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第9讲　物质进出细胞的方式
【课标要求】
1.阐明细胞膜具有选择透过性。
2.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;哪些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
考点一　被动运输与主动运输
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.被动运输:
(1)概念:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。
(2)类型及其比较:
(3)两种转运蛋白的比较:
2.主动运输:
【名师点睛】
物质逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输,但主动运输中的物质转运方向不一定是逆浓度梯度。
【多维赋能】
主动运输的三种驱动方式
(1)ATP直接供能(图甲)
机制:通过ATP酶直接水解ATP释放能量,驱动载体蛋白将物质逆浓度梯度或电化学梯度转运至细胞内或外。例如,Na+-K+泵通过水解ATP将3个Na+泵出细胞外,同时将2个K+泵入细胞内,形成电化学梯度以维持细胞内外离子平衡。
(2)离子浓度(电化学)梯度势能驱动(协同转运)(图乙)
机制:通过与另一种物质的顺浓度梯度运输偶联实现另一种物质的逆浓度转运
①逆向协同转运:当细胞需要降低细胞内C浓度时,会利用Na+的内流(顺浓度梯度)来驱动C的外排(逆浓度梯度),从而维持细胞内C的动态平衡。
②同向协同转运:小肠上皮细胞吸收葡萄糖时伴随Na+顺浓度梯度进入细胞内,利用Na+的离子浓度(电化学)梯度间接消耗ATP产生的能量完成葡萄糖的逆浓度转运。
(3)光能驱动(图丙)
机制:细菌中的光合作用蛋白(如菌紫红质)利用光能驱动质子(H+)逆浓度梯度转运。
【自测强化】
1.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响。(2025·广东卷,8A)(√)
2.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关。(2025·广东卷,8C)(×)
分析:葡萄糖进入红细胞为协助扩散,扩散速率受浓度差和载体数量影响。细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此葡萄糖进入红细胞的速率与细胞代谢有关。
3.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收。(2025·广东卷,8D)(×)
分析:集合管中Na+的重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na+被动运输。
4.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜。(2023·新课标全国卷,1B)(×)
分析:葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散,进入其他细胞一般通过主动运输。
5.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸。(√)
6.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关。(×)
分析:被动运输有两种方式——自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要膜蛋白的参与。
【精研强思维】
【思维探究】
　农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N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N的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)(生命观念)由图可判断N进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是什么
提示:主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a点时,根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关。
(2)(科学思维)O2浓度大于a时作物乙吸收N速率不再增加,其原因是什么
提示:主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白达到饱和。
(3)(社会责任)据图可知,在农业生产中,为促进农作物根对N的吸收利用,可以采取的措施是什么
提示:定期松土。
【思维建构】
“模型法”分析影响物质跨膜运输的因素
　(1)物质浓度对物质跨膜运输的影响：
提醒:浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
(2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响:
提醒:转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输,自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞有氧呼吸来影响主动运输的速率
提醒:哺乳动物成熟红细胞主动运输速率与O2含量的关系同左图,运输速率不受O2浓度影响。
(4)温度对跨膜运输的影响:
【精练提素养】
1.(2025·四川卷)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2,相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是(　　)
A.转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C.转运蛋白W能同时转运两种物质,故不具有特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
【解析】选B。从题图中看出,转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞,A错误;胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度,属于主动运输,需要消耗能量,能量由组氨酸浓度梯度提供,B正确;转运蛋白W能同时转运两种物质,也具有特异性,C错误;CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞,D错误。
2.(2025·山东卷)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是(　　)
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
【解析】选C。Na+在液泡中的积累使细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,作为载体蛋白,蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞,外排Na+也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;Na+通过离子通道进入细胞时,不需要与通道蛋白结合,D正确。
【加固训练】
1.(2025·黑吉辽内蒙古卷)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述正确的是(　　)
A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无须与NTT结合
B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生
D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
