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细胞的基本结构与物质运输
第二单元
第4课时　物质进出细胞的方式
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点二
影响物质跨膜运输的因素和实验探究
物质进出细胞的方式
考点一
物质进出细胞的方式
考点一
梳理 必备知识
1.被动运输
(1)概念:物质以 方式进出细胞, 消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
扩散
不需要
(2)类型
转运蛋
白
高
低
高
低
不需要
不消耗
2.主动运输
载体蛋白
逆
需要
载体蛋白
拾遗 挖掘
(必修1 P70“与社会的联系”)引起囊性纤维化的主要原因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常,导致患者支气管中黏液增多,造成细菌感染。
3.胞吞和胞吐
流动
精练 迁移应用
考向1　转运蛋白的种类与功能的判断
1.(2025·河南卷,3)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
B
解析: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,可增加水的运输能力,但不改变水的运输方向,C正确;水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散,D正确。
考向2　物质跨膜运输方式的判断
2.(2025·四川卷,4)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,故不具特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
B
解析:从图中看出,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只能同时转运两种特定的物质,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。
3.(2025·重庆卷,8)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
B
解析: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,导致Na+内流增多,胞内Na+积累,NCX载体将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要Ca2+产生的电化学势能提供能量,所以Ca2+内流增多,C正确;骨关节炎是Na+通道蛋白明显多于正常人引发的疾病,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.(2024·贵州卷,4)茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长,吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(　　)
A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收
B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白
D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式
C
解析:硒酸盐是无机盐,必须以离子的形式才能被根细胞吸收,A正确;根据题意可知,根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系,B正确;硒蛋白属于大分子物质,从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,无须转运蛋白,C错误;利用呼吸抑制剂处理根细胞,根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可判断硒酸盐的吸收是否需要消耗能量,从而进一步推测硒酸盐的吸收方式,D正确。
影响物质跨膜运输的因素和实验探究
考点二
梳理 必备知识
1.影响物质跨膜运输速率的因素
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
转运
(2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
能量
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
(4)温度对物质跨膜运输的影响
2.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
(1)探究是主动运输还是被动运输
主动
运输
被动
运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
协助
扩散
自由
扩散
精练 迁移应用
考向1　物质跨膜运输的影响因素的分析
1.(2026·山东青岛模拟)氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制[H]与O2的结合,使得组织细胞不能利用O2而陷入窒息。如图为研究植物根尖吸收K+的相关实验。据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)
A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+
属于主动运输
B.实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关
C.实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸
D.实验乙加入氰化物后,可能是通过抑制载体蛋白的活性来减少O2的吸收量
D
解析:由实验甲可知,加入KCl后,O2的消耗速率增加,说明植物根尖细胞吸收K+需要消耗能量,属于主动运输,A正确;实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关,吸收的K+减少,耗氧速率降低,B正确;氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制[H]与O2的结合,抑制有氧呼吸,则实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸,C正确;氰化物的作用机理是抑制[H]与O2的结合,影响能量供应,可能是通过抑制酶的活性实现的,而不是通过抑制载体蛋白的活性来减少O2的吸收量,D错误。
