2021版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习：物质跨膜运输的方式Word版含答案

1、讲 核心考点·全突破考点一 物质跨膜运输的方式物质出入细胞方式的比较：物质出入 细胞的方 式被动运输主动运输颗粒和大分子物质自由扩散协助扩散胞吞胞吐运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度一般是低浓度高浓度细胞外细胞内细胞内细胞外是否需要载体蛋白不需要需要需要不需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗消耗图例举例O2、CO2、H2O、 甘油、乙 醇、苯等出 入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡 萄糖、氨基 酸、无机盐 等白细胞吞噬病毒分泌蛋白释放高考警示】物质运输的五个“不一定”(1) 消耗能量的运输方式不一定是主动运输，胞吐和胞吞也消耗能量(2) 生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如 RNA

2、和蛋白质 可通过核孔出入细胞核，这两种情况穿膜层数均为 0。(3) 无机盐离子的运输方式不一定是主动运输， 如神经细胞的 K+外流和 Na+的内流为协助扩散。(4) 需要载体蛋白的不一定是协助扩散，主动运输也需要载体蛋白。(5) 跨膜运输不一定穿过细胞膜，胞吞、胞吐穿过细胞膜的层数为0。【典例】(2019 ·全国卷 )某种 H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白， 具有 ATP水解酶活性，能够利用水解 ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜 转运 H+。将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定 pH的溶液中 ( 假设细 胞内的 pH高于细胞外 ) ，置于暗中一段时间后，溶液的 pH不变。再 将含

3、有保卫细胞的该溶液分成两组， 一组照射蓝光后溶液的 pH明显降 低；另一组先在溶液中加入 H+-ATPase的抑制剂 (抑制 ATP水解) ，再用 蓝光照射，溶液的 pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是( )A. H+-ATPase 位于保卫细胞质膜上， 蓝光能够引起细胞内的 H+转运到细 胞外B. 蓝光通过保卫细胞质膜上的 H+-ATPase 发挥作用导致 H+逆浓度梯度 跨膜运输C. H+-ATPase 逆浓度梯度跨膜转运 H+所需的能量可由蓝光直接提供D. 溶液中的 H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞解析】选 C。由题意知：一组照射蓝光后，溶液的 pH明显降低，

4、即 溶液中 H+的浓度增加，说明细胞中的 H+能够运出细胞， A 项推测合理。 位于膜上运载 H+的载体蛋白 H+-ATPase 具有 ATP水解酶活性，照射蓝光 后，H+-ATPase 能够逆浓度梯度跨膜转运 H+， B项推测合理。 H+逆浓度 梯度跨膜转运所需的能量由 ATP水解释放， C项推测不合理。 保卫细胞 的细胞质膜转运 H+需要 H+-ATPase协助，不是自由扩散， D项推测合理。H+-ATPase 的作用体现了生物膜的 选择透过性 ，这种进出细胞的方式和 人体内的吞噬细胞摄入病原体主要区别是 H+的运输方式是主动运输， 需要载体蛋白，吞噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，不需要载

5、体蛋 白的协助 。（2018 ·北京高考 ）细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环 境。下列物质中，以 （自由） 扩散方式通过细胞膜的是 （ ）A. Na+B. 二氧化碳 C.RNA D.胰岛素【解析】选B。Na+ 进出细胞的方式为主动运输或协助扩散， A项错误； 二氧化碳、水、脂溶性小分子物质等以自由扩散的方式进出细胞， B 项正确； RNA不能通过细胞膜， C项错误；胰岛素等蛋白质分子，以胞 吐的形式排出细胞， D项错误。“三步法”判断物质出入细胞的方式加固训练】 (2015 ·全国卷 ) 下列过程中，不属于胞吐作用的是 ( )A. 浆细胞分泌抗体到细胞外的过程B

6、. mRNA从细胞核到细胞质的过程C. 分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D. 突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程【解题指南】 (1) 关键知识：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成 囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜结合，将大分子排出细胞，这 种现象叫胞吐。(2) 隐含信息：抗体是分泌蛋白，是经囊泡运输到细胞膜的。【解析】 选 B。本题考查物质出入细胞的方式。 浆细胞产生的抗体是分 泌蛋白，在核糖体上合成后，经内质网和高尔基体加工，经囊泡运输 与细胞膜融合，分泌到细胞外，故 A 项属于胞吐作用。 mRNA通过细胞 核的核孔运输到细胞质，故 B 项不属于胞吐作用。胰腺的腺泡细胞的 分泌

7、蛋白分泌过程与抗体分泌过程相似，故 C项属于胞吐作用。突触 小泡与细胞膜 ( 突触前膜 ) 融合，将神经递质释放到突触间隙，故 D项 属于胞吐作用 考点二 影响物质跨膜运输的因素 学生用书 P351. 物质浓度对运输速率的影响：(1) 自由扩散的运输动力是膜两侧溶液的浓度差， 运输速率与物质浓度 成正比。(2) 协助扩散需要载体蛋白协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增 大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体蛋 白数量的限制，运输速率不再随物质浓度增大而增大。(3) 主动运输既需要载体蛋白，又需要能量，可以逆浓度运输， a 点以 后细胞内浓度大于细胞外浓度，细胞继续吸收直至

