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2.3.2物质进出细胞的运输方式
基础巩固
一、被动运输不需要细胞供能
1.自由扩散
概念：物质通过细胞质膜进出细胞时，______浓度梯度，不需要______的协助，也不需要消耗，这种扩散方式称为自由扩散。
实例：______、______、______等气体分子，以及甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子物质，都是通过自由扩散的方式进出细胞。
2.协助扩散
概念：物质进出细胞时，______浓度梯度，需要______的协助，但不需要消耗，这种扩散方式叫做协助扩散。
转运蛋白的类型：转运蛋白包括______和______。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______的改变；通道蛋白只容许与自身通道的______和______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。
实例：红细胞吸收葡萄糖的方式属于协助扩散，是借助细胞膜上的______来完成的。
二、主动运输需要细胞供能
1.主动运输的概念：物质从______浓度一侧运输到______浓度一侧，需要______的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的______，这种方式叫做主动运输。
2.主动运输的意义：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，细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收______，排出______和对细胞有害的物质，从而保证细胞和生物体生命活动的正常进行。
3.主动运输的实例：小肠绒毛上皮细胞吸收______、______、______等营养物质，以及植物根细胞从土壤溶液中吸收无机盐离子，都是通过主动运输的方式进行的。
三、细胞的胞吞和胞吐
1.胞吞：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质膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞质膜上分离下来，形成______，进入细胞内部。
2.胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成______，然后移动到细胞质膜处，与细胞质膜______，将大分子排出细胞。
3.胞吞和胞吐的特点：胞吞和胞吐过程都需要消耗______，这体现了细胞质膜的______性。
强化提升
1.甘油进入细胞不需载体，也不需消耗能量，主要原因是( )
A.甘油是小分子
B.甘油本身就是载体
C.甘油能溶于细胞膜的磷脂双分子层中
D.细胞膜具有一定的流动性
2.脂肪在人体消化道中分解为甘油和脂肪酸才能被人体小肠吸收。下列哪幅图可表示甘油进入细胞的方式( )
A. B.
C. D.
3.下图为某生物膜的结构示意图，图中a、b、c、d四种物质正在进行跨膜运输，其中属于协助扩散的是( )
A.a B.b C.c D.d
4.抗体、胰岛素、消化酶等都是特定细胞的分泌物，它们出细胞的方式是( )
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吐
5.碘是合成甲状腺激素的重要原料，甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。关于甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式，下列叙述正确的是( )
A.是被动运输 B.需要载体蛋白的协助
C.不需要消耗能量 D.是顺浓度梯度进行的
6.关于胞吞和胞吐，下列相关说法错误的是( )
A.胞吞和胞吐都与细胞膜的流动性有关
B.运输时需要消耗细胞呼吸释放的能量
C.胞吞和胞吐运输的一般是小分子物质
D.胞吞和胞吐都与囊泡的形成有关
7.下图是某物质跨膜运输方式的示意图。下列各项与图中信息相符的是( )
A.氧进入肺泡细胞 B.水进入根毛细胞
C.胃蛋白酶原运出细胞 D.K+进入小肠绒毛上皮细胞
8.下图①~④表示几种常见的物质进出细胞的方式，据图回答下列相关问题：
（1）甘油进出细胞的方式是图中的______（填序号）。
（2）图中，④不同于③的特点有________________________。
（3）转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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，且每次转运时都会发生______的改变；通道蛋白在转运时______（填“需要”或“不需要”）与转运的分子或离子结合。