考向2　与跨膜运输有关的胁迫机制的实验分析
2.(2024·甘肃卷,2)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+逆向转运蛋白可以将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
C
解析:由题图可知,细胞膜上的H+-ATP酶可将细胞内的H+运出细胞,消耗ATP,H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变,A正确;H+顺浓度梯度进入细胞,其浓度梯度形成的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;
H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运,影响膜两侧H+浓度,进而影响Na+的运输,C错误;耐盐植株的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植株多,以适应高盐环境,因此盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D正确。
3.(2025·河北卷,19)砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性,为探究其机制,研究者进行了相关实验。据此回答下列问题。
(1)砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量,该运输方式属于
　 　　　。
解析:物质跨膜运输时,需要载体蛋白且消耗能量的运输方式为主动运输,砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量,所以该运输方式属于主动运输。
主动运输
(2)针对砷吸收相关基因C缺失和过量表达的拟南芥,研究者检测了其根细胞中砷的含量,结果如图。由此推测,蛋白C可　　　(填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明,砷激活的蛋白C可使F磷酸化,磷酸化的F诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白F的囊泡。由此判断,激活的蛋白C可使细胞膜上转运蛋白F的数量　　　　,造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有　　　　　　的特点。
减弱
减少
一定的流动性
解析:从图中可以看出,与野生型相比,C缺失突变体根细胞中砷浓度相对值较高,C过量表达植株根细胞中砷浓度相对值较低,由此推测,蛋白C可减弱根对砷的吸收。砷激活的蛋白C可使F磷酸化,磷酸化的F诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白F的囊泡,这会使细胞膜上转运蛋白F的数量减少,从而造成根对砷吸收量的改变。囊泡是由细胞膜内陷形成的,这体现了细胞膜在结构上具有一定的流动性的特点。
(3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞。推测在砷胁迫下植物对磷的吸收量　　　　(填“增加”或“减少”),结合(2)和(3)的信息,分析原因:
______________________________________________________________
______________________________________________________________
　 　 (答出2点即可)。
减少
砷激活蛋白C,使细胞膜上转运蛋白F数量减少,而磷也是通过转运蛋白F进入细胞,所以磷的吸收量减少;砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,砷胁迫下,更多的转运蛋白F用于转运砷,导致磷的吸收量减少
解析:由于砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,在砷胁迫下,砷会与磷竞争转运蛋白F,所以推测植物对磷的吸收量减少。原因一:砷激活蛋白C,使细胞膜上转运蛋白F数量减少,而磷也是通过转运蛋白F进入细胞,所以磷的吸收量减少;原因二:砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,砷胁迫下,更多的转运蛋白F用于转运砷,导致磷的吸收量减少。第7讲 物质进出细胞的方式
考点一　物质进出细胞的方式
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,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
(2)类型
2.主动运输
拾遗·挖掘
(必修1 P70“与社会的联系”)引起囊性纤维化的主要原因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常,导致患者支气管中黏液增多,造成细菌感染。
3.胞吞和胞吐
考向1　转运蛋白的种类与功能的判断
1.(2025·河南卷,3)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
答案:B
解析: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,可增加水的运输能力,但不改变水的运输方向,C正确;水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散,D正确。
考向2　物质跨膜运输方式的判断
2.(2025·四川卷,4)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,故不具特异性
D.CO2分子经自由扩散,只能从胞内运输到胞外
答案:B
解析:从图中看出,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只能同时转运两种特定的物质,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。
