备考2025届高考生物一轮复习【分层练习】第2章课时4物质出入细胞的方式及影响因素

第2章细胞的基本结构和物质的运输课时4物质出入细胞的方式及影响因素一、选择题1.[2024武威模拟]下列物质进出细胞的实例中，不需要载体蛋白协助，但需要消耗能量的是（D）A.人体成熟红细胞从血浆中吸收葡萄糖B.肾小管上皮细胞吸收K＋C.叶绿体中的氧气进入线粒体D.胰岛B细胞分泌胰岛素解析人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，该过程需要载体蛋白协助，但不需要消耗能量，A不符合题意；肾小管上皮细胞吸收K＋的方式为主动运输，该过程需要载体蛋白和能量，B不符合题意；氧气进入线粒体的方式为自由扩散，该过程不需要载体蛋白和能量，C不符合题意；胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，该过程不需要载体蛋白，但需要消耗能量，D符合题意。2.[2024福州一中模拟]大分子物质可以通过胞吞、胞吐的方式进出细胞，下列说法错误的是（A）A.该过程不需要与膜上蛋白质结合B.该过程伴随细胞膜的更新C.胞吞形成的囊泡可被溶酶体降解D.该过程需要代谢提供能量解析胞吞、胞吐过程需要细胞膜上的蛋白质的识别等作用，需要与膜上的蛋白质结合，A错误；胞吞、胞吐的过程涉及膜的融合过程，该过程中伴随细胞膜的更新，B正确；溶酶体是细胞的“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器，胞吞形成的囊泡可被溶酶体降解，C正确；胞吞、胞吐的过程需要细胞代谢提供能量，D正确。3.[2024仙桃模拟]材料1：研究发现水通过肾小管的速度大大超过了水穿过人工膜（只由磷脂双分子层构成）的速度，蛋白A在肾小管细胞膜中含量丰富。材料2：科学家将蛋白A结合到由人工膜构成的脂质体上，将其置于低浓度外界溶液中，脂质体迅速膨胀至破裂。材料3：科学家把蛋白A基因导入非洲爪蟾的卵母细胞使细胞膜上也具有了蛋白A，置于低浓度的外界溶液中，非洲爪蟾卵母细胞也会迅速膨胀。阅读材料，下列说法错误的是（B）A.材料1说明水分子进出细胞存在除自由扩散之外的方式B.材料2导入蛋白A的脂质体通过主动运输吸收水分C.上述3个材料表明蛋白A是水分子进出细胞的通道蛋白D.不同组织细胞膜上通道蛋白的种类和数量一般不同解析人工膜只由磷脂双分子层构成，肾小管细胞膜富含蛋白A，且水通过肾小管的速度大大超过了水穿过人工膜的速度，说明水分子进出细胞存在除自由扩散之外的方式，A正确；材料2导入蛋白A的脂质体，在低浓度外界溶液中，迅速吸水膨胀至破裂，但不消耗能量，是通过协助扩散方式吸收水分的，B错误；上述3个材料表明蛋白A是水分子进出细胞的通道蛋白，C正确；不同组织细胞的功能有差异，所以不同组织细胞膜上通道蛋白的种类和数量一般不同，D正确。4.[2023福州质检]囊性纤维化患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染，相关机理如图所示。下列叙述错误的是（D）A.图中Cl－的运输方式为主动运输B.CFTR蛋白异常关闭，影响H2O向外扩散C.CFTR蛋白转运Cl－过程中自身的构象发生改变D.CFTR蛋白转运Cl－过程中形成与之适配的通道解析图中Cl－是逆浓度梯度运输的，需要ATP水解释放的能量，属于主动运输，A正确。CFTR蛋白异常关闭，细胞内Cl－浓度增大，影响H2O向外扩散，B正确。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白。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；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。CFTR蛋白是载体蛋白，CFTR蛋白转运Cl－过程中自身的构象发生改变，C正确、D错误。5.[2023广东六校第一次联考]如图为物质a进入细胞的示意图（图中“●”表示物质a）。据图判断，下列叙述错误的是（A）A.X与物质a结合后不会产生自身构象的改变B.物质a进入细胞的方式是协助扩散C.物质a的运输速率受细胞膜上X数量的限制D.X表示载体蛋白解析据图可知，X与物质a结合后自身构象会发生改变，A错误；图中物质a进入细胞是顺浓度梯度进行的，需要载体蛋白协助，不需要消耗能量，所以物质a进入细胞的方式为协助扩散，其中X为载体蛋白，B、D正确；在协助扩散过程中，物质的运输速率受细胞膜上载体蛋白数量的限制，C正确。6.[2023河南联考]Na＋跨膜运输会使细胞内pH发生改变，引起紫色洋葱鳞片叶表皮细胞花青素颜色由浅紫色逐渐变为深蓝色。加入细胞呼吸抑制剂后，颜色的改变过程减缓。根据以上信息，判断下列分析错误的是（C）A.