萄糖浓度可能高于细胞内。
②某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定。
③主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示。
ab段：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要能量。
bc段：受转运蛋白数量的限制，能量供应增加，但运输速率不再增加。
4.影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受转运蛋白数量的限制。
(2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响

转运蛋白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。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响
氧气通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。

①P点时：细胞通过无氧呼吸为物质的运输提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
(4)温度

二、胞吞、胞吐

1.胞吞是大分子与细胞膜上的蛋白质结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象；
2.胞吐是细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与细胞膜融合将大分子排出细胞的现象。
3.胞吞和胞吐不需要载体协助，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
总结归纳
当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排除细胞，这种现象叫胞吐。

【特别提醒】
①离子和小分子物质可以通过被动运输和主动运输进出细胞，而大分子和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐进出细胞。
②胞吞和胞吐不需要载体，需要消耗能量。
3.变形虫的胞吞与胞吐


胞吞形成的囊泡会被细胞内的溶酶体降解。胞吞与胞吐也需要细胞呼吸释放的能量，也需要蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。胞吞、胞吐会导致膜成分的更新。
三、物质输入和输出的结构基础
1.离子和较小的有机分子的跨膜运输必须借助于转运蛋白，一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
2.胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
3.物质出入细胞方式比较
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
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
细胞外→细胞内
细胞内→细胞外
是否需要载体
不需要
需要
需要
不需要
不需要
运输动力
浓度差
浓度差
消耗能量
消耗能量
消耗能量
图　例





模　型





举　例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等
红细胞吸收葡萄糖
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等
各种分泌蛋白，如抗体、消化酶、蛋白质类激素等

【考点剖析】
考点一：细胞的物质输入和输出方式
例1．下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是(　　)

A.该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸
B.该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时
C.该膜可能是哺乳动物的红细胞膜
D.与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体
【答案】C
【解析】[细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散；协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。
归纳总结：
1.离子和小分子以穿膜运输方式进出细胞
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
图例



物质运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
载体蛋白质
不需要
需要
需要
能量消耗
不消耗
不消耗
消耗
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子
红细胞吸收葡萄糖
神经元或肌肉细胞吸收K+，排出Na+。某些海藻细胞摄入碘等。
2.大分子以膜泡运输方式进出细胞
膜泡运输的方式
胞吞
胞吐
吞噬作用
胞饮作用
图例



过程
运输的物质→与质膜接触→质膜内陷→小囊泡→脱离质膜进入细胞
运输的物质→囊泡→与质膜融合→释放
载体蛋白质
不需要
不需要
不需要
能量消耗
消耗
消耗
消耗
举例
吞噬细胞吞入细菌、细胞碎片、癌细胞、衰老的细胞等。
细胞吞入较小的颗粒或液体物质。
分泌蛋白的分泌。

考点二：影响物质运输的因素
例2．用呼吸抑制剂处理人体红细胞，下列物质吸收量显著减少的一组是(　　)


【答案】B
【解析】氨基酸进入红细胞是主动运输，其吸收需要细胞呼吸提供的能量和载体蛋白，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，与能量无关，A项错误；氨基酸和K＋的运输方式都是主动运输，能量降低会使其吸收速率下降，B项正确；O2、H2O、甘油和脂肪酸的运输方式都是自由扩散，抑制细胞呼吸对它们的吸收没有影响，C、D项错误。
【归纳提升】
1.浓度差对物质跨膜运输的影响

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体数量的限制。
2.载体蛋白数量对跨膜运输的影响

载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散载体蛋白数量越多，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。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
3.氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。

①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。考点三：物质跨膜运输的科学探究
例3．将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是(　　)
A．给营养液通入空气有利于该植物的生长
B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
【答案】B
【解析】由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”，说明根对a离子的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体，B项错误、C项正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D项正确。
归纳提升
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