3.(2025·重庆卷,8)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
答案:B
解析: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,导致Na+内流增多,胞内Na+积累,NCX载体将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外,需要Ca2+产生的电化学势能提供能量,所以Ca2+内流增多,C正确;骨关节炎是Na+通道蛋白明显多于正常人引发的疾病,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.(2024·贵州卷,4)茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长,吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(　　)
A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收
B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白
D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式
答案:C
解析:硒酸盐是无机盐,必须以离子的形式才能被根细胞吸收,A正确;根据题意可知,根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系,B正确;硒蛋白属于大分子物质,从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,无须转运蛋白,C错误;利用呼吸抑制剂处理根细胞,根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可判断硒酸盐的吸收是否需要消耗能量,从而进一步推测硒酸盐的吸收方式,D正确。
考点二　影响物质跨膜运输的因素和实验探究
1.影响物质跨膜运输速率的因素
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
(2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
(4)温度对物质跨膜运输的影响
2.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
(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
考向1　物质跨膜运输的影响因素的分析
1.(2026·山东青岛模拟)氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制[H]与O2的结合,使得组织细胞不能利用O2而陷入窒息。如图为研究植物根尖吸收K+的相关实验。据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)
A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+属于主动运输
B.实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关
C.实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸
D.实验乙加入氰化物后,可能是通过抑制载体蛋白的活性来减少O2的吸收量
答案:D
解析:由实验甲可知,加入KCl后,O2的消耗速率增加,说明植物根尖细胞吸收K+需要消耗能量,属于主动运输,A正确;实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关,吸收的K+减少,耗氧速率降低,B正确;氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制[H]与O2的结合,抑制有氧呼吸,则实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸,C正确;氰化物的作用机理是抑制[H]与O2的结合,影响能量供应,可能是通过抑制酶的活性实现的,而不是通过抑制载体蛋白的活性来减少O2的吸收量,D错误。
考向2　与跨膜运输有关的胁迫机制的实验分析
2.(2024·甘肃卷,2)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+逆向转运蛋白可以将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
答案:C
解析:由题图可知,细胞膜上的H+-ATP酶可将细胞内的H+运出细胞,消耗ATP,H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变,A正确;H+顺浓度梯度进入细胞,其浓度梯度形成的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;H+-ATP酶抑制剂干扰H+的转运,影响膜两侧H+浓度,进而影响Na+的运输,C错误;耐盐植株的Na+-H+逆向转运蛋白比普通植株多,以适应高盐环境,因此盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D正确。
3.(2025·河北卷,19)砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性,为探究其机制,研究者进行了相关实验。据此回答下列问题。
(1)砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量,该运输方式属于　　　　。
(2)针对砷吸收相关基因C缺失和过量表达的拟南芥,研究者检测了其根细胞中砷的含量,结果如图。由此推测,蛋白C可　　　　(填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明,砷激活的蛋白C可使F磷酸化,磷酸化的F诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白F的囊泡。由此判断,激活的蛋白C可使细胞膜上转运蛋白F的数量　　　　,造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有　　　　　　的特点。
