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第8讲　物质进出细胞的方式
【课标要求】 1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
考点1　被动运输与主动运输
考 点 剖 析
知识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__的跨膜运输方式。
2．形式：__自由扩散__(简单扩散)和__协助扩散__(易化扩散)。
形式 自由扩散 协助扩散
图示 方式__甲__ 方式__乙__
运输 方向 __高浓度__一侧→__低浓度__一侧(顺浓度梯度)
概念 物质通过__简单的扩散__作用进出细胞的方式 借助膜上的__转运蛋白__进出细胞的物质扩散方式
条件 不需要__转运蛋白__，不消耗细胞内化学反应产生的能量 需要__转运蛋白__，不消耗细胞内化学反应产生的能量
举例 O2和CO2等气体；水(少数情况)；苯、乙醇等 葡萄糖、氨基酸的顺浓度梯度跨膜运输；水通过__水通道蛋白__的运输
注：转运蛋白可能是载体蛋白或通道蛋白。要注意区分载体蛋白与受体蛋白，但有时同一蛋白质既是载体蛋白，又是受体蛋白。
3．通道蛋白与载体蛋白的异同
注：①通道蛋白转运速率与物质浓度呈正相关，比载体蛋白介导的转运速率更快。②通道蛋白运输物质时自身构象不改变，但是通道蛋白在“开”与“关”之间切换时蛋白质的空间构象是会改变的。
知识2　主动运输
1．物质运输方向：__逆浓度__梯度，即从低浓度一侧→高浓度一侧。
注：图中膜蛋白的功能有：__运输物质__、__催化功能__。
2．条件：需要细胞膜上相应__载体蛋白__的协助；消耗细胞内化学反应所释放的__能量__。
3．实例：K＋、Ca2+、Na＋等__离子__通过细胞膜；小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等分子；肾小管上皮细胞对葡萄糖、氨基酸和离子等的重吸收。
4．意义：保证了活细胞和个体生命活动的需要，主动选择吸收__所需要的物质__，排出__代谢废物和对细胞有害__的物质。
注：被动运输后，最终膜两侧的浓度是可以达到平衡的；而主动运输却是维持膜两侧浓度梯度，如钠钾泵可以维持正常动物细胞膜外Na＋多、膜内K＋多的情况。
转运蛋白
参与物质跨膜运输的转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白。载体蛋白既可以介导主动运输，又可以介导协助扩散，通道蛋白一般介导协助扩散。通道蛋白有离子通道蛋白和水通道蛋白等。
(1)离子通道和钠钾泵
生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输(顺离子浓度梯度)和主动运输(逆离子浓度梯度)两种方式。被动运输的通道称为离子通道，主动运输的离子载体称为离子泵。如下图所示：
上图中，Na＋和K＋各行其道，且只有通道开放时，离子才能顺浓度梯度流动，该过程不消耗能量，属于协助扩散(如图中K＋通过K＋通道外流，Na＋因Na＋通道未开放而不能内流)。
钠钾泵能逆浓度梯度转运Na＋和K＋，转运方向相反，且钠钾泵同时具有ATP水解酶的作用，催化ATP水解并释放能量，为Na＋和K＋主动运输供能(如Na＋运出神经细胞，K＋进入神经细胞)，同时伴随着载体蛋白磷酸化和去磷酸化的转换。
(2)单一运输载体、同向协同运输载体和反向协同运输载体
下图中钠钾泵、GLUT2、GLUT5、SGLT1分别代表载体(转运蛋白)，其中GLUT5属于单一运输载体，只能专一性运载果糖。钠钾泵、SGLT1能运输两种物质，属于协同运输载体，其中SGLT1属于同向协同运输载体，钠钾泵属于反向协同运输载体。
(3)质子泵、钙泵和光驱动泵等
生物膜上的离子泵是一类至关重要的膜蛋白，它们利用能量逆浓度梯度主动转运离子，对维持细胞的生命活动至关重要。
①质子泵：主要负责跨膜转运质子(H＋)，建立并维持细胞内外或细胞器内外的质子梯度，如植物细胞膜上的H＋–ATP酶，也有存在于液泡、溶酶体等膜上的，它们通常利用ATP水解供能，能保持细胞质基质内的中性pH和细胞器(液泡、溶酶体)内的酸性环境；而线粒体和叶绿体中的ATP合酶较为特殊，它通常反向利用质子动力势来合成ATP，但在特定情况下也能发挥质子泵的功能。质子梯度不仅是细胞内酸化细胞器功能所必需，更是构成了驱动间接利用ATP的主动运输的质子动力势。