（4）除上图所示运输方式外，物质进出细胞的方式还有______，这体现了生物膜的结构特性是______；运输过程中，______（填“需要”或“不需要”）ATP供能。
拓展拔高
1.离体培养的某动物细胞，研究者探究甲、乙、丙三种物质的运输方式。图中反映的是实验一：三种物质的运输速率与浓度的关系。实验二：改变培养液中O2浓度，发现甲、乙的运输速率没有变化，而丙物质会受影响。下列关于三种物质的说法正确的是( )
A.甲可能是协助扩散，乙可能是主动运输
B.乙不可能是葡萄糖，丙可能是K+
C.丙可能是氨基酸，运输时一般需要ATP供能
D.如果培养液不含O2，则细胞停止吸收这三种物质
2.协助物质进出细胞的转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，且载体蛋白协助物质进出细胞时可能消耗能量，也可能不消耗能量，而通道蛋白协助物质进出细胞时不消耗能量。下列有关叙述错误的是( )
A.无转运蛋白参与的物质进出细胞的方式都是自由扩散
B.水分子可以通过通道蛋白的协助顺浓度梯度进入细胞
C.在主动运输中协助物质进出细胞的蛋白质是载体蛋白
D.物质依靠通道蛋白进出细胞的方式属于被动运输
3.下图为细胞膜的结构和功能示意图，其中W、X、Y为跨膜运输的方式，a、b、c、d为细胞膜上的物质。下列说法错误的是( )
A.多个分子a在水中总是自发地形成双分子层
B.分子或离子通过c、d时，都会与二者结合
C.b物质通常在细胞膜的外表面，与细胞识别有关
D.W为自由扩散，X和Y都是协助扩散
4.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。下列有关物质跨膜运输的表述正确的是( )
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.水分子进入细胞是通过自由扩散方式进行的
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
5.下图甲中曲线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a表示自由扩散，曲线b可表示协助扩散
B.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的数量
C.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗能量，但不需要膜上蛋白质参与
D.图乙中的胞吐和胞吞过程依赖细胞膜的流动性
6.如图为物质进出细胞方式的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、易化扩散和主动运输，下列叙述中错误的是( )
A.若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动运输
B.若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则G可表示自由扩散
C.若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则C可表示主动运输
D.若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示自由扩散和易化扩散
7.下图甲表示物质跨膜运输的示意图（①～④表示物质运输的方式），图乙表示方式②的运输速率与能量的关系。相关叙述不正确的是( )
A.性激素以①方式进入细胞
B.①③④三种物质都是顺浓度梯度运输
C.与方式③相比，方式②逆浓度梯度运输并消耗能量
D.图乙中a、b两点运输速率的限制因素分别是载体蛋白的数量和能量
8.下列有关胞吞和胞吐的叙述，错误的是( )
A.胞吞形成的囊泡可在细胞内被溶酶体降解
B.胞吞过程体现了细胞膜的结构特点
C.消化腺细胞依靠胞吐来分泌消化酶
D.胞吐只转运大分子而不转运小分子
9.如图表示物质进出细胞方式的有关图像或曲线，下列相关叙述不正确的是( )
A.图甲与图丙所代表的跨膜运输方式相同
B.图丁能代表红细胞吸收葡萄糖的方式
C.消化酶的释放方式与图戊代表的运输方式相同
D.环境中氧浓度变化对图示所代表的所有运输方式均有影响
10.下图1是小肠上皮细胞吸收亚铁离子的示意图，图2表示物质跨膜运输时被转运分子的浓度和转运速率的关系，a、b代表不同的运输方式。
（1）蛋白1运输亚铁血红素的动力是________。蛋白2具有________功能。蛋白3运输Fe2+的方式属于________。
（2）该细胞膜两侧的H+始终保持一定的浓度差，试结合图1分析可能的原因是________。
（3）图2所示，a代表________，b代表________。限制b方式转运速率进一步提高（处于图中虚线位置）的因素是________________。
（4）某同学取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有一定量葡萄糖的培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞加入呼吸抑制剂，一段时间后测定溶液中葡萄糖的量。该实验的目的是________________。