【真题演练】
1．（2022·全国·高考真题）钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是（       ）
A．细胞中有以无机离子形式存在的钙
B．人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层
C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收
D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象
1.【答案】B
【解析】细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙（如CaCO3），A正确；Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。
【总结】无机盐的存在形式与作用：（1）存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在；（2）无机盐的功能：对维持细胞和生物体生命活动有重要作用，如：Fe是构成血红素的元素；Mg是构成叶绿素的元素。
2．（2021·山东·高考真题）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 进行进入液泡并储存。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
2.【答案】A
【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+顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2+通过 CAX 的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界吸收水分，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入 H+焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H+浓度降低，液泡膜两侧的 H+浓度梯度差减小，为Ca2+通过 CAX 的运输提供的能量减少，C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来提供，为主动运输，D正确。
3．（2021·河北·高考真题）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
3.【答案】D
【解析】根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
【思路分析】人体成熟的红细胞在发育成熟过程中，将细胞核和细胞器等结构分解或排出细胞，为血红蛋白腾出空间，运输更多的氧气；分析题图可知，①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞。
4．（2021·浙江·高考真题）下图为植物细胞质膜中H+-ATP酶将细胞质中的H+转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是（　　）

A．H+转运过程中H+-ATP酶不发生形变
B．该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差
C．抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率
D．线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
4.【答案】B
【解析】主动转运过程中H+-ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差，B正确；H+的转运方式主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H+的转运速率，C错误；图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，D错误。
【思路分析】据图分析可知：H＋逆浓度梯度运输，且需要消耗能量，该过程为主动转运；在此过程中H+-ATP酶兼有载体蛋白和ATP水解酶的功能。
5．（2019·全国·高考真题）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
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
5.【答案】C
【解析】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。
6．（2018·全国·高考真题）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
6.【答案】C
【解析】病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。
7．（2017·海南·高考真题）将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是
A．给营养液通入空气有利于该植物的生长
B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
7.【答案】B
【解析】由题目给的信息“在光下给甲组通入空气，乙组不进行通气处理，甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”说明根对a离子的吸收为主动运输过程；主动运输需要载体与能量，B错误，C正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a的吸收，有利于该植物的生长，A、D正确。
8．（2016·江苏·高考真题）图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是

A．载体①逆浓度运输溶质分子
B．载体②具有ATP酶活性
C．载体①和②转运方式不同
D．载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
8.【答案】B
【解析】由图可知载体①逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体②顺浓度梯度运输溶质分子，不消耗ATP，不具有ATP酶活性，B错误；载体①和②运转方式不同，前者是主动运输，后者是协助扩散，C正确；协助扩散有载体协助，自由扩散没有，前者快，D正确。
9．（2016·全国·高考真题）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（　　）
A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
9.【答案】C
【解析】离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量，属于主动运输，A错误；离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，是逆浓度梯度进行的，B错误；由于离子泵跨膜运输离子需要消耗能量，一氧化碳中毒会降低细胞呼吸，降低能量供应，降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；离子的跨膜运输需要载体蛋白，因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。
10．（2014·安徽·高考真题）下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是

选项
管腔中氨基酸→上皮细胞
管腔中Na+→上皮细胞
上皮细胞中氨基酸→组织液
A
主动运输
被动运输
主动运输
B
被动运输
被动运输
被动运输
C
被动运输
主动运输
被动运输
D
主动运输
被动运输
被动运输
A．A B．B C．C D．D
10.【答案】D
【解析】据图分析：主动运输和被动运输区别在于主动运输需要消耗ATP，被动运输部不需要；主动运输一般从低浓度到高浓度，被动运输都是从高浓度到低浓度。肾小管腔氨基酸进入上皮细胞为从低浓度到高浓度，为主动运输。肾小管腔Na+进入上皮细胞顺着浓度梯度，为被动运输。上皮细胞中氨基酸进入组织液也是顺着浓度梯度，为被动运输，D正确。
11．（2019·海南·高考真题）在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。回答下列问题。