②钙泵：专一性底物是Ca2+，常见分布于内质网和细胞膜。它们通过消耗ATP，将胞质中浓度极低的Ca2+主动泵入内质网腔或泵出细胞外，从而维持胞质内低钙的状态。这种精确的钙离子调控是细胞信号转导的核心基础，因为Ca2+作为重要的第二信使，参与调控肌肉收缩、神经递质释放、基因表达等多种生理过程。
③光驱动泵：是一类直接利用光能而非化学能(ATP释放)进行离子转运的泵蛋白，是微生物能量获取的一种独特方式。该蛋白吸收光子后可发生异构化，将H＋从细胞内泵到细胞外，直接建立跨膜的质子梯度，用于驱动ATP的合成。
综上所述，这三类离子泵虽然驱动方式和转运离子各异，但共同构成了生物能量转换和离子稳态调控网络的基石，是生命活动不可或缺的执行者。
思辨小练
判断下列说法的正误：
(1)转运蛋白的种类和数量以及空间结构的变化对许多物质跨膜运输起决定性作用。(　√　)
(2)在细胞膜上运输水分子的蛋白质有载体蛋白和通道蛋白。(　×　)
提示：细胞膜上运输水分子的蛋白质是通道蛋白。
(3)葡萄糖进入红细胞和水分子的跨膜运输方式都是协助扩散。(　×　)
(4)载体蛋白与被运输物质结合有特异性，通道蛋白运输物质没有特异性。(　×　)
(5)同种物质进出同一细胞的方式一定相同。(　×　)
(6)葡萄糖进入细胞的跨膜运输方式都是协助扩散。(　×　)
提示：葡萄糖进入红细胞为协助扩散，进入小肠绒毛上皮细胞及被肾小管细胞重吸收都是主动运输。
(7)主动运输的能量都来自ATP水解所释放的转移势能。(　×　)
(8)CO2和O2通过气孔的运输方式是自由扩散。(　×　)
(9)耗能的物质运输不一定是主动运输。(　√　)
典 题 精 析
考向1　被动运输
(多选)(2025·江苏卷)研究小组开展了Cl－胁迫下，添加脱落酸(ABA)对植物根系应激反应的实验，机理如图所示。下列相关叙述错误的有(　ABC　)
A．Cl－通过自由扩散进入植物细胞
B．转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C．ABA进入细胞核促进相关基因的表达
D．细胞膜发挥了物质运输、信息交流的功能
解析：由图可知，Cl－借助转运蛋白甲顺浓度梯度进入细胞，属于协助扩散，A错误；转运蛋白甲是载体蛋白，转运蛋白乙是通道蛋白，两者的结构和功能不同，B错误；由图可知，ABA与细胞膜上的受体结合，通过信号转导促进细胞核相关基因的表达，ABA没有进入细胞核，C错误；细胞膜跨膜运输Cl－及接受ABA的信息，发挥了物质运输、信息交流的功能，D正确。
考向2　主动运输
(2026·南通期初)如图所示为蔗糖分子从韧皮部细胞运输至伴胞的过程。相关叙述正确的是(　D　)
A．图示细胞膜上载体种类的差异与胞内基因不同有关
B．蔗糖载体转运蔗糖时，肽键断裂导致构象改变
C．蔗糖与H＋经协助扩散进入伴胞，不消耗ATP
D．环境温度的变化可影响伴胞对蔗糖的吸收速率
解析：图中韧皮部细胞和伴胞由同一个受精卵经分裂分化而来，胞内基因相同，细胞膜上载体种类的差异是由于基因的选择性表达，A错误；蔗糖载体转运蔗糖时，是通过构象改变实现的，载体蛋白的肽键并未断裂，B错误；蔗糖与H＋经同向转运体进入伴胞，此过程依赖H＋的浓度梯度，而H＋的浓度梯度是由H＋–ATP酶消耗ATP维持的，此过程间接消耗ATP，属于主动运输，C错误；环境温度会影响H＋–ATP酶的活性以及细胞膜的流动性，进而影响伴胞对蔗糖的吸收速率，D正确。
(2026·如东期初)研究表明，某些转运蛋白利用离子梯度(如钠离子电化学梯度)驱动溶质的逆浓度梯度运输，同时依赖膜脂质的特性(如磷脂双分子层的流动性)调节自身构象以适应环境变化。下列有关叙述正确的是(　D　)
A．这种溶质运输方式属于被动运输
B．此过程溶质运输方向与离子运输方向相反
C．膜脂质的流动性越强，转运蛋白的运输效率就一定越高
D．特定脂质与转运蛋白的结合可能通过改变其空间构象增强运输效率