(3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞。推测在砷胁迫下植物对磷的吸收量　　　　(填“增加”或“减少”),结合(2)和(3)的信息,分析原因:　 　 (答出2点即可)。
答案:(1)主动运输
(2)减弱　减少　一定的流动性
(3)减少　砷激活蛋白C,使细胞膜上转运蛋白F数量减少,而磷也是通过转运蛋白F进入细胞,所以磷的吸收量减少;砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,砷胁迫下,更多的转运蛋白F用于转运砷,导致磷的吸收量减少
解析:(1)物质跨膜运输时,需要载体蛋白且消耗能量的运输方式为主动运输,砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量,所以该运输方式属于主动运输。
(2)从图中可以看出,与野生型相比,C缺失突变体根细胞中砷浓度相对值较高,C过量表达植株根细胞中砷浓度相对值较低,由此推测,蛋白C可减弱根对砷的吸收。砷激活的蛋白C可使F磷酸化,磷酸化的F诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白F的囊泡,这会使细胞膜上转运蛋白F的数量减少,从而造成根对砷吸收量的改变。囊泡是由细胞膜内陷形成的,这体现了细胞膜在结构上具有一定的流动性的特点。
(3)由于砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,在砷胁迫下,砷会与磷竞争转运蛋白F,所以推测植物对磷的吸收量减少。原因一:砷激活蛋白C,使细胞膜上转运蛋白F数量减少,而磷也是通过转运蛋白F进入细胞,所以磷的吸收量减少;原因二:砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,砷胁迫下,更多的转运蛋白F用于转运砷,导致磷的吸收量减少。
1.(2026·江苏南京模拟)下列关于物质跨膜运输的说法,正确的是(　　)
A.肾小管和集合管对Na+具有主动重吸收作用
B.分布于线粒体和叶绿体内膜上的质子泵只作为H+运输的通道蛋白
C.相对分子质量小的物质或离子都以自由扩散的方式进出细胞
D.低密度脂蛋白通过转运蛋白介导的胞吞作用进入细胞且消耗能量
答案:A
解析:肾小管和集合管对Na+的重吸收主要通过钠钾泵(Na+-K+泵)进行,属于主动运输,A正确;线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上的质子泵通过主动运输将H+逆浓度梯度运输,属于载体蛋白而非通道蛋白,B错误;小分子或离子可能通过主动运输(如Na+、K+)或协助扩散(如葡萄糖进入红细胞)的方式进出细胞,并非均为自由扩散,C错误;低密度脂蛋白(LDL)通过受体介导的胞吞作用进入细胞,依赖细胞膜上的蛋白质,但不是转运蛋白,且胞吞需消耗能量,D错误。
2.(2026·广东惠州模拟)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,则下列说法错误的是(　　)
A.载体蛋白转运分子或离子的过程中会发生自身构象的改变
B.分子或离子通过通道蛋白需要与通道蛋白相应部位结合
C.借助转运蛋白顺浓度梯度进行的跨膜运输方式属于协助扩散
D.细胞膜上转运蛋白的种类和数量是膜具有选择透过性的结构基础
答案:B
解析:载体蛋白在转运物质时会发生自身构象的改变,这是其运输分子或离子的关键特征,A正确;通道蛋白形成跨膜通道,允许特定物质通过,此过程不需要与被运输物质结合,而载体蛋白需要与被运输物质结合并改变自身构象,B错误;协助扩散的特点是通过转运蛋白顺浓度梯度运输,不消耗能量,C正确;细胞膜的选择透过性由膜上转运蛋白的种类和数量决定,膜上蛋白质的种类和数量决定了细胞膜功能复杂程度,D正确。
3.小肠上皮细胞的SGLT1转运蛋白可从肠腔中逆浓度梯度吸收葡萄糖,该种吸收葡萄糖的方式是(　　)
A.自由扩散　　　　　　 B.胞吞作用
C.协助扩散 D.主动运输
答案:D
解析:自由扩散是物质顺浓度梯度运输,不需要载体蛋白和能量,而题干中明确提到“逆浓度梯度”,A不符合题意;胞吞作用通过膜包裹大分子形成囊泡进入细胞,需要能量但不需要载体蛋白,且葡萄糖为小分子物质,B不符合题意;协助扩散需载体蛋白但顺浓度梯度进行,与题干中“逆浓度梯度”不符,C不符合题意;主动运输是逆浓度梯度运输,需载体蛋白(如SGLT1)并消耗能量,符合题干中逆浓度梯度吸收葡萄糖的描述,D符合题意。
4.(2026·河北秦皇岛模拟)如图是两种跨膜运输的示意图,则下列叙述正确的是(　　)
A.水分子通过细胞膜只能是途径①
B.途径②的蛋白质为载体蛋白
C.途径①和②都不需要消耗ATP
D.图中的“脂”是脂肪
答案:C
解析:水分子通过细胞膜有两种途径,分别是①自由扩散、②协助扩散,A错误;途径②的蛋白质为通道蛋白,B错误;途径①和②均属于被动运输,都不需要消耗ATP,C正确;图中的“脂”是磷脂分子,D错误。
5.(2026·河南新乡模拟)用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是(　　)
A.胆固醇,自由扩散 B.性激素,协助扩散
C.蛋白质,主动运输 D.蛋白质,胞吞
答案:D
解析:胆固醇属于脂类物质,而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,胆固醇可经自由扩散通过细胞膜,容易进入细胞,A不符合题意;性激素的化学本质是脂质,由于细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,性激素可经自由扩散通过细胞膜进入细胞,B不符合题意;蛋白质是大分子物质,通过胞吞进入细胞,C不符合题意,D符合题意。
6.(2024·江西卷,2)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断,错误的是(　　)
方式 细胞外 相对浓度 细胞内 相对浓度 需要提 供能量 需要转 运蛋白
甲 低 高 是 是
乙 高 低 否 是
丙 高 低 是 是
丁 高 低 否 否
A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散
C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散
答案:C
解析:甲表示的运输方向为逆浓度进行,且需要消耗能量,并通过载体蛋白转运,为主动运输,A正确;乙为顺浓度梯度进行,需要转运蛋白,不需要消耗能量,为协助扩散,B正确;丙运输为顺浓度梯度,需要转运蛋白,需要消耗能量,不属于胞吞作用,C错误;丁为顺浓度梯度进行,不需要转运蛋白,也不需要能量,是自由扩散,D正确。