花青素颜色不同时，细胞液的pH不同B.Na＋的跨膜运输需要膜载体蛋白的协助C.Na＋浓度是限制其跨膜运输速率的主要因素D.Na＋的跨膜运输方式是主动运输，会消耗ATP解析由题意可知，pH改变会使紫色洋葱鳞片叶表皮细胞花青素颜色由浅紫色逐渐变为深蓝色，A正确；由题中“加入细胞呼吸抑制剂后，颜色的改变过程减缓”可知，Na＋的跨膜运输属于主动运输，需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助，B、D正确；影响主动运输速率的因素主要是温度、O2浓度、载体蛋白的种类和数量，C错误。7.[2023武汉调研]细胞质酸化是植物面临的生存威胁之一。液泡可对细胞内的pH起调节作用，这与液泡膜上的质子泵（H＋载体蛋白）密切相关，质子泵利用ATP水解产生的能量将H＋泵入液泡，以维持细胞质pH稳定（如图所示）。下列叙述错误的是（C）A.质子泵也是一种能催化ATP水解的酶B.质子泵转运H＋的过程属于主动运输C.细胞外环境、细胞质基质、液泡液三者中，pH最大的是液泡液D.细胞膜上的质子泵也有助于缓解细胞质酸化解析由图可知，质子泵既是H＋载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶，A正确；质子泵在转运H＋时，需要消耗能量，该过程为主动运输，B正确；结合图示可知，H＋以主动运输方式进入液泡或排出细胞，方向为低→高，因此细胞质基质中的H＋浓度低，其pH最大，C错误；细胞膜上的质子泵可以将细胞质中的H＋运出细胞，从而缓解细胞质酸化，D正确。8.[2023河南名校联考]如图是某种小分子物质进入细胞时运输速率与O2浓度的关系曲线，其他环境因素都是适宜的。下列有关叙述正确的是（D）A.该物质进入细胞不需要载体蛋白协助B.该曲线可表示O2进入组织细胞的运输速率和O2浓度的关系C.A点时运输速率低是由于没有能量提供D.BC段限制运输速率的因素是细胞膜上转运该物质的载体蛋白的数量解析题图中物质进入细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白协助，A错误；O2进入组织细胞的方式为自由扩散，不需要能量，B错误；A点时运输速率低是由于细胞通过无氧呼吸供能，提供能量较少，C错误；BC段物质运输速率不再升高的原因是细胞膜上转运该物质的载体蛋白的数量有限，D正确。9.[2023南京六校联考]如图所示，载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的Na＋浓度差完成相应物质的逆浓度梯度运输。下列叙述正确的是（D）A.图中所示过程充分体现了细胞膜具有流动性B.图中细胞对C6H12O6的吸收方式属于协助扩散C.图中Na＋－K＋泵只具有转运物质的功能，不具有催化功能D.图中上面是胞外，下面是胞内，胞外pH低于胞内pH解析图中物质的运输依赖具有专一性的载体蛋白，体现了细胞膜的功能特点——选择透过性，A错误；据题干信息可知，细胞膜两侧的Na＋浓度差产生的化学势能为细胞吸收C6H12O6提供了能量，因此图中细胞吸收C6H12O6的方式为主动运输，B错误；据图示分析可知，Na＋－K＋泵既能转运K＋、Na＋，又能催化ATP水解，C错误；ATP水解发生在细胞内，因此图中下面为胞内，上面是胞外，载体蛋白2依赖于Na＋顺浓度梯度产生的化学势能将H＋运出细胞，胞外H＋多，因此胞外pH低于胞内pH，D正确。10.[2023四省名校联考]丽藻是一种水生植物，其细胞液与它生活的池水中多种离子的浓度比如表所示。下列说法错误的是（C）离子K＋Cl－Na＋SO细胞液浓度/池水浓度10651004625A.丽藻细胞对以上离子的吸收方式均为主动运输B.丽藻细胞对以上离子的吸收速率会受环境温度影响C.丽藻细胞对以上离子的吸收与细胞膜的流动性无关，但与细胞膜的选择透过性有关D.无氧条件下，丽藻细胞对以上离子的吸收速率也不会为0解析从表中信息可知，4种离子在细胞液中的浓度均高于池水中的浓度，因此丽藻细胞吸收这4种离子是逆浓度梯度进行的，吸收方式均为主动运输，A正确；主动运输需要消耗能量，而温度会影响膜上分子的运动以及呼吸酶的活性，进而影响细胞对离子的主动吸收，B正确；细胞膜对物质的吸收具有选择透过性，其基础是细胞膜的流动性，丽藻细胞对离子的吸收与细胞膜的流动性有关，C错误；无氧条件下，丽藻细胞无氧呼吸产生的ATP可为主动运输提供能量，对4种离子的吸收速率不为0，D正确。二、非选择题11.[8分]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，可以按照生命活动所需吸收营养物质，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下，载体蛋白的空间结构发生（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，主动运输的特点是逆浓度梯度运输、需要消耗能量。