解析：被动运输为顺浓度梯度运输，而题干中溶质逆浓度梯度运输，属于主动运输(次级主动运输)，A错误；协同运输中溶质与离子方向可能相同(同向)或相反(反向)，题干未明确方向关系，B错误；膜脂质流动性过强可能破坏转运蛋白稳定性，并非流动性越强运输效率越高，C错误；特定脂质(如适度的胆固醇)与转运蛋白结合可调节其构象，增强运输效率，D正确。
考向3　被动运输与主动运输综合
(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(　B　)
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
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，B正确；转运蛋白W只转运组胺和组氨酸，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。
考点2　胞吞与胞吐、影响物质运输的因素
考 点 剖 析
知识1　胞吞和胞吐
1．胞吞和胞吐的过程
运输方式 胞吞 胞吐
图示
过程 大分子与膜上的__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。然后其从细胞膜上分离下来，形成__囊泡__，进入细胞内部的现象 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，并与之融合，将大分子排出细胞的现象
实例 ①变形虫摄取有机物； ②巨噬细胞吞噬抗原 ①一些激素、消化酶的分泌； ②浆细胞分泌__抗体__； ③大多数神经递质的释放
原理 膜的__流动性__
2．在物质运输的过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们需要消耗细胞呼吸所释放的__能量__，需膜上__蛋白质__参与且一般依赖细胞骨架。
? 解 疑 释 惑
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
知识2　影响物质跨膜运输的因素
1．物质浓度差对跨膜运输的影响
自由扩散 协助扩散
注：主动运输逆浓度梯度进行，不受被运输物质浓度差的影响。
2．氧气含量(能量、ATP量)对物质跨膜运输的影响
氧气含量通过影响__细胞呼吸__进而直接或间接影响主动运输的速率。
自由扩散或协助扩散或哺乳
动物成熟红细胞的主动运输
主动运输
3．温度也会通过影响膜分子的运动(如载体蛋白运输时构象改变)、膜的流动性、ATP合酶活性等，进而影响被动运输、主动运输和胞吞、胞吐的速率。
思辨小练
1．判断下列说法的正误：
(1)以胞吐、胞吐方式进出细胞的都是生物大分子或颗粒物。(　×　)
提示：一些小分子如神经递质是通过胞吐释放的。
(2)巨噬细胞吞噬病原体不需要消耗能量，也不需要转运蛋白的协助。(　×　)
(3)胞吞或胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜的磷脂双分子层的流动性。(　√　)
(4)低温使蛋白质活性降低，因此只影响协助扩散和主动运输。(　×　)
(5)主动运输不一定直接消耗细胞呼吸产生的ATP。(　√　)
(6)果脯腌制时慢慢变甜，是细胞主动运输和吸收糖分的结果。(　×　)
(7)通道蛋白介导的协助扩散速度一般比载体蛋白介导的协助扩散速度快。(　√　)
2．新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？需要消耗能量吗？
提示：新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。需消耗能量。
典 题 精 析
考向1　胞吞和胞吐
血液中的胆固醇通常以低密度脂蛋白(LDL)的形式存在，LDL与细胞膜上的受体结合后，内陷进入细胞。下列叙述错误的是(　C　)
A．LDL受体的化学本质是蛋白质
B．LDL进入细胞的过程与ATP密切相关
C．该过程体现了细胞膜具有选择透过性
D．受体缺陷会导致血液中胆固醇浓度变高，易引发高血脂
解析：蛋白质是生命活动的主要承担者，LDL受体的化学本质是蛋白质，A正确；LDL与细胞膜上的LDL受体结合，以胞吞的方式进入细胞，形成小囊泡，体现了生物膜的流动性特点，胞吞过程需要消耗能量，该过程与ATP密切相关，B正确，C错误；血液中的胆固醇通常以LDL的形式存在，LDL与细胞膜上的受体结合后，内陷进入细胞，受体缺陷会导致血液中胆固醇浓度变高，易引发高血脂，D正确。
