2023-2024学年高一生物人教版2019必修1试题4.2主动运输与胞吞胞吐2

主动运输与胞吞胞吐基础知识梳理1.主动运输（1）实例：Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。然后在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。（2）概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。如下图所示，图中①②③依次表示：被运输的离子或分子、载体蛋白、ATP，其中序号③代表的物质水解为ADP和Pi时放能，供主动运输利用。（3）意义：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来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，从而保证细胞和个体生命活动的需要。2.胞吞与胞吐：（1）结构基础：依赖于膜的流动性。（2）胞吞：细胞外→细胞内，消耗能量。如变形虫摄食、白细胞吞噬病原体等。（3）胞吐：细胞内→细胞外，消耗能量。如胰岛素、抗体等分泌蛋白的分泌。（4）特点：在物质的跨膜运输过程中，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。3.细胞膜的选择透过性和物质跨膜运输的结构基础（1）细胞膜的选择透过性的结构基础：细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。（2）物质跨膜运输的结构基础：除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞外，离子和较小的有机分子(如葡萄糖和氨基酸等)的跨膜运输必须借助于转运蛋白；像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。4.模型图分析(会分析，理解不死记)（1）图①表示：自由扩散图②表示：协助扩散图③表示：主动运输。（2）图④表示：自由扩散图⑤表示：协助扩散图⑥表示：主动运输。5.曲线图分析(会分析，理解不死记)（1）图⑦表示自由扩散，运输速率与物质浓度呈正比。（2）图⑧可表示协助扩散或主动运输，若表示前者（协助扩散），OP段限制因素是物质浓度，P点后限制因素是载体数量；若表示后者（主动运输），OP段限制因素是物质浓度，P点后限制因素是载体数量或能量。（3）图⑨曲线运输速率与O2浓度无关，说明不消耗能量，曲线表示被动运输。（4）图⑩表示主动运输，OP段限制因素是O2浓度，P点后限制因素是载体数量。（5）图曲线运输速率与载体数量无关，说明不需要载体，曲线表示自由扩散。（6）图可表示协助扩散或主动运输，若表示前者（协助扩散），OP段限制因素是载体数量，P点后载体达到饱和状态，运输速率达最大值；若表示后者（主动运输），OP段限制因素是载体数量，P点后限制因素是能量。（7）图表示主动运输，虚线下表示物质从高浓度到低浓度运输，虚线上表示物质从低浓度到高浓度运输，P点后限制因素是载体数量或能量。核心点一物质跨膜运输的方式1.(2022·江苏南通高一期中)下图是人体小肠上皮细胞中进行的某种物质跨膜运输方式的示意图，下列哪组物质的运输方式与图示符合()A．O2、CO2B．H2O、K＋C．葡萄糖、氨基酸D．甘油、脂肪酸答案：C2．下图是细胞对生物大分子的胞吞(左)和对细菌的吞噬作用(右)示意图，下列叙述错误的是()A．该图体现了生物膜具有流动性B．该图说明高尔基体与溶酶体的形成有关C．该图说明不同生物膜在结构上具有一定的联系D．该图说明胞吞和吞噬都需要消耗能量解析：选D。胞吞和吞噬过程体现了生物膜具有流动性，A项正确；溶酶体内的酶的本质为蛋白质，蛋白质由核糖体合成，内质网加工，高尔基体再加工和修饰，最终由高尔基体形成溶酶体，B项正确；胞吞过程中囊泡的膜最终与细胞膜融合，吞噬过程中细胞膜转化成了囊泡的膜，体现了细胞内不同生物膜在结构上具有一定的联系，C项正确；题图不能说明胞吞和吞噬过程都需要消耗能量，D项错误。3．下图①～④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是()A．O2通过图②所示方式运输，甘油通过图①所示方式运输B．图①③所示方式均需要由细胞呼吸提供能量C．图③中的载体蛋白在运输物质时，其空间结构发生改变后可恢复原状D．图④所示方式体现了细胞膜的流动性，小分子物质不能通过图④所示方式运输解析：选C。O2和甘油通过图②所示方式(自由扩散)运输，A错误；图①所示方式为协助扩散，图③所示方式为主动运输，协助扩散不需要能量，而主动运输需要细胞呼吸提供能量，B错误；在主动运输的过程中，离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量的推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子，C正确；图④所示方式为胞吞，体现了细胞膜的流动性，某些小分子物质也能通过图④所示方式运输，D错误。核心点二影响物质跨膜运输的因素1．下图表示营养液中K＋浓度及溶氧量对小麦根系细胞K＋吸收速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释，正确的是()A．