7.(2026·江苏徐州模拟)钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,引发血管扩张,降低心肌收缩力。下列相关叙述错误的是(　　)
A.钙通道是具有特异性的膜转运蛋白
B.该阻滞剂阻止细胞主动吸收Ca2+
C.该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差
D.含该阻滞剂的药物可以降低血压
答案:B
解析:钙通道是具有特异性的膜转运蛋白,A正确;依据题干信息,钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,所以该阻滞剂阻止细胞被动吸收Ca2+,B错误;依据题干信息,钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,Ca2+内流是通过被动运输进行的,所以该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差,C正确;阻滞剂抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,增加血液中的Ca2+含量,达到降压效果,含该阻滞剂的药物可以降低血压,D正确。
8.(2026·江西上饶模拟)受体介导的胞吞作用是一种特殊类型的胞吞作用,主要用于细胞摄取特殊的生物大分子,其过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层
B.当被吞入的物质从囊泡中释放出来后,受体可能再回到细胞膜上被重新利用
C.受体介导的胞吞作用具有专一性特点
D.若该细胞的ATP合成受阻,胞吞作用仍能正常进行
答案:D
解析:囊泡膜来自细胞膜,故其基本支架是磷脂双分子层,A正确;由于生物膜之间的联系,当被吞入的物质从囊泡中释放出来后,受体可能再回到细胞膜上被重新利用,B正确;据图分析,该过程是受体介导的胞吞,具有专一性,C正确;胞吞需要消耗能量,若该细胞的ATP合成受阻,胞吞作用不能正常进行,D错误。
9.(2026·河北衡水模拟)盐胁迫条件下,拟南芥细胞中PI转变成PI4P,解除对H+-ATP酶的抑制,增强Na+-H+逆向转运体的活性,从而清除细胞中过多的Na+,过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.H+进出细胞的方式都是主动运输
B.Na+-H+逆向转运体运输Na+的方式是协助扩散
C.增加H+-ATP酶活性能降低膜内外H+浓度差
D.盐胁迫下PI/PI4P的量显著降低,加快Na+跨膜运输
答案:D
解析:由题图可知,H+进入细胞是顺浓度梯度进行的,需要载体蛋白,属于协助扩散,H+运出细胞是逆浓度梯度进行的,需要H+-ATP酶(载体蛋白)且消耗能量,属于主动运输,A 错误;Na+-H+逆向转运体运输Na+是逆浓度梯度进行的,虽然没有直接消耗ATP,但利用了H+浓度梯度产生的势能,属于主动运输,而不是协助扩散,B错误;H+-ATP酶活性增加,会消耗更多的ATP将H+运出细胞,从而增大膜内外H+浓度差,C错误;盐胁迫条件下,PI转变成PI4P,解除对H+-ATP酶的抑制,增强Na+-H+逆向转运体的活性,所以 PI/PI4P 的量显著降低,加快Na+跨膜运输,从而清除细胞中过多的Na+,D 正确。
10.(2026·河南洛阳模拟)如图是小肠上皮细胞吸收单糖的示意图,其中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5代表载体蛋白。下列叙述错误的是(　　)
A.SGLT1运输葡萄糖依赖于膜内外Na+的浓度差
B.GLUT5运输果糖的方式为协助扩散
C.钠钾泵、SGLT1在每次转运时自身构象会发生改变
D.GLUT2可运输不同单糖,没有特异性
答案:D
解析:SGLT1 运输葡萄糖依赖Na+浓度差(Na+顺浓度进入细胞,葡萄糖逆浓度协同运输),A正确;GLUT5运输果糖是顺浓度梯度进行的,需载体蛋白,属于协助扩散,B正确;钠钾泵(主动运输)、SGLT1(协同运输和主动运输)转运时,载体蛋白构象会改变(完成物质转运),C正确;GLUT2可运输不同单糖,但载体蛋白仍具有特异性(只能识别特定单糖结构),D错误。
11.植物应对盐碱胁迫主要有“Na+外排”和“Na+区室化”两种策略:前者依靠细胞膜上的SOS1蛋白(Na+/H+反向转运体)将Na+排出细胞,此过程依赖细胞膜上的P型H+-ATP酶建立的跨膜H+梯度;后者依靠液泡膜上的NHX1蛋白(Na+/H+反向转运体)将Na+运入液泡储存,此过程依赖液泡膜上的V型H+-ATP酶建立的跨膜H+梯度。某团队以拟南芥为材料,获得CBL4基因敲除突变株(cbl4-)和CIPK24基因过表达株(cipk24+),并在盐碱胁迫(ST)下测定了野生型(WT)、cbl4-和cipk24+的部分生理指标如表所示。研究发现,盐碱胁迫会引起细胞质基质Ca2+浓度升高,并且这种Ca2+信号可能通过某种蛋白复合物(主要由CBL4与CIPK24组成)调控SOS1与NHX1的活性,以应对盐碱胁迫,但是否存在其他途径尚不清楚。回答下列问题。
ST组
WT cbl4- cipk24+
细胞质基质Na+ 浓度相对值 ++ +
细胞液Na+浓 度相对值 ++ +++
植株存活 率相对值 ++ + +++
注:“+”越多,表示相对值越大。
(1)从物质运输方式分析,SOS1与NHX1转运Na+的方式均为　　　　　,判断依据是　 　 。
(2)结合以上信息推测,表中cbl4-的细胞质基质Na+浓度相对值　　　　　(填“高于”“低于”或“等于”)WT,液泡Na+浓度相对值　　　　　(填“高于”“低于”或“等于”)WT。据此分析cbl4-在ST下存活率显著降低的直接原因可能是　 　 。
(3)已知抑制V型H+-ATP酶活性会显著降低NHX1的转运效率,但对SOS1的转运效率无显著影响。从动力来源角度解释该现象: 　 。
(4)进一步研究发现,盐碱胁迫下,植物细胞质基质内Ca2+浓度升高仅通过激活CBL4-CIPK24复合物调控SOS1和NHX1活性。请利用题干中所给材料设计实验验证该结论(简要写出实验思路、预期结果)。
答案:(1)主动运输　两种转运方式均需要借助转运蛋白,且依赖H+顺浓度梯度的电化学势能
(2)高于　低于　细胞质基质中的Na+浓度过高,离子浓度平衡被破坏,渗透胁迫加剧(合理即可)
(3)NHX1转运Na+的动力来自液泡膜内外的H+电化学梯度,由液泡膜上的V型H+-ATP酶负责维持;SOS1转运Na+的动力来自细胞膜内外的H+电化学梯度,由细胞膜上的P型H+-ATP酶负责维持,与V型H+-ATP酶无直接关系(合理即可)