考向2　影响物质运输的因素
(2025·浙江6月卷)人体细胞通过消耗 ATP 维持膜两侧Na＋浓度梯度，细胞膜上的Na＋–氨基酸共转运体能利用Na＋浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，如图所示，下列叙述正确的是(　D　)
A．Na＋–氨基酸共转运体运输物质不具有特异性
B．氨基酸依赖转运体进入细胞的过程属于被动运输
C．使用细胞呼吸抑制剂不会影响氨基酸的运输速率
D．适当增加膜两侧Na＋的浓度差能加快氨基酸的运输
解析：Na＋–氨基酸共转运体运输物质具有特异性，A错误；氨基酸依赖转运体进入细胞是逆浓度梯度的过程，属于主动运输，B错误；人体细胞通过消耗呼吸作用产生的ATP维持膜两侧Na＋浓度梯度，利用Na＋浓度梯度驱动氨基酸逆浓度进入细胞，因此使用细胞呼吸抑制剂会影响氨基酸的运输速率，C错误；适当增加膜两侧Na＋的浓度差会提高Na＋的运输速率，同时也能加快氨基酸的运输，D正确。
(2024·甘肃卷)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(　C　)
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ATP提供的转移势能，ATP脱掉的磷酸基团使H＋–ATP酶发生磷酸化，空间构象改变，A正确；H＋顺浓度梯度进入细胞的电化学势能是驱动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，影响膜两侧H＋浓度，进而对Na＋的运输起到抑制作用，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，推测盐胁迫下Na＋–H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高，D正确。
情境剖析1　膜的信息交流、物质运输等功能
[引导拆解新情境，提高审答和解题能力]
材料1
胞间连丝是两个相邻植物细胞进行物质运输和信息交流的重要通道。植物叶肉细胞光合作用产生的蔗糖会依次通过方式①、方式②进入筛管—伴胞复合体(SE–CC)(见图1)，再由筛管运输至植物体其他器官。图2中的结构甲由细胞某结构转变而来，贯穿胞间连丝。
图1
图2
(1)胞间连丝根据其形成方式可分为初生胞间连丝和次生胞间连丝，其中初生胞间连丝是在新的细胞壁产生时形成的，推测初生胞间连丝最可能形成于细胞分裂的__末__期。
(2)研究发现叶片中部分SE–CC与周围韧皮薄壁细胞间也存在胞间连丝，推测除②途径外，叶肉细胞中的蔗糖等物质还可直接通过胞间连丝顺利进入SE–CC，支持上述推测的实验结果有__AB__。
A．用蔗糖跨膜运输抑制剂处理14CO2标记的叶片，SE–CC中检测到大量放射性蔗糖
B．将不能通过细胞膜的荧光物质注入叶肉细胞，在SE–CC中检测到荧光
C．与正常植株相比，SU载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖
D．叶片吸收14CO2后，放射性蔗糖很快出现于SE–CC附近的细胞外空间
(3)有研究显示图2中的甲结构可能与脂质代谢和细胞间脂质运输有关，推测该结构最可能来自__内质网__。这一结构体现了膜在结构上具有__流动__性。
材料2
细胞中的蛋白质可以分为两类：一类不与生物膜以及各通道联系，称为胞质蛋白。另一类蛋白质依靠其含有的一段或几段特殊的信号序列——信号肽，引导蛋白质定向转移到细胞的特定部位，如运至叶绿体、线粒体，分泌到细胞外等。与信号肽结合的SRP(信号识别颗粒)可以识别、结合内质网膜上的SRP受体，并介导核糖体附着于内质网膜上。在信号肽的引导下，合成中的肽链通过由核糖体和内质网上某种蛋白共同形成的通道，穿膜进入内质网网腔，继续进行后续蛋白质的合成和加工。在这一过程中，信号肽可被切割去除。
(1)信号肽需借助__信号识别颗粒(SRP)__和__信号识别受体(SRP受体)__转移至内质网上。
(2)信号肽被视为蛋白质分选的初始信号，但最终形成的蛋白质并不包含信号肽，原因是__信号肽被切除__，该过程中断裂的化学键是__肽键__。