【解析】选D。载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白,运输ATP、ADP和Pi时需要结合底物,A错误。黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,因此不是主动运输,B错误。黑暗条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质(糖酵解)和线粒体(有氧呼吸第二、三个阶段),C错误。光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从基质到细胞质基质),当基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。
2.N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内N的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(　　)
A.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
【解析】选B。由题干信息可知N的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的,所以N通过AMTs进入细胞消耗的能量不来自ATP,A错误。由题图可以看到,N进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动,进行的逆浓度梯度运输,所以N通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确。铵毒发生后,H+在细胞外更多,增加细胞外的N,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C错误。据图可知,载体蛋白NRT1.1转运N属于主动运输,主动运输的速率与其浓度无必然关系;运输H+属于协助扩散,协助扩散与浓度在一定范围内呈正相关,超过一定范围后不成比例,D错误。
考点二　胞吞与胞吐
【精梳攻教材】
【基础整合】
【自测强化】
1.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。(√)
2.当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合。(必修1 P71正文)(√)
3.胞吞、胞吐离不开膜上磷脂双分子层的流动性。(√)
4.胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷,2C)(×)
分析:胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐,需要耗能。
【精练提素养】
1.(2025·湖南卷)蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体,参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解,从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是(　　)
A.去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量
B.去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动
C.抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量
D.去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解
【解析】选C。胞吞过程是一个耗能过程,需要消耗能量,去唾液酸糖蛋白的胞吞也不例外,A正确;胞吞过程中细胞膜会发生形态的改变,这依赖于膜脂的流动性,所以去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动,B正确;已知蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关,蛋白R参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解从而调节胆固醇代谢,那么抑制蛋白R合成,会使蛋白R减少,可能导致血液中胆固醇水平降低,而不是增加,C错误;溶酶体中含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,去唾液酸糖蛋白被胞吞后可以在溶酶体中被降解,D正确。
2. 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)一些特殊的分子常常通过受体介导的胞吞作用运入真核细胞,如图所示,被运输的分子首先与细胞膜上特定的受体结合,运输的过程是特异性的,只有分子的形状刚好与受体匹配才能进行。下列说法错误的是(　　)
A.受体介导的胞吞作用依赖细胞膜的流动性
B.受体介导的胞吞作用体现了细胞膜对运输的分子具有选择性
C.受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与,也不需要消耗能量
D.参与受体介导的胞吞作用的蛋白质只有一种
【解析】选C、D。受体介导的胞吞作用,体现了细胞膜的流动性,运输的过程是特异性的,也反映了细胞膜对运输的分子具有选择性,A、B正确;受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与,但需要消耗能量,C错误;由图可知,参与该过程的蛋白质至少有受体和网格蛋白两种,D错误。
【加固训练】
　胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。下列推测不合理的是(　　)
A.磷脂分子头部亲水,因而头部位于球形复合物表面
B.球形复合物被胞吞的过程,需要某种膜蛋白的参与
C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
【解析】选D。磷脂分子头部亲水,尾部疏水。在形成球形复合物时,为了与周围的水环境相适应,头部会位于球形复合物表面,A不符合题意;球形复合物被胞吞的过程,细胞需要识别该复合物,这需要某种膜蛋白的参与,B不符合题意;胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,这一过程中膜的形态发生改变,依赖于膜的流动性,C不符合题意;胆固醇属于脂质,是小分子物质,不能因为它通过胞吞进入细胞就属于生物大分子,生物大分子一般是指蛋白质、核酸、多糖等相对分子质量较大的物质,D符合题意。
【体验高考真题溯源】
1.(2025·河南卷)→(必修1 P67正文)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
【教考融通】正文强调水的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩散,考题则变换角度考查协助扩散是不是唯一方式,并增加考查通道蛋白的作用。
【解析】选B。结合水是与细胞内的其他物质相结合的水,是细胞结构的重要组成成分,细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力,A正确;水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时,不与通道蛋白相结合,B错误;蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白,增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,水的运输方向为顺浓度梯度,C正确;水进出细胞的方式为自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散,D正确。
2.(2023·全国甲卷)→(必修1 P69正文)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,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.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
【教考融通】教材举例说明了几种物质的跨膜运输方式,考题则进一步考查具体某些物质的跨膜运输方式及特点等。