8、稳定。2. 氧气浓度对运输速率的影响：(1) 被动运输不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓 度增大而改变。(2) 在一定范围内，随氧气浓度升高，主动运输速率不断增大，当氧气 浓度足够高时，由于受膜上载体蛋白数量的限制，主动运输速率不再 随氧气浓度增大而增大。3. 温度对运输速率的影响：温度影响物质运输速率时，既与分子的运动有关，也与细胞呼吸有关。【高考警示】影响物质跨膜运输的四点提醒(1) 运输速率与 O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，还有协助扩散。(2) 影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，还有浓度差。(3) 抑制某载体蛋白的活性， 只会导致以该载体蛋白为载体转运的物

9、质 运输受到影响，对其他物质运输不影响。(4) 抑制细胞呼吸，所有以主动运输方式跨膜的物质运输都会受到影响。【典例】 (2019 ·海南高考 )在适宜条件下，测得的某植物根细胞对 a、 b 两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示 (a、b 两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度 a、b 两种物质的吸收 速率) 。回答下列问题。(1) 根据实验结果发现 a 是通过自由扩散方式跨膜运输的。 自由扩散的 含义是 。(2) 实验结果表明：当外界溶液中 b 的浓度达到一定数值时，再增加 b 的浓度，根细胞对 b 的吸收速率不再增加。可能的原因是(3) 王同学据图认为 b 的跨

10、膜运输方式是主动运输， 李同学认为是协助 扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思 路、预期结果和结论。【解析】 (1) 物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。 (2) 当外界溶液中 b的浓度达到一定数值时， 再增加 b 的浓度，根细胞对 b 的吸收速率不再增加， 可能的原因是载体数量有限或者能量供应不足。(3) 主动运输和协助扩散的主要区别为是否消耗能量， 为了验证 b 物质 的跨膜运输方式是主动运输还是协助扩散，在设计实验时可分两组， 一组提供能量，另一组不提供能量即可。实验思路：将两组生理状态 和数量相同的植物根细胞分别培养在相同且适宜浓度的 b 物质溶液中，

11、 第一组不做处理，第二组添加呼吸抑制剂，其余操作均相同，定期测 定两组根细胞对 b 物质的吸收速率。预期结果和结论：若第一组和第 二组根细胞对 b物质的吸收速率相同，则 b 物质的跨膜运输方式为协 助扩散，即王同学的判断不正确；若第一组根细胞对 b 物质的吸收速 率大于第二组，则 b 物质的跨膜运输方式为主动运输，即王同学的判 断正确。答案： (1) 物质通过简单的扩散作用进出细胞(2) 载体数量有限或能量供应不足 (3) 实验思路： 将两组生理状态和数量相同的植物根细胞 分别培养在相同且适宜浓度的 b 物质溶液中，第一组不做处理，第二 组添加呼吸抑制剂，其余操作均相同，定期测定两组根细胞对

12、b 物质 的吸收速率。预期结果和结论：若第一组和第二组根细胞对 b 物质的 吸收速率相同，则王同学的判断不正确；若第一组根细胞对 b 物质的 吸收速率大于第二组，则王同学的判断正确。(1) 影响植物根细胞吸收无机盐离子的外界因素主要是温度和 氧气 含 量。氧气通过影响主动运输的供能而影响主动运输的速率。(2) 给作物施肥时，根细胞对无机盐离子的吸收速率 不会( 填“会”或 “不会”) 因施肥越多而吸收越快，原因是 当细胞膜上的载体蛋白已经 达到饱和时，该载体蛋白运载的物质的转运速率不再随物质浓度的增 大而增大 。(2018 ·全国卷 )下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误 的

13、是()A. 在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的 N2和 NB. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D. 给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象【解析】选 A。本题考查植物对矿质元素的吸收。 在酸性土壤中小麦可 吸收利用土壤中的 N ，但不能吸收 N2，A项错误；农田适时松土可促 进根部的有氧呼吸，有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 ( 主动运 输) ，B项正确；土壤微生物降解植物秸秆会产生无机离子，无机离子 可通过主动运输的方式被根系吸收， C项正确； 给玉米施肥过多时， 土 壤溶液浓度会大于细胞液浓度， 导致根系

14、细胞失水， 水分外流引起 “烧 苗”现象， D 项正确。根据外在条件判断自由扩散、协助扩散和主动运输(1) 受细胞内外物质浓度差影响的是自由扩散和协助扩散。(2) 受载体蛋白影响的是协助扩散和主动运输。(3) 受能量供应影响的只有主动运输。(4) 三种运输方式 (自由扩散、协助扩散和主动运输 ) 都受温度的影响， 因为温度影响细胞膜的流动性；除此之外，温度还通过影响酶的活性 来影响能量的供应进而影响主动运输。【加固训练】1.(2015 ·全国卷 ) 将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含 有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元 素离子的量。培养条件及实验结果

15、见下表：培养瓶中气体温度()离子相对吸收量 (%)空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是 ( )A. 有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B. 该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C. 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗 ATPD. 与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 【解析】选 A。本题考查实验分析能力。第一组实验有氧气，离子相对 吸收量高；第二组实验无氧气，离子相对吸收量低，因此，有氧条件 有利于该植物幼根对该离子的吸收，故 A 正确。第一、三组实验温度 不同，对离子的相对吸收量不同，因此，温度影响该植物幼根对该离 子的吸收，故 B错误。该矿质元素离子进入细胞的方式为主动运输， 消耗 ATP，故 C错误。与空气相比，氮气环境中离子相对吸收量低，不 利于该植物幼根