4-2-主動運輸與胞吞、胞吐(2019人教版必修1)(解析版)

4.2主動運輸與胞吞、胞吐核心知識梳理核心知識梳理一、主動運輸1．概念：物質(zhì)從__低濃度__一側(cè)運輸?shù)絖_高濃度__一側(cè)，需要__載體蛋白__的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的__能量__。2．特點：__逆__(填“順”或“逆”)濃度梯度，__需要__(填“需要”或“不需要”)載體，__需要__(填“需要”或“不需要”)能量。3．舉例：__小腸上皮細(xì)胞吸收離子、氨基酸、葡萄糖，腎小管上皮細(xì)胞吸收無機(jī)鹽離子等__。4．意義：主動運輸方式保證了活細(xì)胞能夠按照__生命活動__的需要，主動選擇吸收所需要的__營養(yǎng)物質(zhì)__，排出__代謝廢物__和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。二、胞吞與胞吐項目方式名稱過程進(jìn)細(xì)胞方式__胞吞__大分子→細(xì)胞膜表面→細(xì)胞膜內(nèi)陷形成__小囊__→小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成__囊泡__→進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部出細(xì)胞方式__胞吐__大分子先在細(xì)胞內(nèi)形成__囊泡__→囊泡移動到__細(xì)胞膜__處→與細(xì)胞膜融合→大分子排出細(xì)胞三、物質(zhì)運輸?shù)奶攸c及與生物膜的關(guān)系除一些不帶電荷的小分子可以__自由擴(kuò)散__的方式進(jìn)出細(xì)胞外，離子和較小的有機(jī)分子(葡萄糖和氨基酸等)的跨膜運輸必須借助于__轉(zhuǎn)運蛋白__，這體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是__生命活動的承擔(dān)者_(dá)_。一種轉(zhuǎn)運蛋白往往只適合轉(zhuǎn)運特定的物質(zhì)，因此，細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的__種類和數(shù)量__或__轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構(gòu)__的變化，對許多物質(zhì)的跨膜運輸起著__決定性__的作用，這也是細(xì)胞膜具有選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。像蛋白質(zhì)這樣的生物大分子，通過__胞吞或胞吐__進(jìn)出細(xì)胞，其過程也需要膜上蛋白質(zhì)的參與，更離不開膜上磷脂雙分子層的__流動性__。課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1.甲、乙兩種物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度情況如圖所示。在進(jìn)行跨膜運輸時，下列說法正確的是()A．甲運出細(xì)胞一定有載體蛋白的參與B．甲進(jìn)入細(xì)胞一定需要能量C．乙運出細(xì)胞一定有載體蛋白的參與D．乙進(jìn)入細(xì)胞一定不需要能量【答案】A【解析】甲物質(zhì)在細(xì)胞外濃度高，細(xì)胞內(nèi)濃度低，所以甲物質(zhì)運出細(xì)胞是由低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè)，只有主動運輸才能實現(xiàn)，此運輸方式既需要能量又需要載體；甲物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)，即順濃度梯度進(jìn)行的，不一定需要能量。乙物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)濃度高，細(xì)胞外濃度低，進(jìn)細(xì)胞時是主動運輸，需要能量和載體蛋白，出細(xì)胞時是順濃度梯度進(jìn)行的，不一定需要載體蛋白。2.下圖圖甲中曲線a、b表示物質(zhì)跨膜運輸?shù)膬煞N方式，圖乙表示細(xì)胞對大分子物質(zhì)胞吞和胞吐的過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．圖甲中a表示自由擴(kuò)散，b表示協(xié)助擴(kuò)散或主動運輸B．圖甲中b曲線達(dá)到最大轉(zhuǎn)運速率后的限制因素是轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量C．圖乙中的胞吐和胞吞過程說明細(xì)胞膜具有選擇透過性D．圖乙中的胞吐和胞吞過程都需要消耗ATP【答案】C【解析】方式a只與濃度有關(guān)，且與濃度呈正相關(guān)，屬于自由擴(kuò)散；方式b除了與濃度相關(guān)外，還與轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量有關(guān)，屬于協(xié)助擴(kuò)散或主動運輸，A、B正確；題圖乙中的胞吞和胞吐過程說明細(xì)胞膜具有一定的流動性，C錯誤；胞吞和胞吐是耗能過程，需要細(xì)胞內(nèi)部提供能量，D正確。3.