2025屆高考生物二輪復(fù)習(xí)【第1部分•核心考點(diǎn)突破】專題1第3講核心考點(diǎn)2物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式學(xué)案(新教材)

專題1細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第3講物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞核心考點(diǎn)2物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式1．根據(jù)特點(diǎn)和實(shí)例判斷物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?．實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?1)探究是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸(2)探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散真題感悟常考題型一物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的判斷典例1(2023·山東卷)溶酶體膜上的H＋載體蛋白和Cl－/H＋轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都能運(yùn)輸H＋，溶酶體內(nèi)H＋濃度由H＋載體蛋白維持，Cl－/H＋轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在H＋濃度梯度驅(qū)動(dòng)下，運(yùn)出H＋的同時(shí)把Cl－逆濃度梯度運(yùn)入溶酶體。Cl－/H＋轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺失突變體的細(xì)胞中，因Cl－轉(zhuǎn)運(yùn)受阻導(dǎo)致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致溶酶體破裂。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．H＋進(jìn)入溶酶體的方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸B．H＋載體蛋白失活可引起溶酶體內(nèi)的吞噬物積累C．該突變體的細(xì)胞中損傷和衰老的細(xì)胞器無法得到及時(shí)清除D．溶酶體破裂后，釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的水解酶活性增強(qiáng)【解析】Cl－/H＋轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在H＋濃度梯度驅(qū)動(dòng)下，運(yùn)出H＋的同時(shí)把Cl－逆濃度梯度運(yùn)入溶酶體，說明溶酶體內(nèi)H＋濃度較高，因此H＋進(jìn)入溶酶體為逆濃度運(yùn)輸，方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸，A正確；溶酶體內(nèi)H＋濃度由H＋載體蛋白維持，若載體蛋白失活，溶酶體內(nèi)pH改變導(dǎo)致溶酶體酶活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累，B正確；Cl－/H＋轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺失突變體的細(xì)胞中，因Cl－轉(zhuǎn)運(yùn)受阻導(dǎo)致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累，該突變體的細(xì)胞中損傷和衰老的細(xì)胞器無法得到及時(shí)清除，C正確；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的pH與溶酶體內(nèi)不同，溶酶體破裂后，釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的水解酶可能失活，D錯(cuò)誤。故選D。典例2(2023·全國(guó)甲卷)物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞都需要經(jīng)過細(xì)胞膜。下列有關(guān)人體內(nèi)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹?，正確的是(B)A．乙醇是有機(jī)物，不能通過自由擴(kuò)散方式跨膜進(jìn)入細(xì)胞B．血漿中的K＋進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)需要載體蛋白并消耗ATPC．抗體在漿細(xì)胞內(nèi)合成時(shí)消耗能量，其分泌過程不耗能D．