【解析】选B。本题主要考查物质跨膜运输方式的特点。乙醇是小分子有机物,通过自由扩散的方式跨膜进入细胞,A错误;血浆中的K+进入红细胞的方式为主动运输,需要载体蛋白并消耗ATP,B正确;抗体在浆细胞内合成,消耗能量,其分泌过程也需要消耗能量,C错误;葡萄糖可通过主动运输进入小肠上皮细胞,也能通过协助扩散进入红细胞,D错误。
【深研教材预测高考】
3.(必修1 P70图4-6【改编】)小分子溶质或者离子通过载体蛋白或通道蛋白进行跨膜运输的过程如下图所示。下列叙述中错误的是(　　)
A.载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白,在细胞膜、核膜和细胞器膜中广泛分布
B.通道蛋白介导的物质运输方向是逆浓度梯度,且需要消耗能量
C.有些载体蛋白空间结构和活性的变化与其磷酸化和去磷酸化有关
D.载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,分子或离子通过时需与其结合
【解析】选B。转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白,在细胞膜、核膜、细胞器膜(如线粒体膜、叶绿体膜)广泛分布,A正确;通道蛋白介导的物质运输方向是顺浓度梯度,不需要消耗能量,B错误;像钠钾泵这类载体蛋白,磷酸化和去磷酸化会改变其空间构象,实现离子转运,C正确;载体蛋白转运时需要与被转运的分子、离子结合,结合后构象改变完成运输,D正确。
【加固训练】
(必修1 P72“与社会的联系”【改编】)在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,并引发阿米巴痢疾。下列有关叙述正确的是(　　)
A.上述通过胞吞方式“吃掉”肠壁组织细胞的过程不需要细胞膜上的蛋白质参与
B.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织胞吞成囊泡的过程,体现了细胞膜的结构特点
C.人体细胞吸收葡萄糖的方式与痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式相同
D.痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶的过程,没有涉及细胞膜的选择性
【解析】选B。胞吞过程中,被吞入的物质要与细胞膜上的受体蛋白结合,才能被细胞膜包裹,形成囊泡进入细胞,所以该过程需要细胞膜上的蛋白质参与,A错误;痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织胞吞成囊泡的过程,体现了细胞膜的流动性,体现了细胞膜的结构特点,B正确;人体细胞吸收葡萄糖的方式一般为主动运输,痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式是胞吞,二者方式不同,C错误;痢疾内变形虫通过胞吐作用分泌蛋白分解酶的过程,通过膜的物质运输,涉及了细胞膜的选择性,D错误。(共29张PPT)
核心素养测评　
第二单元　第9讲　物质进出细胞的方式
(20分钟　30分)
【基础过关练】
1.(2分)(2025·云南卷)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交
换。下列说法正确的是 (　　)
A.协助扩散转运物质需消耗ATP
B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变
D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
√
【解析】选C。协助扩散是顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP,A错误;被动运输包括自由扩散和协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,B错误;载体蛋白在转运物质时,会与被转运物质结合,自身构象发生改变,从而实现物质的跨膜运输,C正确;主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,通道蛋白一般用于协助扩散,D错误。
2.(2分)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,可结合在微生物的
细胞膜上,将K+运输到细胞外以降低细胞内外的K+浓度差
(如图所示)。该过程中,K+的运输方式类似于 (　　)
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
【解析】选B。结合题意“将K+运输到细胞外,降低细胞内外的K+浓度差”和
题图中缬氨霉素运输K+的过程不消耗能量,可推测K+的运输方式为协助扩
散,顺浓度梯度运输,B正确。
√
3.(2分)(2025·重庆卷)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软
骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+
的运输,据图分析,下列叙述错误的是 (　　)
A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
√
【解析】选B。Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,所以使得Ca2+内流增多,C正确;因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。
4.(2分)如图表示几种常见的物质进出细胞的方式,下列相关说法错误的是
(　　)
A.同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白
的种类和数量可能不同
B.①和②均属于被动运输,需要相应的蛋白
质进行协助
C.③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量
D.胰岛素是大分子蛋白质,以③方式出组织细胞发挥作用
√
【解析】选D。蛋白质具有多样性,同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同,A正确;①表示有通道蛋白参与,②表示有载体蛋白参与,两者均属于被动运输,B正确;③有载体蛋白参与,需要消耗能量,而且逆浓度梯度转运物质,属于主动运输,C正确;胰岛素是大分子蛋白质,以胞吐的形式被运出组织细胞发挥作用,D错误。
【方法规律】“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
5.(2分)骨骼肌细胞处于静息状态时,钙泵可维持细胞质基质的低C浓度。
骨骼肌细胞中C主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A. C与钙泵结合,会激活钙泵ATP水解
酶的活性
B.钙泵转运C过程中,会发生磷酸化和
去磷酸化
C. C进入内质网是主动运输,出内质网是协助扩散
D. C进入细胞质基质的过程,需要与通道蛋白结合
√
【解析】选D。参与C主动运输的钙泵是一种能催化ATP水解的酶,当C与钙泵相应位点结合时,钙泵的ATP水解酶活性就被激活,A正确。钙泵转运C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C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C做准备,B正确。C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C浓度,所以细胞质基质中C浓度低于内质网中C浓度, C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。C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。
6.(2分)(2023·辽宁卷)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
【解析】选C。神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞、胞吐的方式出入细胞,与生物膜的流动性有关,A正确;葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,故其通过血脑屏障生物膜体系的运输方式可能为协助扩散,B正确;谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助,不能为自由扩散,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错误;钙离子通过生物膜需要载体蛋白,方式可能为主动运输,D正确。