(3)线粒体中部分蛋白质由核基因控制合成，其合成和运输过程如下图。
图中前体蛋白信号序列与受体识别的过程__不能__(填“能”或“不能”)体现生物膜之间的信息交流，依据是__前体蛋白质是大分子化合物，不具有生物膜结构__。据图分析，前体蛋白进入线粒体时，空间结构__发生__(填“发生”或“未发生”)改变，原因是__前体蛋白进行跨膜运输之前需要变得伸展松散，有利于跨膜运输__。
(4)人体细胞中可溶性蛋白的信号肽不存在SRP识别系统，而是通过其他转运途径进入__细胞核、线粒体__(写出2个)等双层膜的细胞结构中。
(5)蛋白质的去向不同，这取决于多肽链上__是否含有信号序列、信号序列的差异__。
材料3
细胞可以通过回收机制使细胞器的驻留蛋白质返回到正常驻留部位。例如，驻留内质网的可溶性蛋白一端有KDEL序列，若该蛋白进入转运膜泡，就会逃逸到高尔基体，此时高尔基体上的KDEL受体会识别并结合KDEL序列，使它们回收至内质网，其机制如图所示。
(1)图中能够形成囊泡的结构有__内质网、高尔基体__，囊泡并不是随意漂浮在细胞质基质中，是在__细胞骨架__上完成运输的。
(2)经内质网初步加工后，出芽形成__COPⅡ__(填“COPⅠ”或“COPⅡ”)具膜小泡，转运至高尔基体进行进一步
加工和分拣，整个过程需要__线粒体__供能。
(3)图示过程能识别并结合KDEL信号序列的受体可存在于__高尔基体(的顺面膜)，转运膜泡COPⅠ、COPⅡ__(至少答2个)。
(4)KDEL与其受体的结合能力随pH升高而减弱，据此推测，__低__(填“高”或“低”)pH能促进KDEL序列与受体蛋白的结合。
(5)分泌蛋白上__不存在__(填“存在”或“不存在”)KDEL序列，主要依靠__COPⅡ__(填“COPⅠ”或“COPⅡ”)膜泡进行运输。
? 深 度 指 津
(1)信息交流三要素
①信号分子：传递信息的物质，如激素、神经递质、细胞因子、生长因子等。
②特异性受体：接收信号的物质(化学本质一般是蛋白质)，能特异性识别信号分子并与之结合。
③靶细胞/靶器官：具有相应受体，能对信号分子做出反应的细胞或器官。
(2)受体的位置与特性
①绝大多数受体位于细胞膜上，用于接收不能直接进入细胞的大分子或水溶性信号分子。少数位于细胞内(细胞质或细胞核内)，用于接收可以直接穿过细胞膜的脂溶性或小分子信号分子。
②一种受体通常只与一种或一类信号分子结合。有时少量信号分子即可引发显著生理效应(存在信号放大机制)。
一、 单项选择题
1．(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(　C　)
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：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，不需要消耗ATP，A、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．(2024·贵州卷)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(　C　)
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
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，由于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；硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，不需转运蛋白，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推测硒酸盐的吸收方式是耗能的主动运输，还是不耗能的协助扩散，D正确。
3．(2026·兴化开学考)如图为人体成熟红细胞相关物质跨膜运输方式，a、b、c和d表示不同的转运蛋白。下列叙述正确的是(　D　)
A．葡萄糖进入红细胞时不需要和载体蛋白 a 结合
B．蛋白b能同时转运和 Cl－，说明其不具有特异性