如圖是細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu),其中a和b為運輸方式,下列對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述,正確的是 ()A.不同物種的細(xì)胞中①、②和③的種類均不同B.①具有識別、保護(hù)和潤滑的作用C.細(xì)胞膜具有流動性是因為②可以運動D.若圖示為肝細(xì)胞膜,則a可代表CO2,b可代表葡萄糖【答案】B【解析】不同物種的細(xì)胞中②磷脂雙分子層相同,而①③的種類不同,A項錯誤;①是糖蛋白,具有識別、保護(hù)和潤滑的作用,B項正確;細(xì)胞膜具有流動性是因為細(xì)胞膜上的②磷脂雙分子層和絕大多數(shù)③蛋白質(zhì)都是可以運動的,C項錯誤;根據(jù)①糖蛋白的位置可知,Ⅰ是細(xì)胞膜外側(cè)、Ⅱ是細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)。a物質(zhì)的運輸方向是由高濃度到低濃度,不需要轉(zhuǎn)運蛋白和能量,則為自由擴(kuò)散,b物質(zhì)的運輸方向是由低濃度到高濃度,需要載體蛋白并消耗能量,則為主動運輸。若圖示為肝細(xì)胞膜,則a可代表O2進(jìn)入細(xì)胞,但不能表示CO2進(jìn)入細(xì)胞,故D項錯誤。4.下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸方式的敘述,正確的是()A.主動運輸使細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的濃度趨于相等B.性激素的跨膜運輸速率與氧氣濃度有關(guān)C.溫度不會改變水分子通過細(xì)胞膜的速率D.蛋白質(zhì)變性劑會降低離子通道轉(zhuǎn)運離子的速率【答案】D【解析】主動運輸能維持某種物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度差,A項錯誤;性激素的運輸方式為自由擴(kuò)散,不需要消耗能量,其跨膜運輸速率與氧氣濃度無關(guān),B項錯誤;溫度會改變細(xì)胞膜的磷脂雙分子層的流動速率,從而影響水分子通過細(xì)胞膜的速率,C項錯誤;離子通道的化學(xué)本質(zhì)屬于蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)變性劑會導(dǎo)致離子通道蛋白變性而影響其功能,從而降低離子通道轉(zhuǎn)運離子的速率,D項正確。5.如圖表示植物細(xì)胞正常生活過程中的細(xì)胞膜對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。物質(zhì)運輸?shù)姆较蛉缂^所示,黑點的數(shù)量表示物質(zhì)的濃度,則該物質(zhì)可能是 ()A.鈉離子B.氧氣C.葉綠素 D.呼吸酶【答案】A【解析】植物細(xì)胞中鈉離子的跨膜運輸方式屬于主動運輸,需要載體蛋白,消耗能量,與圖示運輸方式相符,A正確;氧氣的運輸方式屬于自由擴(kuò)散,自由擴(kuò)散是由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散,并且不需要消耗能量和轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,B錯誤;葉綠素存在于葉綠體的類囊體薄膜上,雖然葉綠體膜和細(xì)胞膜一樣具有選擇透過性,但葉綠素一般不能進(jìn)行跨膜運輸,只存在于細(xì)胞內(nèi),C錯誤;呼吸酶屬于蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)屬于生物大分子,并且呼吸酶不進(jìn)行跨膜運輸,D錯誤。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1.比較生物膜和人工膜(雙層磷脂)對多種物質(zhì)的通透性，結(jié)果如下圖。據(jù)此不能得出的推論是()A．生物膜上存在著協(xié)助H2O通過的物質(zhì)B．生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透具有選擇性C．離子以協(xié)助擴(kuò)散方式通過人工膜D．分子的大小影響其通過人工膜的擴(kuò)散速率【答案】C【解析】生物膜對H2O的通透性要遠(yuǎn)大于人工膜，說明生物膜上存在著協(xié)助H2O通過的物質(zhì)，A正確；生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透性不同，說明生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透具有選擇性，B正確；人工膜對不同離子的通透性相同，說明離子通過人工膜時不需要載體協(xié)助，不屬于協(xié)助擴(kuò)散，C錯誤；圖中人工膜對不同分子的通透性不同，可見分子的大小影響其通過人工膜的擴(kuò)散速率，D正確。2.如圖中曲線a，b表示物質(zhì)跨(穿)膜運輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是()A．脂溶性小分子物質(zhì)不能通過方式a運輸B．與方式a有關(guān)的載體蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面C．方式b的最大轉(zhuǎn)運速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān)D．