7.(2分)下列有关胞吞、胞吐叙述正确的是 (　　)
A.通过胞吞、胞吐方式转运的物质都是大分子物质
B.胞吞、胞吐是维持正常生命活动最主要的运输方式
C.婴儿的小肠上皮细胞吸收乳汁中的抗体的方式与变形虫摄食的方式相同
D.胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性,但不需要膜上蛋白质的参与
【解析】选C。小分子物质也可以通过胞吐的方式出细胞,如神经递质,A错误;维持正
常生命活动最主要的运输方式是主动运输,B错误;婴儿的消化系统发育不完全,可能
会以胞吞的方式吸收抗体,变形虫摄取食物也是通过这种方式,C正确;胞吞、胞吐过
程依赖细胞膜的流动性,且也需要与膜上的靶蛋白结合,然后定向发生胞吞或胞吐,显
然需要膜上蛋白质的参与,D错误。
√
【思维进阶练】
8.(3分) 【不定项】(2026·聊城模拟)α-变形菌的细胞膜镶嵌有光驱动蛋白,其作为
“质子泵”可将H+从细胞内泵到细胞膜外,形成的H+浓度梯度(化学势能)可用于ATP
合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动。如图为α-变形菌能量转化的部分
示意图。下列叙述正确的是 (　　)
A.质子泵将H+从细胞内泵到细胞膜外,有利于调节变形菌细胞的pH
B.H+从细胞内泵到细胞膜外的过程中,光驱动蛋白的构象
不会发生变化
C.H+从细胞内泵到细胞膜外没有消耗ATP,为主动运输
D.α-变形菌的鞭毛运动可利用光能作为直接能源
√
√
【解析】选A、C。质子泵将H+从细胞内泵到细胞膜外,改变了细胞的pH,所以有利于调节变形菌细胞的pH,A正确;光驱动蛋白属于载体蛋白,在运输物质过程中会发生构象的变化,B错误;H+从细胞内泵到细胞膜外需要光能驱动,属于主动运输,C正确;α-变形菌的鞭毛运动消耗的能量是ATP中的化学能,不能利用光能作为直接能源,D错误。
9.(3分) 【不定项】内服药物进入小肠上皮细胞的跨膜转运方式取决于药物性质
及吸收部位的生理和病理特征,常见的药物跨膜转运方式如图所示。已知小肠上
皮细胞间存在水溶性孔道,OATP和P-gp两种膜转运蛋白分别参与图中C和D途径。
下列叙述错误的是 (　　)
A.药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞
间途径被吸收
B.被动转运跨膜途径中,药物通过细胞膜的运输方式
是自由扩散
C.当甲侧药物浓度低于乙侧并通过C途径转运时,可能需要ATP供能
D.提高P-gp的活性可一定程度缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低
√
【解析】选D。
A(√) 细胞间途径是通过小肠上皮细胞间隙吸收药物的,且小肠上皮细胞间
存在水溶性孔道,故药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞
间途径被吸收
B(√) 被动转运跨膜途径不需要转运蛋白参与,药物直接通过细胞膜,该运输
方式是自由扩散
C(√) 当甲侧药物分子浓度低于乙侧,即逆浓度运输,需要载体蛋白并消耗能
量,该过程有可能需要ATP 供能
D(×) P-gp可以把药物从上皮细胞中排到肠腔,限制药物的吸收,从而造成药
物利用度降低,因此抑制P-gp的功能可缓解药物吸收障碍而造成的口
服药效降低
【加固训练】
胃酸可杀灭随食物进入消化道的细菌并激活胃蛋白酶原,其分泌过程如图所示。
胃壁细胞通过靠近胃腔的细胞膜上的质子泵和Cl-通道分别将H+和Cl-排入胃腔,形
成盐酸。抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后,能够与图示的质子泵结合使其空
间结构发生改变。下列说法正确的是 (　　)
A.图中K+和Cl-进出胃壁细胞的方式相同
B.图中H+通过质子泵进入胃腔的方式是协助扩散
C.长期服用PPIS可避免机体出现消化道细菌感染
D.可通过竞争性地结合质子泵上的K+结合位点来
开发新型抑酸药物
√
【解析】选D。K+通过K+通道从胃壁细胞进入胃腔的方式为协助扩散,质子泵水解ATP将K+运进胃壁细胞的方式为主动运输,A错误;质子泵水解ATP将H+运到胃腔,运输方式为主动运输,B错误;抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后,能够与图示的质子泵结合使其空间结构发生改变,使H+从胃壁细胞运出到胃腔的数量减少,胃腔pH升高,无法杀灭随食物进入消化道的细菌,可能造成消化道细菌感染,C错误;竞争性地结合质子泵上的K+结合位点使其空间结构发生改变,使胃腔中的H+减少来开发新型抑酸药物,D正确。
10.(10分)(2026·赤峰模拟)线粒体丙酮酸转运蛋白(MPC)存在于线粒体内膜
上,研究其功能对理解细胞呼吸机制具有重要意义。
(1)(2分)MPC由多条肽链构成,肽链在___________中合成,折叠成两个亚基,
进而组成MPC蛋白。MPC蛋白的基本组成单位是___________。
【解析】(1)蛋白质的合成场所是核糖体,所以肽链在核糖体中合成。蛋白
质的基本组成单位是氨基酸。
　核糖体　
　氨基酸　
(2)(3分)科学家通过冷冻电镜技术解析MPC结构,模拟其转运丙酮酸的过程
(图1所示)。
据图分析,MPC只容许与自身结合部位相适应的分子通过,而且每次转运时
都会发生自身_________的改变,属于_____________(选“载体蛋白”或“通道
蛋白”)。
　构象　
　载体蛋白　
【解析】(2)从图1可以看出,MPC转运丙酮酸时自身的构象会发生改变。载体蛋白在转运物质时会与物质结合并发生自身构象的改变,而通道蛋白不需要与转运的物质结合,只是形成一个通道让物质通过,所以MPC属于载体蛋白。
(3)(5分)研究者构建含有MPC的脂质体,脂质体内、外部的丙酮酸浓度分别为5 mM和0.05 mM,内部缓冲液pH为8.0,外部缓冲液设置不同pH,检测转运进入脂质体内部丙酮酸的量,结果如图2。
结果显示,对比脂质体内外pH的差值,在实验范围内,__________________
_________,MPC的转运效率越高。据此推测MPC转运丙酮酸的方式为主
动运输,所需能量来源于_________________________________所形成的势
能。本实验脂质体的内、外缓冲液分别模拟了线粒体结构中_________
_____的H+环境。
　 脂质体内外pH差
值越大　
　膜两侧H+浓度差(H+电化学梯度)　
　内膜两
侧　
【解析】(3)观察图2,对比脂质体内外pH的差值,在实验范围内,脂质体内外pH差值越大,MPC转运丙酮酸的量越多,即MPC的转运效率越高。主动运输需要能量,由于是在脂质体环境中研究MPC转运丙酮酸,结合条件可知,其能量来源于膜两侧H+浓度差(H+电化学梯度)所形成的势能。线粒体中内膜两侧存在H+浓度差,内、外缓冲液分别模拟了线粒体结构中内膜两侧的H+环境。
【加固训练】
(2023·浙江6月卷)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用
蔗糖的方式如图所示。
下列叙述正确的是 (　　)
A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
√
【解析】选B。本题考查植物组织培养过程中植物细胞对蔗糖的吸收和利用。转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A错误;据图分析可知,H+向细胞外运输是需要消耗ATP的过程,说明该过程是逆浓度梯度的主动转运,细胞内的H+<细胞外的H+,蔗糖运输时通过共转运体进行,依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B正确,D错误;植物组织培养过程中,蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C错误。核心素养测评　
第二单元　第9讲　物质进出细胞的方式
(20分钟　30分)
【基础过关练】
1.(2分)(2025·云南卷)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是 (　　)
A.协助扩散转运物质需消耗ATP
B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变