（1）根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是___________。
（2）实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是___________________________。
（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论____________。
11.【答案】（1）物质通过简单的扩散方式进出细胞     （2）载体数量饱和
（3）思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散
【解析】（1）物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散，该过程不需要载体和能量，受细胞内外浓度差的影响。
（2）由图可知，b可能是协助扩散或主动运输，b需要载体协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，载体数目饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。
（3）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。
思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。
结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
12．（2022·全国·高考真题）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以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的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。

(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是______。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收速率不再增加，推测其原因是______。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是______。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物对的吸收利用，可以采取的措施是______。
12.【答案】(1)主动运输需要呼吸作用提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对的吸收速率与O2浓度呈正相关
(2)主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和
(3)甲的最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多
(4)定期松土
【解析】（1）主动运输是低浓度向高浓度运输，需要能量的供应、需要载体蛋白协助，由图可知，当氧气浓度小于a点时，随着O2浓度的增加，根细胞对NO3－ 的吸收速率也增加，说明根细胞吸收NO3－需要能量的供应，为主动运输。
（2）主动运输需要能量和载体蛋白，呼吸作用可以为主动运输提供能量，O2浓度大于a时作物乙吸收NO3－的速率不再增加，能量不再是限制因素，此时影响根细胞吸收NO3－速率的因素是载体蛋白的数量，此时载体蛋白数量达到饱和。
（3）曲线图分析，当甲和乙根细胞均达到最大的NO3－的吸收速率时，甲的NO3－最大吸收速率大于乙，说明甲需要能量多，消耗O2多，甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。
（4）在农业生产中，为了促进根细胞对矿质元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量。
【思路分析】
根据物质运输的方向以及运输过程中是否需要能量，将物质跨膜运输分为被动运输和主动运输，其中主动运输为逆浓度方向运输，需要载体蛋白和能量的供应。曲线图分析，当氧气浓度小于a时，影响根细胞吸收NO3－的因素是能量，当氧气浓度大于a时，影响根细胞吸收NO3－的因素是载体蛋白的数量。
13．（2021·全国·高考真题）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_______。
13.【答案】（1）具有一定的流动性     （2）蛋白质     顺浓度梯度运输或不消耗能量     （3）细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程，需要能量，呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能，故使细胞主动运输速率降低
【解析】（1）生物膜的结构特点是具有一定的流动性。
（2）离子通道是由蛋白质复合物构成的，通过离子通道的运输相当于协助扩散，其运输特点是顺浓度梯度运输或不消耗能量。
（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。可知是主动运输过程，主动运输需要消耗能量，而细胞中的能量由细胞呼吸提供，因此呼吸抑制剂会影响细胞对K+的吸收速率。
【提醒】植物根细胞的从外界吸收各种离子为主动运输，一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要，需要耗能、需要载体协助。


【过关检测】
1.人红细胞细胞质中K+的浓度比血浆高30倍，下列关于红细胞从血浆吸收的叙述，不正确的是（ ）
A.逆浓度梯度进行 B.需要载体蛋白质的协助
C.消耗细胞呼吸释放的能量 D.K+直接穿过磷脂双分子层
1.【答案】D
【解析】由于红细胞细胞质中K+的浓度比血浆高30倍，红细胞吸水K+的的方式是主动运输。主动运输是逆浓度梯度进行的、需要载体蛋白质的协助、消耗细胞呼吸释放的能量，A、B、C正确；K+不能直接穿过磷脂双分子层，只能借助载体协助进入细胞，D不正确。
2.胰岛素是胰岛B细胞合成并释放到血浆中的蛋白质类激素，关于胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆的叙述，正确的是（ ）
A.需要载体蛋白质协助 B.不消耗细胞呼吸释放的能量
C.存在囊泡与细胞膜的融合 D.与构成细胞膜的磷脂运动无关
2.【答案】C
【解析】胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆的方式是胞吐。胞吐不需要载体蛋白质协助、 不消耗细胞呼吸释放的能量、离不开细胞膜上磷脂双分子层的流动性，A、B、D不正确；胰岛素分泌过程中，胰岛素先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将胰岛素由胰岛B细胞释放到血浆，D正确。
3．下列现象的原理与植物根细胞表面的矿质离子进入根细胞的原理相同的是 （ ）
A．腌制咸菜时，盐进入蔬菜细胞
B．根细胞吸收氧气，释放二氧化碳
C．Na＋ 排出细胞
D．葡萄糖进入红细胞
3.【答案】C
【解析】植物根细胞表面的矿质离子进入根细胞的原理是主动运输。腌制咸菜时，菜叶细胞失水死亡，盐渗入蔬菜细胞，A不属于主动运输；根细胞吸收氧气，释放二氧化碳是通过自由扩散进行的，B不符合题意；Na＋排出细胞通过主动运输进行的，C符合题意；葡萄糖进入红细胞通过协助扩散进行的，D不符合题意。4．下图中a~d表示人体小肠绒毛上皮细胞细胞膜上物质的运输方式。下列相关叙述错误的是（ ）