葡萄糖可通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)荒芡ㄟ^協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞【解析】乙醇是有機(jī)物，與細(xì)胞膜中磷脂相似相溶，可以通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)入細(xì)胞，A錯(cuò)誤；血漿中K＋含量低，紅細(xì)胞內(nèi)K＋含量高，血漿中K＋進(jìn)入紅細(xì)胞是逆濃度梯度為主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗ATP并需要載體蛋白，B正確；抗體為分泌蛋白，分泌過程為胞吐，需要消耗能量，C錯(cuò)誤；葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞等為主動(dòng)運(yùn)輸，進(jìn)入哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞為協(xié)助擴(kuò)散，D錯(cuò)誤。故選B。典例3(2023·浙江6月卷)植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中常添加蔗糖，植物細(xì)胞利用蔗糖的方式如圖所示。下列敘述正確的是(B)A．轉(zhuǎn)運(yùn)蔗糖時(shí)，共轉(zhuǎn)運(yùn)體的構(gòu)型不發(fā)生變化B．使用ATP合成抑制劑，會(huì)使蔗糖運(yùn)輸速率下降C．植物組培過程中蔗糖是植物細(xì)胞吸收的唯一碳源D．培養(yǎng)基的pH高于細(xì)胞內(nèi)，有利于蔗糖的吸收【解析】轉(zhuǎn)運(yùn)蔗糖時(shí)，共轉(zhuǎn)運(yùn)體的構(gòu)型會(huì)發(fā)生變化，但該過程是可逆的，A錯(cuò)誤；據(jù)圖分析可知，H＋向細(xì)胞外運(yùn)輸是需要消耗ATP的過程，說明該過程是逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸，細(xì)胞內(nèi)的H＋＜細(xì)胞外的H＋，蔗糖運(yùn)輸時(shí)通過共轉(zhuǎn)運(yùn)體依賴于膜兩側(cè)的H＋濃度差建立的勢(shì)能，故使用ATP合成抑制劑，會(huì)通過影響H＋的運(yùn)輸而使蔗糖運(yùn)輸速率下降，而培養(yǎng)基的pH低(H＋多)于細(xì)胞內(nèi)，有利于蔗糖的吸收，B正確，D錯(cuò)誤；植物組織培養(yǎng)過程中，蔗糖可作為碳源并有助于維持滲透壓，但蔗糖并非唯一碳源，C錯(cuò)誤。故選B。典例4(2022·山東卷)NOeq\o\al(－,3)和NHeq\o\al(＋,4)是植物利用的主要無機(jī)氮源，NHeq\o\al(＋,4)的吸收由根細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動(dòng)，NOeq\o\al(－,3)的吸收由H＋濃度梯度驅(qū)動(dòng)，相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制如圖。銨肥施用過多時(shí)，細(xì)胞內(nèi)NHeq\o\al(＋,4)的濃度增加和細(xì)胞外酸化等因素引起植物生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制的現(xiàn)象稱為銨毒。下列說法正確的是(B)A．NHeq\o\al(＋,4)通過AMTs進(jìn)入細(xì)胞消耗的能量直接來自ATPB．NOeq\o\al(－,3)通過SLAH3轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外的方式屬于被動(dòng)運(yùn)輸C．銨毒發(fā)生后，增加細(xì)胞外的NOeq\o\al(－,3)會(huì)加重銨毒D．載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運(yùn)NOeq\o\al(－,3)和H＋的速度與二者在膜外的濃度呈正相關(guān)【解析】由題干信息可知，NHeq\o\al(＋,4)的吸收是根細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動(dòng)的，所以NHeq\o\al(＋,4)通過AMTs進(jìn)入細(xì)胞消耗的能量不是來自ATP，A錯(cuò)誤；由圖上可以看到，NOeq\o\al(－,3)進(jìn)入根細(xì)胞膜是H＋的濃度梯度驅(qū)動(dòng)的逆濃度梯度運(yùn)輸，所以NOeq\o\al(－,3)通過SLAH3轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外是順濃度梯度運(yùn)輸，屬于被動(dòng)運(yùn)輸，B正確；銨毒發(fā)生后，H＋在細(xì)胞外更多，增加細(xì)胞外的NOeq\o\al(－,3)，可以促使H＋向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，減少細(xì)胞外的H＋，從而減輕銨毒，C錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運(yùn)NOeq\o\al(－,3)屬于主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾逝c其濃度無必然關(guān)系；運(yùn)輸H＋屬于協(xié)助擴(kuò)散，協(xié)助擴(kuò)散在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)，超過一定范圍后不成比例，D錯(cuò)誤。