C．蛋白c转运K＋所需的能量来自Na＋的电化学势能
D．H2O分子进出红细胞的运输方式有自由扩散和协助扩散
解析：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构象的改变，因此葡萄糖进入红细胞时需要和载体蛋白 a 结合，A错误；蛋白 b 能同时转运 和 Cl－，不能转运其他物质，仍然具有特异性，B错误；由图可知，蛋白c转运 K＋所需的能量来自ATP水解释放的能量，C错误；由图可知，H2O 分子进出红细胞的运输方式有自由扩散和借助细胞膜上的水通道蛋白d进行的协助扩散，D正确。
4．如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(　B　)
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
解析：载体②运输溶质分子是协助扩散，不依赖ATP供能，故载体②不具有ATP酶活性。
5．(2024·山东卷)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(　B　)
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：环核苷酸能够结合细胞膜上的Ca2+通道蛋白，Ca2+不需要与通道蛋白结合，A错误；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，Ca2+内流属于协助扩散，故维持细胞Ca2+浓度的内低外高需将Ca2+运出细胞，该过程属于主动运输，需消耗能量，B正确；Ca2+作为信号分子，调控相关基因表达，导致H2O2含量升高，而不是直接抑制H2O2的分解，C错误；BAK1缺失的被感染细胞，不能被油菜素内酯活化，不能关闭Ca2+通道蛋白，将导致H2O2含量升高，D错误。
6．(2026·镇江开学考)细胞质中积累的Na＋会抑制细胞质中酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中 Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。下列叙述错误的是(　B　)
A．Na＋从细胞质基质进入液泡所需能量来自液泡膜两侧的H＋浓度差
B．细胞各结构中H＋浓度的差异主要依赖膜上的受体蛋白SOS1和NHX
C．根部细胞降低Na＋毒害的“策略”是使Na＋进入液泡或排出细胞
D．细胞膜发挥了控制物质进出细胞的功能
解析：据图可知，Na＋从细胞质基质进入液泡时，借助NHX蛋白，利用液泡膜两侧的H＋浓度差提供能量，属于协同转运，A正确；细胞各结构中 H＋浓度的差异主要依赖膜上的转运蛋白，包括SOS1和NHX以及其他转运H＋的蛋白，而非受体蛋白，受体蛋白主要参与信息传递，B错误；从图中可以看出，根部细胞将Na＋经SOS1排出细胞或经NHX运入液泡，降低细胞质基质中Na＋浓度，从而降低Na＋毒害，C正确；细胞膜通过SOS1等蛋白控制Na＋等物质的进出，发挥了控制物质进出细胞的功能，D正确。
7．(2025·黑吉辽蒙卷)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(　D　)
A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与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：载体蛋白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，因此是被动运输，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，导致叶绿体基质中ADP浓度降低，而NTT顺浓度梯度运输ADP(从叶绿体基质到细胞质基质)，当叶绿体基质中ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少，甚至停止，D正确。
8．(2026·南京期初)ABC转运蛋白是一种以ATP为驱动能源的跨膜运输蛋白，既能将毒性代谢物清除，也能将多种药物泵出细胞，成为癌细胞对药物产生耐药性的重要原因。下图为ABC转运蛋白的工作机制。下列叙述错误的是(　A　)