A．方式a消耗的能量来自细胞呼吸
B．水分子能以方式b进入细胞
C．方式c为胞吞，运输的是大分子物质
D．方式d逆浓度梯度进行，可能需要消耗ATP
4.【答案】C
【解析】方式a为主动运输，需要能量，在人体细胞中能量由细胞呼吸产生，A正确；b为自由扩散，水分子能直接穿透细胞膜，以自由扩散方式运输，故水分子能以方式b进入细胞，B正确；c运输方式从高浓度到低浓度，需要载体蛋白协助，方式c为协助扩散，C错误；方式d逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助，属于主动运输，可能需要消耗ATP（或其他形式的能量），D正确。
5．物质路膜运输的方式如图所示，有关分析正确的是（ ）

A．①和②所示的过程都需要消耗能量
B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C．乙醇只有通过①过程才能进入细胞
D．氨基酸进入细胞一定与过程②无关
5.【答案】B
【解析】②为协助扩散，不需要消耗能量，A错误；图中只有①主动运输能逆浓度梯度运输物质，B正确；乙醇通过自由扩散进出细胞，C错误；氨基酸可在顺浓度条件下通过协助扩散进入细胞，D错误。
6．细胞吸收物质的方式之一是胞吞。具体过程是当物质吸附在细胞膜上时，细胞膜内陷，形成小囊泡，然后囊泡包裹着物质，将其运输至相应部位。下列叙述错误的是（ ）
A．胞吞消耗能量，会发生质膜的断裂
B．各种离子通过胞吞被运送到细胞内侧
C．被胞吞的物质可以是固体或液体
D．胞吞发生时，质膜的相对面积可能会减少
6.【答案】B
【解析】胞吞过程利用了细胞膜的流动性，有细胞膜形成囊泡的过程，会发生质膜的断裂，需要消耗能量，A正确；离子通过主动运输或协助扩散转运到细胞内侧，B错误；胞吞的物质可以是固体也可以是液体，C正确；胞吞发生，质膜会形成囊泡从细胞膜上脱离，相对面积可能减少，D正确。
7．甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞。如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则(　　)
A．甲运输被促进　　 B．乙运输被促进
C．甲运输被抑制 D．乙运输被抑制
7.【答案】D
【解析】甲物质通过自由扩散进入细胞，其运输与蛋白质无关，在以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变的情况下，其运输不受影响；乙物质通过协助扩散进入细胞，其运输需要转运蛋白协助，在以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变情况下，乙物质的运输被抑制，不能进行。
8．如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是(　　)

A．据图可确定①为不耗能、需载体蛋白的协助扩散
B．⑤⑥两种方式的共同特点是顺浓度梯度运输物质
C．葡萄糖进入细胞可通过①③两种方式被吸收
D．质壁分离实验中蔗糖进入细胞的方式为①
8.【答案】B
【解析】图中①是K＋进入细胞的方式，为主动运输，需要载体蛋白和消耗能量；②表示被动运输，⑤和⑥表示协助扩散和自由扩散，是能够顺浓度梯度运输的；③和④表示胞吞和胞吐；葡萄糖进入细胞的方式有主动运输和协助扩散两种方式，应该对应图中的①和⑤或⑥；质壁分离过程中蔗糖分子是不能进入细胞的。
9．如图为某种离子跨膜运输的示意图，由此做出的判断正确的是(　　)