歸納提升：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式需要注意的問題(1)主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸，是由物質(zhì)穿過細(xì)胞膜完成的，是小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸方式，其動(dòng)力來自于物質(zhì)濃度差或能量。(2)無機(jī)鹽離子的運(yùn)輸方式并非都是主動(dòng)運(yùn)輸，在順濃度梯度情況下，也可以被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)出細(xì)胞。(3)胞吞和胞吐借助于膜的融合完成，與膜的流動(dòng)性有關(guān)，是大分子和顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸方式，靠ATP提供動(dòng)力。常考題型二影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的因素典例5(2023·湖北卷)心肌細(xì)胞上廣泛存在Na＋－K＋泵和Na＋－Ca2＋交換體(轉(zhuǎn)入Na＋的同時(shí)排出Ca2＋)，兩者的工作模式如圖所示。已知細(xì)胞質(zhì)中鈣離子濃度升高可引起心肌收縮。某種藥物可以特異性阻斷細(xì)胞膜上的Na＋－K＋泵。關(guān)于該藥物對(duì)心肌細(xì)胞的作用，下列敘述正確的是(C)A．心肌收縮力下降B．細(xì)胞內(nèi)液的鉀離子濃度升高C．動(dòng)作電位期間鈉離子的內(nèi)流量減少D．細(xì)胞膜上Na＋－Ca2＋交換體的活動(dòng)加強(qiáng)【解析】當(dāng)藥物阻斷Na＋－K＋泵時(shí)，影響Na＋勢(shì)能，從而影響細(xì)胞膜上的鈉鈣交換體，Na＋內(nèi)流受阻，進(jìn)一步使活動(dòng)減弱，使細(xì)胞外鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)減少，鈣離子外流減少，細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度增加，心肌收縮力加強(qiáng)，A、D錯(cuò)誤，C正確；由于該種藥物可以特異性阻斷細(xì)胞膜上的Na＋－K＋泵，導(dǎo)致K＋內(nèi)流、Na＋外流減少，故細(xì)胞內(nèi)鈉離子濃度增高，鉀離子濃度降低，B錯(cuò)誤。故選C。典例6(2023·湖南卷改編)鹽堿化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙之一。植物可通過質(zhì)膜H＋泵把Na＋排出細(xì)胞，也可通過液泡膜H＋泵和液泡膜NHX載體把Na＋轉(zhuǎn)入液泡內(nèi)，以維持細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Na＋穩(wěn)態(tài)。下圖是NaCl處理模擬鹽脅迫，釩酸鈉(質(zhì)膜H＋泵的專一抑制劑)和甘氨酸甜菜堿(GB)影響玉米Na＋的轉(zhuǎn)運(yùn)和相關(guān)載體活性的結(jié)果。下列敘述不正確的是(C)A．溶質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)不一定引起細(xì)胞膜兩側(cè)滲透壓的變化B．GB可能通過調(diào)控質(zhì)膜H＋泵活性增強(qiáng)Na＋外排，從而減少細(xì)胞內(nèi)Na＋的積累C．GB引起鹽脅迫下液泡中Na＋濃度的顯著變化，與液泡膜H＋泵活性有關(guān)D．鹽脅迫下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Na＋排出細(xì)胞或轉(zhuǎn)入液泡都能增強(qiáng)植物的耐鹽性【解析】溶質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)不一定都會(huì)引起細(xì)胞膜兩側(cè)的滲透壓變化，如正常細(xì)胞為維持滲透壓一直在進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，再如單細(xì)胞生物在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，細(xì)胞外側(cè)滲透壓幾乎很難改變，A正確；對(duì)比分析上兩個(gè)題圖可知，NaCl脅迫時(shí)，加GB使Na＋外排顯著增加，釩酸鈉處理抑制了質(zhì)膜H＋泵后，NaCl脅迫時(shí)，加GB使Na＋外排略微增加，說明GB可能通過調(diào)控質(zhì)膜H＋泵活性來增強(qiáng)Na＋外排，從而減少細(xì)胞內(nèi)Na＋的積累，B正確；對(duì)比分析下兩個(gè)題圖可知，NaCl脅迫時(shí)，加GB使液泡膜NHX載體活性明顯增強(qiáng)，而液泡膜H＋泵活性幾乎無變化，所以GB引起鹽脅迫時(shí)液泡中Na＋濃度的顯著變化，與液泡膜NHX載體活性有關(guān)，而與液泡膜H＋泵活性無關(guān)，C錯(cuò)誤；由題意可知，植物通過質(zhì)膜H＋泵把Na＋排出細(xì)胞，也可通過液泡膜NHX載體和液泡膜H＋泵把Na＋轉(zhuǎn)入液泡內(nèi)，以維持細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Na＋穩(wěn)態(tài)，增強(qiáng)植物的耐鹽性，D正確。