A．ABC转运蛋白跨膜区富含亲水基团，有利于其嵌入磷脂双分子层
B．ABC转运蛋白通过结合和水解ATP完成药物等物质的逆浓度运输
C．ATP的结合位点位于细胞膜内侧，转运物质时ABC转运蛋白构象改变
D．抑制ABC转运蛋白的表达在一定程度上可提高癌细胞对药物的敏感性
解析：磷脂双分子层的内部是疏水环境，若ABC转运蛋白跨膜区富含亲水基团，不利于嵌入磷脂双分子层，A错误；从题图可知，ABC转运蛋白以ATP为驱动能源，通过结合和水解ATP，能完成药物等物质逆浓度梯度的运输，属于主动运输，B正确；ATP的结合位点位于细胞膜内侧，在转运物质时，ABC转运蛋白会发生构象改变，从而实现物质的转运，C正确；因为ABC转运蛋白能将药物泵出细胞，使癌细胞产生耐药性，那么抑制ABC转运蛋白的表达，就能减少药物被泵出，在一定程度上提高癌细胞对药物的敏感性，D正确。
9．(2024·安徽卷)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是(　A　)
A．被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关
B．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子
C．变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要细胞膜上的蛋白质参与
D．变形虫移动过程中，纤维的消长是其构成蛋白的不断组装所致
解析：科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长，细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用，锚定并支撑着许多细胞器，所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关，A正确；摄入的食物进入溶酶体中，被溶酶体中的水解酶分解为小分子，B错误；变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程需要细胞膜上的蛋白质进行识别，C错误；变形虫移动过程中，纤维的消长是其构成蛋白的不断组装与去组装所致，D错误。
10．(2026·苏州期初)在土壤盐化中，耐盐植物可通过图中机制减少Na＋在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力。下列叙述错误的是(　B　)
A．图中Na＋进入细胞的方式与H＋进入细胞的方式相同
B．Na＋、Ca2+可分别与转运蛋白A、B特异性结合后进入细胞
C．转运蛋白C可以同时运输Na＋和H＋仍体现了载体蛋白的特异性
D．适度多施钙肥能促进转运蛋白C将Na＋排出细胞，降低细胞内Na＋浓度
解析：据图分析可知，Na＋进入细胞的方式与H＋进入细胞的方式均为协助扩散，A正确；转运蛋白A、B是通道蛋白，物质经过通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合，B错误；转运蛋白C能同时转运H＋和Na＋，而不能转运其他离子，说明其仍有特异性，C正确；据图分析，多施钙肥使胞外Ca2+增多，从而抑制胞外Na＋内流，胞外Na＋作用于细胞膜上的受体，使得H2O2含量增加，进而激活转运蛋白B，使胞内Ca2+增多，增强转运蛋白C的活性，促进Na＋排出细胞，降低细胞内Na＋浓度，D正确。
二、 多项选择题
11．(2025·海安期末改编)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(如图所示)，降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的有(　BCD　)
A．微生物细胞胞内K＋浓度低于胞外
B．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外
C．缬氨霉素发挥作用依赖于膜的流动性和选择透过性
D．缬氨霉素通过破坏细胞内外的K＋浓度梯度而抑制微生物细胞活性