(4)实验思路:分别取生长状况相似且良好的野生型拟南芥和cbl4-突变株若干,在正常环境中培养一段时间,测定各组植株细胞质基质内Ca2+浓度、SOS1和NHX1的活性。然后将两组植株分别进行相同程度的盐碱胁迫处理,一段时间后测定各组植株细胞质基质内Ca+浓度、SOS1和NHX1的活性。预期结果:在正常环境中培养时,野生型和cbl4-突变株的细胞质基质中Ca2+浓度及SOS1、NHX1活性均较低,进行盐碱胁迫处理后,野生型细胞质基质中Ca2+浓度升高,SOS1和NHX1活性显著增强,而cbl4-突变株细胞质基质中Ca2+浓度同样升高,但SOS1和NHX1活性无明显变化。(合理即可)
解析:(1)主动运输的特征是逆浓度梯度、依赖载体、需要能量,SOS1和NHX1转运Na+时,需借助转运蛋白,且依赖H+顺浓度梯度的电化学势能,符合主动运输的特点。
(2)结合题干信息可知,盐碱胁迫会引起细胞质基质Ca2+浓度升高,这种Ca2+信号可能通过主要由CBL4与CIPK24组成的蛋白复合物调控SOS1与NHX1的活性,进而引起细胞质基质中的Na+进入液泡和排出细胞。分析表格数据可知,盐碱胁迫下cbl4-突变株存活率低于野生型,推测是因为cbl4-突变株缺少CBL4,Ca2+信号途径受阻,其细胞质基质中的Na+不能有效转入液泡和排出细胞,因此cbl4-突变株的细胞质基质Na+浓度高于WT,液泡Na+浓度低于WT。推测cbl4-突变株在ST下存活率显著降低的直接原因可能是细胞质基质中的Na+浓度过高,离子浓度平衡被破坏,渗透胁迫加剧。
(3)由题意可知,V型H+-ATP酶维持液泡内高H+浓度,为NHX1转运Na+供能;P型H+-ATP酶维持细胞膜内外H+浓度差,为SOS1转运Na+供能,因此抑制V型H+-ATP酶的活性会影响NHX1的动力来源,对SOS1的动力供应无显著影响,因此二者转运效率受影响不同。
(4)研究发现结论的核心是Ca2+浓度升高后对SOS1与NHX1活性的调控仅通过CBL4-CIPK24复合物,再结合要求“利用题干中所给材料”可知实验设计需设置“有无CBL4”的对照,以及“有无盐碱胁迫”的对照;因变量需检测Ca2+浓度和转运体SOS1和NHX1的活性,以确认调控效果。预期结果须体现Ca2+浓度升高后,仅野生型的SOS1和NHX1活性增强,从而验证结论。(共28张PPT)
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1.(2026·江苏南京模拟)下列关于物质跨膜运输的说法,正确的是(　　)
A.肾小管和集合管对Na+具有主动重吸收作用
B.分布于线粒体和叶绿体内膜上的质子泵只作为H+运输的通道蛋白
C.相对分子质量小的物质或离子都以自由扩散的方式进出细胞
D.低密度脂蛋白通过转运蛋白介导的胞吞作用进入细胞且消耗能量
A
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解析:肾小管和集合管对Na+的重吸收主要通过钠钾泵(Na+-K+泵)进行,属于主动运输,A正确;线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上的质子泵通过主动运输将H+逆浓度梯度运输,属于载体蛋白而非通道蛋白,B错误;小分子或离子可能通过主动运输(如Na+、K+)或协助扩散(如葡萄糖进入红细胞)的方式进出细胞,并非均为自由扩散,C错误;低密度脂蛋白(LDL)通过受体介导的胞吞作用进入细胞,依赖细胞膜上的蛋白质,但不是转运蛋白,且胞吞需消耗能量,D错误。
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2.(2026·广东惠州模拟)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,则下列说法错误的是(　　)
A.载体蛋白转运分子或离子的过程中会发生自身构象的改变
B.分子或离子通过通道蛋白需要与通道蛋白相应部位结合
C.借助转运蛋白顺浓度梯度进行的跨膜运输方式属于协助扩散
D.细胞膜上转运蛋白的种类和数量是膜具有选择透过性的结构基础
B
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解析:载体蛋白在转运物质时会发生自身构象的改变,这是其运输分子或离子的关键特征,A正确;通道蛋白形成跨膜通道,允许特定物质通过,此过程不需要与被运输物质结合,而载体蛋白需要与被运输物质结合并改变自身构象,B错误;协助扩散的特点是通过转运蛋白顺浓度梯度运输,不消耗能量,C正确;细胞膜的选择透过性由膜上转运蛋白的种类和数量决定,膜上蛋白质的种类和数量决定了细胞膜功能复杂程度,D正确。
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3.小肠上皮细胞的SGLT1转运蛋白可从肠腔中逆浓度梯度吸收葡萄糖,该种吸收葡萄糖的方式是(　　)
A.自由扩散　　　　　　 B.胞吞作用
C.协助扩散 D.主动运输
D
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解析:自由扩散是物质顺浓度梯度运输,不需要载体蛋白和能量,而题干中明确提到“逆浓度梯度”,A不符合题意;胞吞作用通过膜包裹大分子形成囊泡进入细胞,需要能量但不需要载体蛋白,且葡萄糖为小分子物质,B不符合题意;协助扩散需载体蛋白但顺浓度梯度进行,与题干中“逆浓度梯度”不符,C不符合题意;主动运输是逆浓度梯度运输,需载体蛋白(如SGLT1)并消耗能量,符合题干中逆浓度梯度吸收葡萄糖的描述,D符合题意。
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4.(2026·河北秦皇岛模拟)如图是两种跨膜运输的示意图,则下列叙述正确的是(　　)
A.水分子通过细胞膜只能是途径①
B.途径②的蛋白质为载体蛋白
C.途径①和②都不需要消耗ATP
D.图中的“脂”是脂肪
解析:水分子通过细胞膜有两种途径,分别是①自由扩散、②协助扩散,A错误;途径②的蛋白质为通道蛋白,B错误;途径①和②均属于被动运输,都不需要消耗ATP,C正确;图中的“脂”是磷脂分子,D错误。
C
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5.(2026·河南新乡模拟)用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是(　　)
A.胆固醇,自由扩散 B.性激素,协助扩散