（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。图1图2①根据实验结果推断科研人员在实验前后需测定溶液中磷酸盐的浓度。②比较乙组和甲组的结果，得出的结论是主动运输需要消耗能量（或能量供应不足会影响主动运输）。③与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩组织细胞膜上载体蛋白数量少（答案合理即可）。解析（1）载体蛋白在运输相应的物质时，其空间结构会发生变化，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，主动运输具有逆浓度梯度运输、需要消耗能量的特点。（2）①根据柱形图的纵轴是实验前后溶液中磷酸盐浓度差可知，需要在实验前后测定溶液中磷酸盐的浓度。②HgCl2是一种可以影响ATP水解的细胞代谢抑制剂，乙组锥形瓶中加入了HgCl2溶液，说明其能量供应不足，影响了细胞吸收磷酸盐的量，因此可得出结论：主动运输需要消耗能量（或能量供应不足会影响主动运输）。③甲组中材料是成熟胡萝卜片，丙组中材料是幼嫩胡萝卜片，其他条件都相同，推测丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩组织细胞膜上载体蛋白数量少。一、选择题12.[2024济南模拟]当细胞通过胞吞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质识别并结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部；细胞需要胞吐大分子时，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。下列说法错误的是（A）A.细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞的大分子没有识别功能B.胞吞、胞吐过程的发生需要细胞提供能量C.胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解D.附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质分泌到细胞外的过程属于胞吐解析由题意可知，当细胞胞吞大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质识别并结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，可见细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞的大分子有识别功能，A错误；胞吞、胞吐依赖细胞膜的流动性，该过程的发生需要细胞提供能量，B正确；溶酶体内含多种水解酶，胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解，C正确；附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质是分泌蛋白，其分泌到细胞外的过程属于胞吐，D正确。13.[2024安徽六校联考]如图表示ATP为Ca2＋主动运输供能的过程，ATP分子末端磷酸基团脱离后与转运Ca2＋的蛋白质结合，从而使其磷酸化，转运Ca2＋的蛋白质的空间结构发生变化，活性也会改变。下列相关分析错误的是（B） A.转运Ca2＋的蛋白质的磷酸化导致其空间结构发生变化，该过程伴随着能量的转移B.转运Ca2＋的蛋白质本质上是通道蛋白，加入蛋白质变性剂会降低Ca2＋跨膜转运的速率C.转运Ca2＋的蛋白质既具有运输Ca2＋的作用也能催化ATP水解D.ATP分子末端脱去两个磷酸基团后的产物可作为合成mRNA的原料解析转运Ca2＋的蛋白质是载体蛋白，ATP分子末端磷酸基团脱离后与载体蛋白结合，载体蛋白发生磷酸化，这一过程伴随着能量的转移，A正确、B错误；由题图可知，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白可以催化ATP水解，C正确；ATP分子末端脱去两个磷酸基团后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成mRNA的原料，D正确。14.[2024泰安一中检测，多选]在哺乳动物细胞中发现的水通道蛋白（AQPs）可分为水选择型（如AQP2）、水—甘油型（如AQP7）等。