D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
【解析】选C。协助扩散是顺浓度梯度运输,不需要消耗ATP,A错误;被动运输包括自由扩散和协助扩散,都是顺浓度梯度进行的,B错误;载体蛋白在转运物质时,会与被转运物质结合,自身构象发生改变,从而实现物质的跨膜运输,C正确;主动运输转运物质时需要载体蛋白协助,而不是通道蛋白,通道蛋白一般用于协助扩散,D错误。
2.(2分)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,可结合在微生物的细胞膜上,将K+运输到细胞外以降低细胞内外的K+浓度差(如图所示)。该过程中,K+的运输方式类似于 (　　)
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞
【解析】选B。结合题意“将K+运输到细胞外,降低细胞内外的K+浓度差”和题图中缬氨霉素运输K+的过程不消耗能量,可推测K+的运输方式为协助扩散,顺浓度梯度运输,B正确。
3.(2分)(2025·重庆卷)骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是 (　　)
A.Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B.运输Na+时,Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D.与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点
【解析】选B。Na+通道运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;Na+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+会积累,NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量,所以使得Ca2+内流增多,C正确;因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病,所以与NCX载体相比,Na+通道更适合作为研究药物的靶点,D正确。
4.(2分)如图表示几种常见的物质进出细胞的方式,下列相关说法错误的是 (　　)
A.同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量可能不同
B.①和②均属于被动运输,需要相应的蛋白质进行协助
C.③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量
D.胰岛素是大分子蛋白质,以③方式出组织细胞发挥作用
【解析】选D。蛋白质具有多样性,同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同,A正确;①表示有通道蛋白参与,②表示有载体蛋白参与,两者均属于被动运输,B正确;③有载体蛋白参与,需要消耗能量,而且逆浓度梯度转运物质,属于主动运输,C正确;胰岛素是大分子蛋白质,以胞吐的形式被运出组织细胞发挥作用,D错误。
【方法规律】“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
5.(2分)骨骼肌细胞处于静息状态时,钙泵可维持细胞质基质的低C浓度。骨骼肌细胞中C主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.C与钙泵结合,会激活钙泵ATP水解酶的活性
B.钙泵转运C过程中,会发生磷酸化和去磷酸化
C.C进入内质网是主动运输,出内质网是协助扩散
D.C进入细胞质基质的过程,需要与通道蛋白结合
【解析】选D。参与C主动运输的钙泵是一种能催化ATP水解的酶,当C与钙泵相应位点结合时,钙泵的ATP水解酶活性就被激活,A正确。钙泵转运C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C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C做准备,B正确。C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C浓度,所以细胞质基质中C浓度低于内质网中C浓度, C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。C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。
6.(2分)(2023·辽宁卷)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
【解析】选C。神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞、胞吐的方式出入细胞,与生物膜的流动性有关,A正确;葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,故其通过血脑屏障生物膜体系的运输方式可能为协助扩散,B正确;谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助,不能为自由扩散,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错误;钙离子通过生物膜需要载体蛋白,方式可能为主动运输,D正确。
7.(2分)下列有关胞吞、胞吐叙述正确的是 (　　)
A.通过胞吞、胞吐方式转运的物质都是大分子物质
B.胞吞、胞吐是维持正常生命活动最主要的运输方式
C.婴儿的小肠上皮细胞吸收乳汁中的抗体的方式与变形虫摄食的方式相同
D.胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性,但不需要膜上蛋白质的参与
【解析】选C。小分子物质也可以通过胞吐的方式出细胞,如神经递质,A错误;维持正常生命活动最主要的运输方式是主动运输,B错误;婴儿的消化系统发育不完全,可能会以胞吞的方式吸收抗体,变形虫摄取食物也是通过这种方式,C正确;胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性,且也需要与膜上的靶蛋白结合,然后定向发生胞吞或胞吐,显然需要膜上蛋白质的参与,D错误。
【思维进阶练】
8.(3分) 【不定项】(2026·聊城模拟)α-变形菌的细胞膜镶嵌有光驱动蛋白,其作为“质子泵”可将H+从细胞内泵到细胞膜外,形成的H+浓度梯度(化学势能)可用于ATP合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动。如图为α-变形菌能量转化的部分示意图。下列叙述正确的是 (　　)
A.质子泵将H+从细胞内泵到细胞膜外,有利于调节变形菌细胞的pH
B.H+从细胞内泵到细胞膜外的过程中,光驱动蛋白的构象不会发生变化
C.H+从细胞内泵到细胞膜外没有消耗ATP,为主动运输
D.α-变形菌的鞭毛运动可利用光能作为直接能源
【解析】选A、C。质子泵将H+从细胞内泵到细胞膜外,改变了细胞的pH,所以有利于调节变形菌细胞的pH,A正确;光驱动蛋白属于载体蛋白,在运输物质过程中会发生构象的变化,B错误;H+从细胞内泵到细胞膜外需要光能驱动,属于主动运输,C正确;α-变形菌的鞭毛运动消耗的能量是ATP中的化学能,不能利用光能作为直接能源,D错误。
9.(3分) 【不定项】内服药物进入小肠上皮细胞的跨膜转运方式取决于药物性质及吸收部位的生理和病理特征,常见的药物跨膜转运方式如图所示。已知小肠上皮细胞间存在水溶性孔道,OATP和P-gp两种膜转运蛋白分别参与图中C和D途径。下列叙述错误的是 (　　)
A.药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收
B.被动转运跨膜途径中,药物通过细胞膜的运输方式是自由扩散
C.当甲侧药物浓度低于乙侧并通过C途径转运时,可能需要ATP供能
D.提高P-gp的活性可一定程度缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低
【解析】选D。
A(√) 细胞间途径是通过小肠上皮细胞间隙吸收药物的,且小肠上皮细胞间存在水溶性孔道,故药物中的亲水性小分子物质可能更容易通过细胞间途径被吸收