ab段的形成是由于细胞膜上载体蛋白数量未达到饱和且能量充足B．cd段的形成是由于细胞内K＋过多，细胞大量排出C．e点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K＋D．bc段、fg段的形成一定是由于细胞膜上载体蛋白数量有限解析：选A。由题图可以看出，ab段K＋的吸收速率随营养液中K＋浓度的升高而增加，因此ab段的影响因素是营养液中K＋的浓度，且此时载体蛋白数量未达到饱和、能量充足，A项正确。cd段形成的原因是cd段营养液浓度过高，细胞失水，代谢减弱，因此细胞吸收K＋的速率减慢，B项错误。e点表示营养液中不含氧气，细胞可以通过无氧呼吸为K＋的吸收供能，不能证明K＋的吸收方式为自由扩散，C项错误。bc段K＋的吸收速率不再随着K＋浓度的升高而增加，因此影响bc段的因素可能是细胞膜上的载体蛋白数量，也可能是细胞内能量的多少；fg段K＋的吸收速率不随着氧气含量的升高而增加，说明吸收速率不随着供能多少而变化，因此影响fg段K＋吸收速率的因素可能是载体蛋白数量和K＋浓度，D项错误。2．将三组生理状态相同的玉米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如下表所示：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．有氧条件有利于玉米幼根对该离子的吸收B．玉米幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C．氮气环境中玉米幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD．与空气环境相比，氮气环境有利于玉米幼根对该离子的吸收解析：选A。由题表可知，实验的自变量有两个：有无氧气和温度。在17℃、培养瓶中气体为空气的培养条件下，离子相对吸收量比同温度条件下气体为氮气的离子相对吸收量大，可以得出有氧条件有利于玉米幼根对该离子的吸收的结论，A正确；培养瓶中气体均为空气时，3℃条件下离子相对吸收量远远小于17℃条件下离子相对吸收量，可以得出玉米幼根对该离子的吸收与温度的变化有关的结论，B错误；玉米幼根吸收该离子的过程是主动运输，需要载体蛋白和ATP水解释放的能量，C错误；由实验结果可知，与空气环境相比，氮气环境不利于玉米幼根对该离子的吸收，D错误。3．将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：离子外部溶液的离子浓度(mmol/L)根细胞内部离子浓度(mmol/L)Mg2＋3NOeq\o\al(－,3)228H2POeq\o\al(－,4)121下列叙述正确的是()A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2＋的量无关B．若不断提高温度，根细胞吸收NOeq\o\al(－,3)的量会不断增加C．H2POeq\o\al(－,4)进入根细胞内部不需要转运蛋白协助D．细胞呼吸产生的大量能量可为吸收离子供能解析：选D。根细胞吸收Mg2＋的方式是主动运输，溶液通氧状况会影响根细胞的有氧呼吸，影响ATP的合成，进而影响细胞吸收Mg2＋的量，A错误；不断提高温度，最终可能导致根细胞中有氧呼吸的酶失活，影响有氧呼吸合成ATP的量，进而使根细胞吸收NOeq\o\al(－,3)的量减少，B错误；H2POeq\o\al(－,4)进入根细胞内部逆浓度梯度进行主动运输，故需要转运蛋白的协助，C错误；细胞呼吸产生大量能量，可为细胞吸收离子供能，D正确。1．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是()A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C．动物一氧化碳中毒会升高离子泵跨膜运输离子的速率D．加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率解析：选D。由题干离子泵“能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知，离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输是逆浓度梯度进行的，A、B项错误；动物一氧化碳中毒会降低其体内血红细胞运输氧气的能力，导致动物体内细胞呼吸强度降低，供能减少，离子泵跨膜运输离子的速率下降，C项错误；由题干信息可知，离子泵是一种载体蛋白，加入蛋白质变性剂会使载体蛋白变性，降低离子泵跨膜运输离子的速率，D项正确。2．如图为葡萄糖和Na＋进出小肠上皮细胞的示意图。下列选项正确的是()A．图中葡萄糖和Na＋进入小肠上皮细胞所用的转运蛋白不同B．小肠上皮细胞运出Na＋与运出葡萄糖的方式相同C．Na＋进入小肠上皮细胞是被动运输D．图中葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式与其进入红细胞的方式相同解析：选C。由题图可知，图中葡萄糖和Na＋进入小肠上皮细胞所用的转运蛋白相同，A错误。