答案以及解析
基础巩固
一、1.顺；转运蛋白；能量；氧气；二氧化碳；氮气
2.顺；转运蛋白；能量；载体蛋白；通道蛋白；空间结构；直径；形状；载体蛋白
二、1.低；高；载体蛋白；能量
2.营养物质；代谢废物
3.葡萄糖；氨基酸；无机盐
三、1.囊泡
2.囊泡；融合
3.能量；流动
强化提升
1.答案：C
解析：ABCD、甘油又名丙三醇，是一种无色、无嗅、味甘的黏稠液，细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，根据脂质的相似相溶的原理，甘油通过细胞膜的方式是自由扩散，不需要载体和能量，ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2.答案：B
解析：A、甘油为脂溶性小分子，进入细胞的方式为自由扩散，该图表示的运输方式为协助扩散，A错误；
B、甘油为脂溶性小分子，进入细胞的方式为自由扩散，该图表示的运输方式为自由扩散，B正确；
C、甘油为脂溶性小分子，进入细胞的方式为自由扩散，该图表示的运输方式为主动运输，C错误；
D、甘油为脂溶性小分子，进入细胞的方式为自由扩散，该图表示的运输方式为胞吞，D错误。
故选B。
3.答案：B
解析：A、a是从低浓度运输到高浓度，借助了转运蛋白，可以判断为主动运输，A错误；
B、b是从高浓度运输到低浓度，且借助了转运蛋白，可以判断为协助扩散，B正确；
C、c是从高浓度到低浓度，没有借助转运蛋白，也没有消耗能量，可以判断是自由扩散，C错误；
D、d是从低浓度运输到高浓度，借助了载体蛋白，还使用了能量，可以判断为主动运输，D错误。
故选B。
4.答案：D
解析：抗体、胰岛素、消化酶都属于分泌蛋白，是大分子物质。因此，它们以胞吐的方式从细胞中分泌到细胞外，ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5.答案：B
解析：A、被动运输是物质顺着浓度梯度的扩散，包括自由扩散和协助扩散，而由题干可知，碘是从低浓度向高浓度运输，不是顺浓度梯度，所以不是被动运输，A错误；
B、因为碘是逆浓度梯度进入细胞的，这种运输方式属于主动运输，主动运输需要载体蛋白的协助，B正确；
C、主动运输需要消耗能量，C错误；
D、碘是逆浓度梯度进入细胞的，不是顺浓度梯度，D错误。
故选B。
6.答案：C
解析：A、胞吞和胞吐与细胞膜的流动性有关，A正确；
B、胞吞和胞吐与主动运输一样，要消耗细胞代谢产生的能量，B正确；
C、胞吞和胞吐运输的一般是大分子物质，C错误；
D、胞吐时高尔基体形成分泌小泡，胞吞时形成内陷小泡，这两个过程都与囊泡的形成有关，D正确。
故选C。
7.答案：D
解析：A、氧进人肺泡细胞的方式是自由扩散，不需要载体蛋白的协助，A错误；
B、水进人根毛细胞的方式是自由扩散，不需要载体蛋白的协助，B错误；
C、胃蛋白酶原运出细胞的方式是胞吐，不需要载体蛋白的协助，C错误；
D、钾离子进人小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白的协助，D正确。
故选D。
8.答案：（1）①
（2）逆浓度梯度运输（或运输方向为低浓度→高浓度）、需要消耗能量
（3）自身构象；不需要
（4）胞吞和胞吐；具有流动性；需要
解析：（1）甘油进出细胞的方式为自由扩散，因此，对应图中的①。
（2）由图可知，③为载体蛋白参与的协助扩散，④为载体蛋白参与的主动运输，则④不同于③的特点为逆浓度梯度运输和需要消耗能量。
（3）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，且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白在转运时不需要与转运的分子或离子结合。
（4）除上图所示运输方式外，物质进出细胞的方式还有胞吞和胞吐，该运输方式体现了生物膜的结构特性——具有流动性，胞吞和胞吐需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
拓展拔高
1.答案：C
解析：据题图分析可知，甲的运输速率只与细胞外物质浓度有关，其运输方式可能是自由扩散；在一定范围内，乙的运输速率随细胞外物质浓度的增大而增大，但当细胞外物质浓度达到一定值后，乙的运输速率几乎不再增加，且改变培养液中O2浓度后，乙的运输速率没有变化，故乙的运输方式可能是协助扩散，A错误。改变培养液中O2的浓度，丙的运输速率受影响，故丙的运输方式为主动运输，葡萄糖进入细胞的方式一般为主动运输，但进入红细胞的方式为协助扩散，所以乙可能是葡萄糖，K+可通过主动运输的方式进行跨膜运输，所以丙可能是K+，B错误。氨基酸的跨膜运输方式为主动运输，故丙可能是氨基酸，运输时一般需要ATP供能，C正确。O2会影响细胞有氧呼吸，进而影响能量的供应，甲、乙的运输不需要能量，其运输速率不受O2影响，丙的运输方式需要能量，如果培养液中不含O2，细胞也可以通过无氧呼吸为吸收丙提供能量，所以如果培养液中不含O2，细胞不会停止吸收这三种物质，D错误。
2.答案：A