抑制細(xì)胞呼吸對方式a和b的轉(zhuǎn)運速率均有影響【答案】C【解析】由題圖可知，a為自由擴(kuò)散，b為協(xié)助擴(kuò)散或主動運輸。脂溶性小分子物質(zhì)以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)行運輸，該過程不需要載體蛋白，載體蛋白不是覆蓋在細(xì)胞膜表面，而是嵌入或貫穿磷脂雙分子層；當(dāng)載體蛋白達(dá)到飽和時，b過程的轉(zhuǎn)運速率達(dá)到最大；細(xì)胞呼吸影響主動運輸而不影響自由擴(kuò)散。3.圖中Ⅰ～Ⅳ說明了物質(zhì)和離子通過細(xì)胞膜的方式,下列敘述中正確的是()A.所有圖表示的運輸方式均為主動運輸B.圖Ⅱ和圖Ⅲ為主動運輸,圖Ⅰ和圖Ⅳ為被動運輸C.圖Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ為滲透作用D.圖Ⅲ表示的運輸方式為主動運輸,而圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ表示的運輸方式為被動運輸【答案】D【解析】圖Ⅰ、Ⅳ中物質(zhì)從高濃度向低濃度運輸,且不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助,為自由擴(kuò)散;圖Ⅱ中物質(zhì)通過轉(zhuǎn)運蛋白從高濃度向低濃度運輸,為協(xié)助擴(kuò)散;圖Ⅲ中物質(zhì)通過載體蛋白從低濃度向高濃度運輸,為主動運輸;根據(jù)以上分析可知,圖Ⅱ和Ⅲ中物質(zhì)的運輸方式分別是協(xié)助擴(kuò)散和主動運輸,都不能表示滲透作用。4.受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用,主要用于攝取特殊的生物大分子,其過程如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是 ()A.該過程以膜的流動性為基礎(chǔ)B.該過程不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性C.Na+、K+等無機(jī)鹽離子也可通過此方式進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運D.受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細(xì)胞識別并需要內(nèi)部供能【答案】C【解析】胞吞與胞吐均以膜的流動性為基礎(chǔ),A正確;該過程不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性,B正確;Na+、K+等無機(jī)鹽離子通過主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運,C錯誤;受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細(xì)胞識別并需要內(nèi)部供能,D正確。5.影響物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞速率的因素有很多,如溫度、氧分壓、細(xì)胞外物質(zhì)濃度等。如圖為離體番茄根細(xì)胞中K+含量和氧分壓的關(guān)系圖解,請據(jù)圖回答下列問題:(1)AB曲線說明_______________________________,原因是。

(2)BC曲線說明________________________,原因是__________________________。

(3)在B點,____________成為根細(xì)胞內(nèi)K+含量繼續(xù)增高的限制因素。

(4)根據(jù)上述原理,增進(jìn)肥效的有效措施是________________。

(5)下圖中的哪一條曲線能說明紅細(xì)胞運輸葡萄糖的速度與血漿中葡萄糖的濃度之間的關(guān)系 ()【答案】(1)在一定的氧分壓范圍內(nèi),番茄根細(xì)胞吸收K+的多少與氧分壓的高低成正比氧分壓越高,番茄根細(xì)胞的呼吸作用就越強(qiáng),吸收K+就越多(2)當(dāng)氧分壓達(dá)到一定值后,K+的吸收量就不隨氧分壓的增高而增加根細(xì)胞膜上運輸K+的載體蛋白達(dá)到了飽和(3)載體蛋白的數(shù)量(4)中耕松土,提高根細(xì)胞的呼吸作用(5)C【解析】(1)據(jù)曲線圖可知,AB曲線說明在一定的氧分壓范圍內(nèi),番茄根細(xì)胞吸收K+的多少與氧分壓的高低成正比,原因是氧分壓越高,番茄根細(xì)胞的呼吸作用就越強(qiáng),吸收的K+就越多。(2)BC曲線說明當(dāng)氧分壓達(dá)到一定值后,K+的吸收就不隨氧分壓的增高而增加,原因是根細(xì)胞膜上運輸K+的載體蛋白達(dá)到了飽和。(3)在B點,載體蛋白的數(shù)量成為根細(xì)胞內(nèi)K+含量繼續(xù)增高的限制因素。(4)增進(jìn)肥效的有效措施是中耕松土,提高根細(xì)胞的呼吸作用。(5)葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的運輸方式為協(xié)助擴(kuò)散,在一定濃度范圍內(nèi),葡萄糖濃度越大,運輸速度越快,但因膜上運輸葡萄糖的轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量是有限的,所以當(dāng)葡萄糖濃度達(dá)到一定值時,運輸速率不再改變。