解析：分析题意“将K＋运输到细胞外，降低细胞内外的K＋浓度差”可知，微生物细胞胞内K＋浓度大于胞外，A错误。
12．(2026·无锡三校联考)当土壤盐化后，细胞外的Na＋通过转运蛋白A顺浓度梯度大量进入细胞，影响植物细胞的代谢，某耐盐植物可通过Ca2+来减少Na＋在细胞内的积累，相关机制如图所示。图中膜外H＋经转运蛋白C进入细胞内的同时，可驱动转运蛋白C将Na＋运输到细胞外。下列有关说法错误的有(　ABD　)
A．氧气浓度不会影响Na＋和H＋运出细胞的效率
B．使用Na＋受体抑制剂会提高植物的抗盐胁迫能力
C．H＋进入细胞为被动运输，Na＋运出细胞为主动运输
D．胞外Ca2+对转运蛋白 A 以及胞内Ca2+对转运蛋白C都是促进作用
解析：由图可知，H＋运出细胞需要消耗ATP，这是一个主动运输过程，而主动运输需要呼吸作用提供能量，氧气浓度会影响呼吸作用，从而影响H＋运出细胞的效率，A错误；胞外Na＋与受体结合使胞内H2O2浓度上升，进而促进转运蛋白B将Ca2+转运进细胞，胞内Ca2+增多会促进转运蛋白C将Na＋排出细胞，从而降低细胞内Na＋浓度，提高植物的抗盐胁迫能力，因此使用Na＋受体抑制剂会降低植物的抗盐胁迫能力，B错误；H＋进入细胞的方式为被动运输，Na＋运出细胞需要H＋顺浓度梯度进入细胞提供的能量，为主动运输，C正确；分析题目无法判断胞外Ca2+对转运蛋白A是促进还是抑制作用，胞内Ca2+对转运蛋白C起促进作用，D错误。
13．根据能量的来源不同，主动运输分为下图三种类型。某些光合细菌存在光驱动泵。有关叙述错误的有(　BCD　)
A．ATP驱动泵同时具有载体蛋白和ATP水解酶的功能
B．协同转运分为同向和反向转运，由ATP直接提供能量
C．利用光能的光驱动泵位于细菌叶绿体的类囊体膜上
D．葡萄糖进入红细胞的运输靠协同转运蛋白
解析：据图所示，ATP驱动泵具有运输物质的功能，同时能将ATP转化为ADP，具有ATP水解酶的功能，A正确；协同转运分为同向和反向转运，能量来自某物质浓度差所产生的电化学势能，B错误；细菌没有叶绿体，C错误；协同转运是主动运输，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，D错误。
三、 非选择题
14．(2026·丹阳期初质检)血脑屏障是指脑部毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血液与脑细胞之间的屏障，结构如图1所示。脑部毛细血管内皮细胞膜上含有多种蛋白，可使各类营养物质顺利转运、迅速入脑，一些大分子和大多数小分子药物则难以进入，其中部分物质运输过程如图2所示。请回答下列问题：
图1
图2
(1)血浆中的脂溶性物质很容易通过__自由扩散__方式通过内皮细胞，其原因可能是__细胞膜的主要成分是脂质，脂溶性物质易与脂质结合，从而通过内皮细胞__。
(2)血浆中的葡萄糖、氨基酸等营养物质通过内皮细胞时需要专一性的__载体蛋白__协助，该物质转运葡萄糖、氨基酸等物质时，所发生的变化有__载体蛋白的空间结构发生变化，随后又恢复原状__。进入血浆中的一些小分子药物，如长春花生物碱、环孢霉素A则很难通过内皮细胞，结合图示分析，其原因可能是__内皮细胞膜上没有运输这些小分子药物的转运蛋白(或内皮细胞内某物质与相应的转运蛋白结合，阻止药物进入细胞)__。
(3)毛细血管内皮细胞之间几乎没有缝隙，一些蛋白质分子很难通过。但有些蛋白质，如胰岛素、转铁蛋白等可通过与内皮细胞的__受体(蛋白)__结合，通过__胞吞__方式进入内皮细胞，在生物体中这种运输方式的特点有__需要消耗能量；需要膜上蛋白质的参与；离不开细胞膜的流动性__。
(4)阿尔茨海默病是一种常见的脑部疾病，治疗这类疾病的药物必须通过血脑屏障才能够发挥作用。采用脂质体包裹药物更容易通过血脑屏障，这种方法利用的生物膜特性是__具有流动性__。
解析：(1)血浆中的脂溶性物质很容易通过自由扩散方式通过内皮细胞，其原因可能是细胞膜的主要成分是脂质，根据相似相溶原理，脂溶性物质易通过。(4)采用脂质体包裹药物更容易通过血脑屏障，这种方法利用的生物膜特性是生物膜具有流动性，脂质体与细胞膜融合，将药物运入细胞内。

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