解析：A、无转运蛋白参与的还可能是胞吞和胞吐，A错误；
B、水分子可以通过通道蛋白的协助顺浓度梯度进入细胞，B正确；
C、主动运输中协助物质进出细胞的蛋白质是载体蛋白，C正确；
D、物质依靠通道蛋白进出细胞的方式属于协助扩散，属于被动运输，D正确。
故选A。
3.答案：B
解析：A、分子a是磷脂分子，分为亲水的头部和疏水的尾部，因此多个分子a在水中总是自发地形成双分子层，A正确；
B、分子或离子通过d通道蛋白时时，不会与通道蛋白结合，B错误；
C、b是糖蛋白，位于细胞膜的外侧，与细胞识别有关，C正确；
D、由图可知，W通过磷脂双分子层，不需载体协助，顺浓度梯度进行，是自由扩散，X和Y都需要载体蛋白或通道蛋白协助，且都是顺浓度梯度进行，为协助扩散，D正确。
故选B。
4.答案：B
解析：A、乙醇是有机物，与细胞膜中磷脂相似相溶，可以通过自由扩散方式进入细胞，A错误；
B、血浆中K+含量低，红细胞内K+含量高，血浆中的K+进入红细胞的方式为逆浓度梯度的主动运输，需要消耗ATP并需要载体蛋白，B正确；
C、水分子进入细胞是通过自由扩散和协助扩散方式进行的，C错误；
D、葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D错误。
故选B。
5.答案：C
解析：A、根据图甲可知，方式a只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自由扩散；方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，属于协助扩散或主动运输，A正确；
B、甲图中方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，其最大转运速率与载体蛋白数量有关，B正确；
C、乙图中的胞吞或胞吐过程需要消耗能量，同时需要膜上蛋白质的参与，但并非是载体蛋白，C错误；
D、胞吞和胞吐都涉及膜的流动，依赖膜的流动性，D正确。
故选C。
6.答案：B
解析：AD、物质进出细胞的五种方式中，胞吞、胞吐和主动运输消耗能量，易化扩散和主动运输需要载体蛋白。如A与B的分类标准为是否消耗能量，C、D表示自由扩散和易化扩散，而G、H表示胞吞和胞吞，F表示主动运输，A正确，D正确；
BC、如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白，则C、D表示易化扩散和主动运输，而G、H表示胞吞和胞吞，F表示自由扩散，B错误，C正确。
故选B。
7.答案：D
解析：A、性激素的本质是固醇类，脂溶性物质，主要通过①自由扩散的方式进入细胞，A正确；
B、①表示自由扩散，③④表示协助扩散；故①③④三种物质都是顺浓度梯度运输，B正确；
C、③表示协助扩散，②表示主动运输，与方式③相比，方式②逆浓度梯度运输并消耗能量，C正确；
D、a点随着能量增加，运输速率增加，则a点转运速率的限制因素是能量；b点能量供应增加运输速率不再增加，因为载体数量有限，D错误。
故选D。
8.答案：D
解析：A、溶酶体内含有大量的水解酶，经胞吞形成的囊泡可在细胞内被溶酶体降解，A正确；
B、胞吞过程体现了细胞膜的结构特点—具有一定的流动性，B正确；
C、消化腺是分泌蛋白的一种，消化腺细胞依靠胞吐来分泌消化酶，C正确；
D、有的神经递质，如甘氨酸，也可以以胞吐的方式分泌出去，D错误。
故选D。
9.答案：D
解析：A、分析题图可知，图甲和图丙所代表的跨膜运输方式均为自由扩散，A正确；
B、图丁可表示协助扩散，红细胞通过协助扩散的方式吸收葡萄糖，B正确；
C、消化酶的释放方式为胞吐，与图戊代表的运输方式相同，C正确；
D、图甲和图丙均表示自由扩散，图丁可表示协助扩散，三者跨膜运输速率不受氧浓度变化的影响，D错误。
故选D。
10.答案：（1）亚铁血红素的浓度差；催化；主动运输
（2）该细胞膜上有另一种H+的载体蛋白将H+逆浓度梯度运出细胞
（3）自由扩散；协助扩散或主动运输；载体的数目或能量的多少
（4）探究小肠上皮细胞是否以主动运输的方式吸收葡萄糖（或运输葡萄糖是否需要能量）
解析：（1）蛋白1运输亚铁血红素是从高浓度向低浓度运输，因此动力是亚铁血红素的浓度差。蛋白2能将三价铁离子转化为二价铁离子，因此具有催化功能。蛋白3运输Fe2+是从低浓度向高浓度运输，依赖膜两侧氢离子的浓度差产生的势能，因此其运输Fe2+的方式属于主动运输。
（2）据图可知，该细胞膜上有另一种H+的载体蛋白将H+逆浓度梯度运出细胞，因此该细胞膜两侧的H+始终保持一定的浓度差。
（3）根据图2可知，a的运输速率只与被转运分子的浓度有关，说明其为自由扩散。b的运输在一定的物质浓度时，运输速率不再发生变化，说明其可能受载体蛋白数量或能量的限制，因此其运输方式为协助扩散或主动运输。即限制b方式转运速率进一步提高（处于图中虚线位置）的因素是载体蛋白的数目或能量的多少。
（4）甲乙两组的自变量是能量是否正常供应，因此该实验的目的是探究小肠上皮细胞是否以主动运输的方式吸收葡萄糖（或运输葡萄糖是否需要能量）。

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