B(√) 被动转运跨膜途径不需要转运蛋白参与,药物直接通过细胞膜,该运输方式是自由扩散
C(√) 当甲侧药物分子浓度低于乙侧,即逆浓度运输,需要载体蛋白并消耗能量,该过程有可能需要ATP 供能
D(×) P-gp可以把药物从上皮细胞中排到肠腔,限制药物的吸收,从而造成药物利用度降低,因此抑制P-gp的功能可缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低
【加固训练】
胃酸可杀灭随食物进入消化道的细菌并激活胃蛋白酶原,其分泌过程如图所示。胃壁细胞通过靠近胃腔的细胞膜上的质子泵和Cl-通道分别将H+和Cl-排入胃腔,形成盐酸。抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后,能够与图示的质子泵结合使其空间结构发生改变。下列说法正确的是 (　　)
A.图中K+和Cl-进出胃壁细胞的方式相同
B.图中H+通过质子泵进入胃腔的方式是协助扩散
C.长期服用PPIS可避免机体出现消化道细菌感染
D.可通过竞争性地结合质子泵上的K+结合位点来开发新型抑酸药物
【解析】选D。K+通过K+通道从胃壁细胞进入胃腔的方式为协助扩散,质子泵水解ATP将K+运进胃壁细胞的方式为主动运输,A错误;质子泵水解ATP将H+运到胃腔,运输方式为主动运输,B错误;抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后,能够与图示的质子泵结合使其空间结构发生改变,使H+从胃壁细胞运出到胃腔的数量减少,胃腔pH升高,无法杀灭随食物进入消化道的细菌,可能造成消化道细菌感染,C错误;竞争性地结合质子泵上的K+结合位点使其空间结构发生改变,使胃腔中的H+减少来开发新型抑酸药物,D正确。
10.(10分)(2026·赤峰模拟)线粒体丙酮酸转运蛋白(MPC)存在于线粒体内膜上,研究其功能对理解细胞呼吸机制具有重要意义。
(1)(2分)MPC由多条肽链构成,肽链在　核糖体　中合成,折叠成两个亚基,进而组成MPC蛋白。MPC蛋白的基本组成单位是　氨基酸　。
【解析】(1)蛋白质的合成场所是核糖体,所以肽链在核糖体中合成。蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
(2)(3分)科学家通过冷冻电镜技术解析MPC结构,模拟其转运丙酮酸的过程(图1所示)。
据图分析,MPC只容许与自身结合部位相适应的分子通过,而且每次转运时都会发生自身　构象　的改变,属于　载体蛋白　(选“载体蛋白”或“通道蛋白”)。
【解析】(2)从图1可以看出,MPC转运丙酮酸时自身的构象会发生改变。载体蛋白在转运物质时会与物质结合并发生自身构象的改变,而通道蛋白不需要与转运的物质结合,只是形成一个通道让物质通过,所以MPC属于载体蛋白。
(3)(5分)研究者构建含有MPC的脂质体,脂质体内、外部的丙酮酸浓度分别为5 mM和0.05 mM,内部缓冲液pH为8.0,外部缓冲液设置不同pH,检测转运进入脂质体内部丙酮酸的量,结果如图2。
结果显示,对比脂质体内外pH的差值,在实验范围内,　 脂质体内外pH差值越大　,MPC的转运效率越高。据此推测MPC转运丙酮酸的方式为主动运输,所需能量来源于　膜两侧H+浓度差(H+电化学梯度)　所形成的势能。本实验脂质体的内、外缓冲液分别模拟了线粒体结构中　内膜两侧　的H+环境。
【解析】(3)观察图2,对比脂质体内外pH的差值,在实验范围内,脂质体内外pH差值越大,MPC转运丙酮酸的量越多,即MPC的转运效率越高。主动运输需要能量,由于是在脂质体环境中研究MPC转运丙酮酸,结合条件可知,其能量来源于膜两侧H+浓度差(H+电化学梯度)所形成的势能。线粒体中内膜两侧存在H+浓度差,内、外缓冲液分别模拟了线粒体结构中内膜两侧的H+环境。
【加固训练】
(2023·浙江6月卷)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
下列叙述正确的是 (　　)
A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
【解析】选B。本题考查植物组织培养过程中植物细胞对蔗糖的吸收和利用。转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化,但该过程是可逆的,A错误;据图分析可知,H+向细胞外运输是需要消耗ATP的过程,说明该过程是逆浓度梯度的主动转运,细胞内的H+<细胞外的H+,蔗糖运输时通过共转运体进行,依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收,B正确,D错误;植物组织培养过程中,蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,C错误。(共48张PPT)
第9讲　物质进出细胞的方式
考点一　被动运输与主动运输
考点二　胞吞与胞吐
从教材走向高考
【课标要求】
1.阐明细胞膜具有选择透过性。
2.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;哪些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
考点一　被动运输与主动运输
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.被动运输:
(1)概念:物质以扩散方式进出细胞,________消耗细胞内__________________
______的物质跨膜运输方式。
不需要
化学反应所释放的
能量
(2)类型及其比较:
(3)两种转运蛋白的比较:
2.主动运输:
【名师点睛】
物质逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输,但主动运输中的物质转运方向不一定是逆浓度梯度。
【多维赋能】
主动运输的三种驱动方式
(1)ATP直接供能(图甲)
机制:通过ATP酶直接水解ATP释放能量,驱动载体蛋白将物质逆浓度梯度
或________梯度转运至细胞内或外。例如,Na+-K+泵通过水解ATP将3个Na+
泵出细胞外,同时将2个K+泵入细胞内,形成电化学梯度以维持细胞内外离
子平衡。
电化学
(2)离子浓度(电化学)梯度势能驱动(协同转运)(图乙)
机制:通过与另一种物质的________梯度运输偶联实现另一种物质的逆浓度
转运
①逆向协同转运:当细胞需要降低细胞内C浓度时,会利用Na+的内流
(________梯度)来驱动C的外排(逆浓度梯度),从而维持细胞内C的动
态平衡。
②同向协同转运:小肠上皮细胞吸收葡萄糖时伴随Na+________梯度进入细
胞内,利用Na+的离子浓度(电化学)梯度间接消耗ATP产生的能量完成葡萄
糖的逆浓度转运。
顺浓度
顺浓度
顺浓度
(3)光能驱动(图丙)
机制:细菌中的光合作用蛋白(如菌紫红质)利用光能驱动质子(H+)逆浓度梯度转运。
【自测强化】
1.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响。(2025·广
东卷,8A)( )
2.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关。(2025·
广东卷,8C)( )
分析:葡萄糖进入红细胞为协助扩散,扩散速率受浓度差和载体数量影响。
细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持
浓度差,因此葡萄糖进入红细胞的速率与细胞代谢有关。
√
×
3.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收。(2025·广
东卷,8D)( )
分析:集合管中Na+的重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且
消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na+被动运输。
4.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜。(2023·新课
标全国卷,1B)( )
分析:葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散,进入其他细胞一般通过
主动运输。
×
×
5.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸。( )
6.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关。( )