故選C。典例7(2023·浙江1月卷)纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，可結(jié)合在微生物的細(xì)胞膜上，將K＋運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外(如圖所示)，降低細(xì)胞內(nèi)外的K＋濃度差，使微生物無法維持細(xì)胞內(nèi)離子的正常濃度而死亡。下列敘述正確的是(A)A．纈氨霉素順濃度梯度運(yùn)輸K＋到膜外B．纈氨霉素為運(yùn)輸K＋提供ATPC．纈氨霉素運(yùn)輸K＋與質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)無關(guān)D．纈氨霉素可致噬菌體失去侵染能力【解析】結(jié)合題意“將K＋運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，降低細(xì)胞內(nèi)外的K＋濃度差”和題圖中纈氨霉素運(yùn)輸K＋的過程不消耗能量，可推測(cè)K＋的運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散，順濃度梯度運(yùn)輸，A正確；結(jié)合A選項(xiàng)分析可知，K＋的運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散，不需要消耗ATP，B錯(cuò)誤；纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，能結(jié)合在細(xì)胞膜上，能在磷脂雙子層間移動(dòng)，該過程與質(zhì)膜具有一定的流動(dòng)性這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)，C錯(cuò)誤；噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，故纈氨霉素不會(huì)影響噬菌體的侵染能力，D錯(cuò)誤。故選A。典例8(2022·全國(guó)乙卷)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的氮素可以NOeq\o\al(－,3)的形式由根系從土壤中吸收。一定時(shí)間內(nèi)作物甲和作物乙的根細(xì)胞吸收NOeq\o\al(－,3)的速率與O2濃度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)由圖可判斷NOeq\o\al(－,3)進(jìn)入根細(xì)胞的運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸，判斷的依據(jù)是_主動(dòng)運(yùn)輸需要呼吸作用提供能量，O2濃度小于a點(diǎn)，根細(xì)胞對(duì)NOeq\o\al(－,3)的吸收速率與O2濃度呈正相關(guān)__。(2)O2濃度大于a時(shí)作物乙吸收NOeq\o\al(－,3)速率不再增加，推測(cè)其原因是_主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白，此時(shí)載體蛋白數(shù)量達(dá)到飽和__。(3)作物甲和作物乙各自在NOeq\o\al(－,3)最大吸收速率時(shí)，作物甲根細(xì)胞的呼吸速率大于作物乙，判斷依據(jù)是_甲的NOeq\o\al(－,3)最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多__。(4)據(jù)圖可知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為促進(jìn)農(nóng)作物對(duì)NOeq\o\al(－,3)的吸收利用，可以采取的措施是_定期松土__?！窘馕觥?1)由圖可知，當(dāng)氧氣濃度小于a點(diǎn)時(shí)，隨著O2濃度的增加，根細(xì)胞對(duì)NOeq\o\al(－,3)的吸收速率也增加，說明根細(xì)胞吸收NOeq\o\al(－,3)需要能量的供應(yīng)，為主動(dòng)運(yùn)輸。(2)主動(dòng)運(yùn)輸需要能量和載體蛋白，呼吸作用可以為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量，O2濃度大于a時(shí)作物乙吸收NOeq\o\al(－,3)的速率不再增加，能量不再是限制因素，此時(shí)影響根細(xì)胞吸收NOeq\o\al(－,3)速率的因素是載體蛋白的數(shù)量，此時(shí)載體蛋白數(shù)量達(dá)到飽和。(3)由曲線圖分析，當(dāng)甲和乙根細(xì)胞均達(dá)到最大的NOeq\o\al(－,3)的吸收速率時(shí)，甲的NO