A．图中离子通过膜的正确顺序是乙→丙→甲
B．离子通过膜有随机性并消耗能量
C．磷脂的可运动性使离子通过膜的通道自动开闭
D．图示的离子通过膜的方式为协助扩散
9.【答案】A
【解析】由题图中箭头可以看出，离子通过膜的正确顺序是乙→丙→甲，A正确；该过程用到了载体蛋白和能量，为主动运输过程，D错误；根据载体蛋白的专一性的特点，离子通过膜不是随机的，而是具有选择性的，B错误；通道开闭是在能量和离子的作用下，通过载体蛋白的空间结构的改变来实现的，C错误。10．如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是(　　)

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
10.【答案】B
【解析】A、B两点对应的氧浓度不同，细胞呼吸产生的能量不同，导致NO的吸收量不同。B、C两点处于相同氧浓度下，呼吸作用产生能量相同，但吸收量有差异，是因为膜上运输NO的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白数量多。
11．如图所示为葡萄糖通过红细胞膜的速度随着膜外侧葡萄糖浓度升高而变化的曲线。

请据图回答下列问题：
（1）葡萄糖从血浆进入红细胞的运输方式是__________________________。
（2）红细胞膜的化学成分中，除磷脂外，含量最多的是________，推测该分子的存在为葡萄糖的运输提供了特殊途径，使其速度显著________。曲线变化也反映出这种速度还受到特殊分子数量的限制，当葡萄糖浓度________时，由于__________________________，无论膜外侧葡萄糖浓度怎样增高，葡萄糖分子通过膜的速度将____________________。
11.【答案】（1）协助扩散
（2）蛋白质　加快　大于c　协助葡萄糖通过膜的蛋白质分子转运能力已饱和　维持稳定
【解析】（1）葡萄糖从血浆进入红细胞的运输方式是协助扩散。
（2）细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其中脂质占50%左右(磷脂最丰富)、蛋白质占40%左右。葡萄糖进入红细胞的运输方式是协助扩散，转运蛋白质（载体）使葡萄糖运输的速度加快，一定范围内，随着红细胞膜外侧葡萄糖浓度的增加，葡萄糖进入红细胞的速度加快，但超过一定范围后(大于c)，由于运输葡萄糖的载体数量有限，葡萄糖进入红细胞的速度不再增加而维持稳定。
12.如图是生物膜流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,具有离子选择性。请据图回答有关问题。

（1）很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一说法。这是因为组成细胞膜的主要成分中有[　]________。 
（2）鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外,经研究,鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的,那么其跨膜运输的方式是______________。 
（3）对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+的吸收明显减少,但K+、葡萄糖的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的[　]________________的活性。 
（4）柽柳是泌盐植物,叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,请设计实验加以证明。
①实验步骤:
a.取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中。
b.甲组给予正常的呼吸条件,乙组___________________。 
c.一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。
②实验结论:
a.若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同,说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输。
b.______________________________________________________。 
12.【答案】（1）[甲]磷脂分子　（2）被动运输 （3）[乙]载体蛋白
（4）①完全抑制有氧呼吸
②若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率,说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
【解析】（1）脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜,这是因为细胞膜的成分中含有脂质。
（2）据图可知,过程②的运输方式不需要能量,需要细胞膜上的载体蛋白,因此属于被动运输。
（3）Ca2+、K+和葡萄糖的运输方式是主动运输,药物没有影响K+等物质的主动运输,而Ca2+的运输减少,说明药物抑制了Ca2+载体蛋白的活性。
（4）主动运输和被动运输的区别在于主动运输需要消耗能量,因此该实验的自变量是能量的有无(通过控制有氧呼吸实现),若抑制有氧呼吸时,二者的吸收量相同,说明与能量无关,是被动运输;若抑制有氧呼吸的一组的吸收速率小于对照组,则说明是主动运输。