培優(yōu)第三階——高考沙場點兵1.（2022山東卷）NO3-和NH4+是植物利用的主要無機(jī)氮源，NH4-的吸收由根細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動，NO3-的吸收由H+濃度梯度驅(qū)動，相關(guān)轉(zhuǎn)運機(jī)制如圖。銨肥施用過多時，細(xì)胞內(nèi)NH4+的濃度增加和細(xì)胞外酸化等因素引起植物生長受到嚴(yán)重抑制的現(xiàn)象稱為銨毒。下列說法正確的是（）A.NH4+通過AMTs進(jìn)入細(xì)胞消耗能量直接來自ATPB.NO3-通過SLAH3轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外的方式屬于被動運輸C.按毒發(fā)生后，增加細(xì)胞外的NO3-會加重銨毒D.載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運NO3-和H+的速度與二者在膜外的濃度呈正相關(guān)【答案】B【解析】物質(zhì)跨膜運輸主要包括兩種方式:被動運輸和主動運輸，被動運輸又包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，被動運輸是由高濃度向低濃度一側(cè)擴(kuò)散，而主動運輸是由低濃度向高濃度一側(cè)運輸。其中協(xié)助擴(kuò)散需要載體的協(xié)助，但不需要消耗能量:而主動運輸既需要消耗能量，也需要載體的協(xié)助。A、由題干信息可知，NH4+的吸收是根細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動的，所以NH4+通過AMTs進(jìn)入細(xì)胞消耗的能量不是來自ATP，A錯誤；B、由圖上可以看到，NO3-進(jìn)入根細(xì)胞膜是H+的濃度梯度驅(qū)動，進(jìn)行的逆濃度梯度運輸，所以NO3-通過SLAH3轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外是順濃度梯度運輸，屬于被動運輸，B正確；C、銨毒發(fā)生后，H+在細(xì)胞外更多，增加細(xì)胞外的NO3-，可以促使H+向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，減少細(xì)胞外的H+，從而減輕銨毒，C錯誤；D、據(jù)圖可知，載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運NO3-屬于主動運輸，主動運輸?shù)乃俾逝c其濃度無必然關(guān)系；運輸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錯誤。故選B。2.（2021山東卷）液泡是植物細(xì)胞中儲存Ca2+的主要細(xì)胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解無機(jī)焦磷酸釋放的能量跨膜運輸H+，建立液泡膜兩側(cè)的H+濃度梯度。該濃度梯度驅(qū)動H+通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運輸，從而使Ca2+以與H+相反的方向同時通過CAX進(jìn)行進(jìn)入液泡并儲存。下列說法錯誤的是（）A.Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式屬于協(xié)助擴(kuò)散B.Ca2+通過CAX的運輸有利于植物細(xì)胞保持堅挺C.加入H+焦磷酸酶抑制劑，Ca2+通過CAX的運輸速率變慢D.H+從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運到液泡的跨膜運輸方式屬于主動運輸【答案】A【解析】由題干信息可知，H+通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運輸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為協(xié)助擴(kuò)散，而Ca2+通過CAX進(jìn)行進(jìn)入液泡并儲存的方式為主動運輸。A、Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式為主動運輸，所需要的能量由H+順濃度梯度產(chǎn)生的勢能提供，A錯誤；B、Ca2+通過CAX的運輸進(jìn)入液泡增加細(xì)胞液的濃度，有利于植物細(xì)胞保持堅挺，B正確；C、加入H+焦磷酸酶抑制劑，則液泡中的H+濃度降低，液泡膜兩側(cè)的H+濃度梯度差減小，為Ca2+通過CAX的運輸提供的能量減少，C正確；D、H+從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運到液泡的跨膜運輸方式需要水解無機(jī)焦磷酸釋放的能量來提供，為主動運輸，D正確。故選A。3.（2020江蘇卷）圖①~⑤表示物質(zhì)進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞的幾種方式，下列敘述正確的是（）A.葡萄糖進(jìn)、出小腸上皮細(xì)胞方式不同B.Na+主要以方式③運出小腸上皮細(xì)胞C.多肽以方式⑤進(jìn)入細(xì)胞，以方式②離開細(xì)胞D.口服維生素D通過方式⑤被吸收【答案】A【解