分析:被动运输有两种方式——自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要膜蛋白的参与。
√
×
【精研强思维】
【思维探究】
农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N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N的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)(生命观念)由图可判断N进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是什么
提示:主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a点时,根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关。
(2)(科学思维)O2浓度大于a时作物乙吸收N速率不再增加,其原因是什么
提示:主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白达到饱和。
(3)(社会责任)据图可知,在农业生产中,为促进农作物根对N的吸收利用,可以采取的措施是什么
提示:定期松土。
【思维建构】
“模型法”分析影响物质跨膜运输的因素
(1)物质浓度对物质跨膜运输的影响:
提醒:浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
(2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响:
提醒:转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输,自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞有氧呼吸来影响主动运输的速率
提醒:哺乳动物成熟红细胞主动运输速率与O2含量的关系同左图,运输速率不受O2浓度影响。
(4)温度对跨膜运输的影响:
【精练提素养】
1.(2025·山东卷)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可
通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死
亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方
式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是
(　　)
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
√
【解析】选C。Na+在液泡中的积累使细胞液浓度增加,从而有利于酵母细胞吸水,A正确;液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,作为载体蛋白,蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变,B正确;为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞,外排Na+也是主动运输,需要细胞提供能量,C错误;Na+通过离子通道进入细胞时,不需要与通道蛋白结合,D正确。
2.(2025·四川卷)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2,相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是(　　)
A.转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B.胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C.转运蛋白W能同时转运两种物质,故不具有特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
√
【解析】选B。从题图中看出,转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞,A错误;胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度,属于主动运输,需要消耗能量,能量由组氨酸浓度梯度提供,B正确;转运蛋白W能同时转运两种物质,也具有特异性,C错误;CO2分子经自由扩散,也可以从胞外运输至胞内,例如从血浆进入肺部细胞,D错误。
【加固训练】
1.(2025·黑吉辽内蒙古卷)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述正确的是(　　)
A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无须与NTT结合
B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生
D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
√
【解析】选D。载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白,运输ATP、ADP和Pi时需要结合底物,A错误。黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,因此不是主动运输,B错误。黑暗条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质(糖酵解)和线粒体(有氧呼吸第二、三个阶段),C错误。光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从基质到细胞质基质),当基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。
2.N和N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内N的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(　　)
A.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
√
【解析】选B。由题干信息可知N的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的,所以N通过AMTs进入细胞消耗的能量不来自ATP,A错误。由题图可以看到,N进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动,进行的逆浓度梯度运输,所以N通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确。铵毒发生后,H+在细胞外更多,增加细胞外的N,可以促使H+向细胞内转运,减少细胞外的H+,从而减轻铵毒,C错误。据图可知,载体蛋白NRT1.1转运N属于主动运输,主动运输的速率与其浓度无必然关系;运输H+属于协助扩散,协助扩散与浓度在一定范围内呈正相关,超过一定范围后不成比例,D错误。
考点二　胞吞与胞吐
【精梳攻教材】
【基础整合】
【自测强化】
1.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解。( )
2.当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合。(必修1 P71
正文)( )
3.胞吞、胞吐离不开膜上磷脂双分子层的流动性。( )
4.胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷,2C)( )
分析:胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐,需要耗能。
√
√
√
×
【精练提素养】
1.(2025·湖南卷)蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体,参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解,从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是(　　)