葡萄糖从小肠上皮细胞运出为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，不需要消耗能量，为协助扩散；Na＋从小肠上皮细胞运出为逆浓度梯度运输，需要消耗能量，需要载体蛋白协助，为主动运输，B错误。Na＋进入小肠上皮细胞为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，运输方式为协助扩散，属于被动运输，C正确。图中葡萄糖进入小肠上皮细胞逆浓度梯度进行，运输方式为主动运输，而葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，D错误。3．下图为动物小肠细胞的细胞膜转运部分物质的示意图，下列分析不正确的是()A．根据乙侧耗能的情况可知，甲侧为细胞外侧，乙侧为细胞内侧B．图示中葡萄糖的跨膜运输方式与乙醇的跨膜运输方式不同C．图中a和b不是静止的，其运动的特性有利于物质的跨膜运输D．用蛋白酶处理细胞膜，不会影响葡萄糖等物质的运输解析：选D。根据题图中耗能情况可知，甲侧为细胞外侧，乙侧为细胞内侧，A正确。由题图可知，葡萄糖进入小肠细胞需要载体蛋白的协助，为主动运输；图示中乙醇的跨膜运输方式为自由扩散，B正确。a代表磷脂分子，b代表蛋白质，磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，导致细胞膜具有流动性，有利于物质的跨膜运输，C正确。葡萄糖、Na＋等物质的运输均需载体蛋白的协助，因此用蛋白酶处理细胞膜，会影响葡萄糖、Na＋等物质的运输，D错误。4．研究发现，在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的转运蛋白——SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体蛋白，后者是协助扩散的转运蛋白。科学家根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制如下图所示曲线，下列说法不正确的是()A．细胞运输葡萄糖时，协助扩散最高速率约为主动运输最高速率的3倍B．在较低浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态C．小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式在同时进行D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率答案：D5．分析有关磷酸盐的资料1和资料2，回答下列问题。资料1：为开展用大蒜治理水体富营养化的研究，研究人员配制了浓度(单位：mmol·L－1)为、、、、、、、、的9种不同浓度的KH2PO4溶液，将大蒜的根系分别全部浸入200mL的9种溶液中，其他培养条件均相同且适宜。4h后取出植株，测定并得到如下图所示的磷酸盐吸收速率曲线(图1)。资料2：观察真核细胞膜上磷酸盐载体结构(图2)，其中圈定的分子为磷酸盐。当能量作用于磷酸盐载体时，载体蛋白的空间结构发生改变，把磷酸盐从细胞外转运到细胞内。(1)大蒜根细胞吸收磷酸盐可用于合成________(回答一种即可)等重要有机物。(2)在图1中，磷酸盐浓度超过0.8mmol·L－1以后，大蒜根系对磷酸盐的吸收速率不再随磷酸盐溶液浓度的增加而增加，原因是______________________。(3)在浓度为0.010mmol·L－1和0.025mmol·L－1的KH2PO4溶液中，大蒜根细胞中磷酸盐的浓度为～0.12mmol·L－1，这种________(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的运输符合_________________________(填运输方式)的特点。(4)根据资料2分析，磷酸盐载体因为具有____________________，所以能特异性识别并结合磷酸盐，组成该载体的基本单位是________。答案：(1)核酸、磷脂(任答一种，合理即可)(2)载体蛋白的数量(或能量供应)限制了吸收速率(3)逆主动运输(4)特定的空间结构氨基酸6．(2022·安徽安庆高一期末)物质跨膜运输的方式与物质特点以及细胞膜的结构有关。(1)主动运输作为一种重要的跨膜运输方式，可以按照生命所需吸收营养物质，排出代谢废物。离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动体蛋白的空间结构________(填“发生”或“不发生”)变化，将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。与被动运输相比，主动运输的特点是_______________________。(2)HgCl2是一种可以影响ATP水解的细胞代谢抑制剂，为探究主动运输是否需要能量，科研工作者设计了图1所示装置进行实验，实验结果如图2所示。①根据实验结果推断科研人员在实验前后需测定____________________。②比较乙组和甲组的结果，得出的结论是_______________________________。③与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是__________________________________。解析：(1)载体蛋白在运输