C.蛋白质,主动运输 D.蛋白质,胞吞
D
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解析:胆固醇属于脂类物质,而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,胆固醇可经自由扩散通过细胞膜,容易进入细胞,A不符合题意;性激素的化学本质是脂质,由于细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,性激素可经自由扩散通过细胞膜进入细胞,B不符合题意;蛋白质是大分子物质,通过胞吞进入细胞,C不符合题意,D符合题意。
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6.(2024·江西卷,2)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断,错误的是(　　)
A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散
C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散
方式 细胞外相对浓度 细胞内相对浓度 需要提供能量 需要转运蛋白
甲 低 高 是 是
乙 高 低 否 是
丙 高 低 是 是
丁 高 低 否 否
C
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解析:甲表示的运输方向为逆浓度进行,且需要消耗能量,并通过载体蛋白转运,为主动运输,A正确;乙为顺浓度梯度进行,需要转运蛋白,不需要消耗能量,为协助扩散,B正确;丙运输为顺浓度梯度,需要转运蛋白,需要消耗能量,不属于胞吞作用,C错误;丁为顺浓度梯度进行,不需要转运蛋白,也不需要能量,是自由扩散,D正确。
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7.(2026·江苏徐州模拟)钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,引发血管扩张,降低心肌收缩力。下列相关叙述错误的是(　　)
A.钙通道是具有特异性的膜转运蛋白
B.该阻滞剂阻止细胞主动吸收Ca2+
C.该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差
D.含该阻滞剂的药物可以降低血压
B
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解析:钙通道是具有特异性的膜转运蛋白,A正确;依据题干信息,钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,所以该阻滞剂阻止细胞被动吸收Ca2+,B错误;依据题干信息,钙通道阻滞剂可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,Ca2+内流是通过被动运输进行的,所以该阻滞剂加大了细胞内外Ca2+浓度差,C正确;阻滞剂抑制血管平滑肌和心肌细胞的Ca2+内流,增加血液中的Ca2+含量,达到降压效果,含该阻滞剂的药物可以降低血压,D正确。
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8.(2026·江西上饶模拟)受体介导的胞吞作用是一种特殊类型的胞吞作用,主要用于细胞摄取特殊的生物大分子,其过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层
B.当被吞入的物质从囊泡中释放出来后,
受体可能再回到细胞膜上被重新利用
C.受体介导的胞吞作用具有专一性特点
D.若该细胞的ATP合成受阻,胞吞作用仍能正常进行
D
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解析:囊泡膜来自细胞膜,故其基本支架是磷脂双分子层,A正确;由于生物膜之间的联系,当被吞入的物质从囊泡中释放出来后,受体可能再回到细胞膜上被重新利用,B正确;据图分析,该过程是受体介导的胞吞,具有专一性,C正确;胞吞需要消耗能量,若该细胞的ATP合成受阻,胞吞作用不能正常进行,D错误。
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9.(2026·河北衡水模拟)盐胁迫条件下,拟南芥细胞中PI转变成PI4P,解除对H+-ATP酶的抑制,增强Na+-H+逆向转运体的活性,从而清除细胞中过多的Na+,过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.H+进出细胞的方式都是主动运输
B.Na+-H+逆向转运体运输Na+的方式是协助扩散
C.增加H+-ATP酶活性能降低膜内外H+浓度差
D.盐胁迫下PI/PI4P的量显著降低,加快Na+跨膜运输
D
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解析:由题图可知,H+进入细胞是顺浓度梯度进行的,需要载体蛋白,属于协助扩散,H+运出细胞是逆浓度梯度进行的,需要H+-ATP酶(载体蛋白)且消耗能量,属于主动运输,A 错误;Na+-H+逆向转运体运输Na+是逆浓度梯度进行的,虽然没有直接消耗ATP,但利用了H+浓度梯度产生的势能,属于主动运输,而不是协助扩散,B错误;H+-ATP酶活性增加,会消耗更多的ATP将H+运出细胞,从而增大膜内外H+浓度差,C错误;盐胁迫条件下,PI转变成PI4P,解除对H+-ATP酶的抑制,增强Na+-H+逆向转运体的活性,所以 PI/PI4P 的量显著降低,加快Na+跨膜
运输,从而清除细胞中过多的Na+,D 正确。
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10.(2026·河南洛阳模拟)如图是小肠上皮细胞吸收单糖的示意图,其中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5代表载体蛋白。下列叙述错误的是(　　)
A.SGLT1运输葡萄糖依赖于膜内外Na+的浓度差
B.GLUT5运输果糖的方式为协助扩散
C.钠钾泵、SGLT1在每次转运时自身构象会发生改变
D.GLUT2可运输不同单糖,没有特异性
D