A.去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量
B.去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动
C.抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量
D.去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解
√
【解析】选C。胞吞过程是一个耗能过程,需要消耗能量,去唾液酸糖蛋白的胞吞也不例外,A正确;胞吞过程中细胞膜会发生形态的改变,这依赖于膜脂的流动性,所以去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动,B正确;已知蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关,蛋白R参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解从而调节胆固醇代谢,那么抑制蛋白R合成,会使蛋白R减少,可能导致血液中胆固醇水平降低,而不是增加,C错误;溶酶体中含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,去唾液酸糖蛋白被胞吞后可以在溶酶体中被降解,D正确。
2. 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)一些特殊的分子常常通过受体介导的胞吞作用运入真核细胞,如图所示,被运输的分子首先与细胞膜上特定的受体结合,运输的过程是特异性的,只有分子的形状刚好与受体匹配才能进行。下列说法错误的是(　　)
A.受体介导的胞吞作用依赖细胞膜的流动性
B.受体介导的胞吞作用体现了细胞膜对运输
的分子具有选择性
C.受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与,也不需要消耗能量
D.参与受体介导的胞吞作用的蛋白质只有一种
√
√
【解析】选C、D。受体介导的胞吞作用,体现了细胞膜的流动性,运输的过程是特异性的,也反映了细胞膜对运输的分子具有选择性,A、B正确;受体介导的胞吞作用不需要载体蛋白参与,但需要消耗能量,C错误;由图可知,参与该过程的蛋白质至少有受体和网格蛋白两种,D错误。
【加固训练】
胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。下列推测不合理的是(　　)
A.磷脂分子头部亲水,因而头部位于球形复合物表面
B.球形复合物被胞吞的过程,需要某种膜蛋白的参与
C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
√
【解析】选D。磷脂分子头部亲水,尾部疏水。在形成球形复合物时,为了与周围的水环境相适应,头部会位于球形复合物表面,A不符合题意;球形复合物被胞吞的过程,细胞需要识别该复合物,这需要某种膜蛋白的参与,B不符合题意;胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,这一过程中膜的形态发生改变,依赖于膜的流动性,C不符合题意;胆固醇属于脂质,是小分子物质,不能因为它通过胞吞进入细胞就属于生物大分子,生物大分子一般是指蛋白质、核酸、多糖等相对分子质量较大的物质,D符合题意。
从教材走向高考
【体验高考真题溯源】
1.(2025·河南卷)→(必修1 P67正文)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
√
【教考融通】正文强调水的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩散,考题则变换角度考查协助扩散是不是唯一方式,并增加考查通道蛋白的作用。
【解析】选B。结合水是与细胞内的其他物质相结合的水,是细胞结构的重要组成成分,细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力,A正确;水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时,不与通道蛋白相结合,B错误;蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白,增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,水的运输方向为顺浓度梯度,C正确;水进出细胞的方式为自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散,D正确。
2.(2023·全国甲卷)→(必修1 P69正文)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,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.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
【教考融通】教材举例说明了几种物质的跨膜运输方式,考题则进一步考查具体某些物质的跨膜运输方式及特点等。
√
【解析】选B。本题主要考查物质跨膜运输方式的特点。乙醇是小分子有机物,通过自由扩散的方式跨膜进入细胞,A错误;血浆中的K+进入红细胞的方式为主动运输,需要载体蛋白并消耗ATP,B正确;抗体在浆细胞内合成,消耗能量,其分泌过程也需要消耗能量,C错误;葡萄糖可通过主动运输进入小肠上皮细胞,也能通过协助扩散进入红细胞,D错误。
【深研教材预测高考】
3.(必修1 P70图4-6【改编】)小分子溶质或者离子通过载体蛋白或通道蛋白进行跨膜运输的过程如下图所示。下列叙述中错误的是(　　)
A.载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白,在细胞膜、核膜和细胞器膜中广泛分布
B.通道蛋白介导的物质运输方向是逆浓度梯度,且需要消耗能量
C.有些载体蛋白空间结构和活性的变化与其磷酸化和去磷酸化有关
D.载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变,分子或离子通过时需与其结合
√
【解析】选B。转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白,在细胞膜、核膜、细胞器膜(如线粒体膜、叶绿体膜)广泛分布,A正确;通道蛋白介导的物质运输方向是顺浓度梯度,不需要消耗能量,B错误;像钠钾泵这类载体蛋白,磷酸化和去磷酸化会改变其空间构象,实现离子转运,C正确;载体蛋白转运时需要与被转运的分子、离子结合,结合后构象改变完成运输,D正确。
【加固训练】
(必修1 P72“与社会的联系”【改编】)在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,并引发阿米巴痢疾。下列有关叙述正确的是(　　)
A.上述通过胞吞方式“吃掉”肠壁组织细胞的过程不需要细胞膜上的蛋白质
参与
B.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织胞吞成囊泡的过程,体现了细胞膜的结构特点
C.人体细胞吸收葡萄糖的方式与痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式
相同
D.痢疾内变形虫分泌蛋白分解酶的过程,没有涉及细胞膜的选择性
√
【解析】选B。胞吞过程中,被吞入的物质要与细胞膜上的受体蛋白结合,才能被细胞膜包裹,形成囊泡进入细胞,所以该过程需要细胞膜上的蛋白质参与,A错误;痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织胞吞成囊泡的过程,体现了细胞膜的流动性,体现了细胞膜的结构特点,B正确;人体细胞吸收葡萄糖的方式一般为主动运输,痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式是胞吞,二者方式不同,C错误;痢疾内变形虫通过胞吐作用分泌蛋白分解酶的过程,通过膜的物质运输,涉及了细胞膜的选择性,D错误。

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