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解析:SGLT1 运输葡萄糖依赖Na+浓度差(Na+顺浓度进入细胞,葡萄糖逆浓度协同运输),A正确;GLUT5运输果糖是顺浓度梯度进行的,需载体蛋白,属于协助扩散,B正确;钠钾泵(主动运输)、SGLT1(协同运输和主动运输)转运时,载体蛋白构象会改变(完成物质转运),C正确;GLUT2可运输不同单糖,但载体蛋白仍具有特异性(只能识别特定单糖结构),D错误。
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11.植物应对盐碱胁迫主要有“Na+外排”和“Na+区室化”两种策略:前者依靠细胞膜上的SOS1蛋白(Na+/H+反向转运体)将Na+排出细胞,此过程依赖细胞膜上的P型H+-ATP酶建立的跨膜H+梯度;后者依靠液泡膜上的NHX1蛋白(Na+/H+反向转运体)将Na+运入液泡储存,此过程依赖液泡膜上的V型H+-ATP酶建立的跨膜H+梯度。某团队以拟南芥为材料,获得CBL4基因敲除突变株(cbl4-)和CIPK24基因过表达株(cipk24+),并在盐碱胁迫(ST)下测定了野生型(WT)、cbl4-和cipk24+的部分生理指标如表所示。研究发现,盐碱胁迫会引起细胞质基质Ca2+浓度升高,并且这种Ca2+信号可能通过某种蛋白复合物(主要由CBL4与CIPK24组成)调控SOS1与NHX1的活性,以应对盐碱胁迫,但是否存在其他途径尚不清楚。回答下列问题。
ST组
WT cbl4- cipk24+
细胞质基质Na+浓度相对值 ++ +
细胞液Na+浓度相对值 ++ +++
植株存活率相对值 ++ + +++
注:“+”越多,表示相对值越大。
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(1)从物质运输方式分析,SOS1与NHX1转运Na+的方式均为　　　　　,判断依据是__________________________________________________
　 　 。
解析:主动运输的特征是逆浓度梯度、依赖载体、需要能量,SOS1和NHX1转运Na+时,需借助转运蛋白,且依赖H+顺浓度梯度的电化学势能,符合主动运输的特点。
主动运输
两种转运方式均需要借助转运蛋白,且依赖H+顺浓度梯度的电化学势能
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(2)结合以上信息推测,表中cbl4-的细胞质基质Na+浓度相对值　　　(填“高于”“低于”或“等于”)WT,液泡Na+浓度相对值　　　(填“高于”“低于”或“等于”)WT。据此分析cbl4-在ST下存活率显著降低的直接原因可能是________________________________________________________
　 　 。
高于
低于
细胞质基质中的Na+浓度过高,离子浓度平衡被破坏,渗透胁迫加剧(合理即可)
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解析:结合题干信息可知,盐碱胁迫会引起细胞质基质Ca2+浓度升高,这种Ca2+信号可能通过主要由CBL4与CIPK24组成的蛋白复合物调控SOS1与NHX1的活性,进而引起细胞质基质中的Na+进入液泡和排出细胞。分析表格数据可知,盐碱胁迫下cbl4-突变株存活率低于野生型,推测是因为cbl4-突变株缺少CBL4,Ca2+信号途径受阻,其细胞质基质中的Na+不能有效转入液泡和排出细胞,因此cbl4-突变株的细胞质基质Na+浓度高于WT,液泡Na+浓度低于WT。推测cbl4-突变株在ST下存活率显著降低的直接原因可能是细胞质基质中的Na+浓度过高,离子浓度平衡被破坏,渗透胁迫加剧。
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(3)已知抑制V型H+-ATP酶活性会显著降低NHX1的转运效率,但对SOS1的转运效率无显著影响。从动力来源角度解释该现象:
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__________________。
NHX1转运Na+的动力来自液泡膜内外的H+电化学梯度,由液泡膜上的V型H+-ATP酶负责维持;SOS1转运Na+的动力来自细胞膜内外的H+电化学梯度,由细胞膜上的P型H+-ATP酶负责维持,与V型H+-ATP酶无直接关系(合理即可)
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解析:由题意可知,V型H+-ATP酶维持液泡内高H+浓度,为NHX1转运Na+供能;P型H+-ATP酶维持细胞膜内外H+浓度差,为SOS1转运Na+供能,因此抑制V型H+-ATP酶的活性会影响NHX1的动力来源,对SOS1的动力供应无显著影响,因此二者转运效率受影响不同。
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(4)进一步研究发现,盐碱胁迫下,植物细胞质基质内Ca2+浓度升高仅通过激活CBL4-CIPK24复合物调控SOS1和NHX1活性。请利用题干中所给材料设计实验验证该结论(简要写出实验思路、预期结果)。
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答案:实验思路:分别取生长状况相似且良好的野生型拟南芥和cbl4-突变株若干,在正常环境中培养一段时间,测定各组植株细胞质基质内Ca2+浓度、SOS1和NHX1的活性。然后将两组植株分别进行相同程度的盐碱胁迫处理,一段时间后测定各组植株细胞质基质内Ca+浓度、SOS1和NHX1的活性。预期结果:在正常环境中培养时,野生型和cbl4-突变株的细胞质基质中Ca2+浓度及SOS1、NHX1活性均较低,进行盐碱胁迫处理后,野生型细胞质基质中Ca2+浓度升高,SOS1和NHX1活性显著增强,而cbl4-突变株细胞质基质中Ca2+浓度同样升高,但SOS1和NHX1活性无明显变化。(合理即可)
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解析:研究发现结论的核心是Ca2+浓度升高后对SOS1与NHX1活性的调控仅通过CBL4-CIPK24复合物,再结合要求“利用题干中所给材料”可知实验设计需设置“有无CBL4”的对照,以及“有无盐碱胁迫”的对照;因变量需检测Ca2+浓度和转运体SOS1和NHX1的活性,以确认调控效果。预期结果须体现Ca2+浓度升高后,仅野生型的SOS1和NHX1活性增强,从而验证结论。

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