其中AQP2只运输水分子，AQP7既能运输水分子，又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等。下列说法正确的是（BC）A.仅有少量水分子通过AQPs进出细胞，多数水分子通过自由扩散的方式进出细胞B.通过AQPs进行水分子的跨膜运输比直接通过磷脂双分子层要快C.若抑制AQP2的活性，成熟红细胞在蒸馏水中破裂的时间会延长D.当机体缺氧时，细胞膜上AQP7排出尿素的速率会明显降低解析仅有少量水分子通过自由扩散的方式进出细胞，更多的水分子借助AQPs以协助扩散方式进出细胞，A错误；由于磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子以自由扩散的方式通过细胞膜时会受到一定阻碍，所以通过AQPs进行水分子的跨膜运输比直接通过磷脂双分子层要快，B正确；若抑制AQP2的活性，则通过AQPs进行水分子的跨膜运输受阻，成熟红细胞吸水的速率变慢，在蒸馏水中破裂的时间会延长，C正确；细胞膜上AQP7排出尿素的过程属于协助扩散，不需要能量，因此当机体缺氧时，细胞膜上AQP7排出尿素的速率不会受到影响，D错误。15.[2024揭阳段考]图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是（C）A.图甲中曲线a表示自由扩散，曲线b表示协助扩散或主动运输B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量C.图乙中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有选择透过性D.图乙中的胞吞和胞吐过程都需要消耗能量解析分析曲线可知，曲线a表示的运输方式的转运速率只与被转运分子的浓度有关，且与浓度呈正相关，曲线a表示自由扩散；曲线b表示的运输方式除与被转运分子的浓度相关外，还与载体蛋白的数量有关，属于协助扩散或主动运输，其最大转运速率可能与载体蛋白的数量有关，A、B正确。图乙中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜具有一定的流动性，C错误。胞吞和胞吐是耗能过程，需要细胞内部提供能量，D正确。16.[2023哈尔滨质检]如图是某细胞的细胞膜结构模型示意图。下列列举的物质运输方式错误的是（B）A.用高浓度的盐水杀菌时，细菌细胞通过a或d的方式失水死亡B.胰岛素通过图中c方式分泌到细胞外，此过程消耗能量C.人体红细胞内K＋浓度比血浆高30倍，K＋通过b方式进入红细胞D.植物叶肉细胞通过光合作用产生的氧气通过d方式释放到外界解析据图分析可知，①表示糖蛋白，②表示磷脂双分子层，Ⅰ表示细胞外，Ⅱ表示细胞内。因为不清楚细菌细胞膜上水通道蛋白的含量，因此细菌细胞内的水分子以自由扩散或协助扩散的方式运输到细胞外，A正确。胰岛素分泌到细胞外的方式是胞吐，不需要载体蛋白，但消耗能量；而c方式既需要载体蛋白，又消耗能量，是主动运输，B错误。人体红细胞内的K＋浓度远远大于血浆中的，K＋由血浆进入红细胞的方式是主动运输，即图中b方式，C正确。氧气等气体分子以自由扩散的方式进出细胞，图中d方式表示自由扩散，D正确。17.氰化物是一种剧毒物质，其可抑制[H]与O2的结合，使组织细胞不能利用O2。如图为研究植物根尖细胞吸收K＋的相关实验结果示意图。下列分析错误的是（D） A.根据图甲可以判断植物根尖细胞吸收K＋的方式属于主动运输B.图甲中，4h后O2消耗速率下降可能是因为根尖细胞外K＋浓度降低C.图乙中，4h后根尖细胞吸收K＋所消耗的能量可能来自无氧呼吸D.图乙中，加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率不变解析据图甲分析可知，加入KCl后，一段时间内O2消耗速率增大，有氧呼吸可以提供能量，说明植物根尖细胞吸收K＋需要消耗能量，推测植物根尖细胞吸收K＋的方式属于主动运输，A正确；图甲中，4h后O2消耗速率下降可能是因为根尖细胞外K＋浓度降低，细胞可吸收的K＋量减少，消耗的能量减少，B正确；图乙中，加入氰化物后，K＋吸收速率降低，又知氰化物可以抑制[H]和O2结合，使组织细胞不能利用O2，即抑制细胞有氧呼吸的过程，故推测4h后根尖细胞吸收K＋所消耗的能量可能来自无氧呼吸，C正确；氰化物可使组织细胞不能利用O2，故图乙中，加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率下降，D错误。二、非选择题18.[11分]研究发现，水分子存在两种跨膜运输机制：一种是自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某兴趣小组为探究肾小管上皮细胞的吸水方式，进行了如下实验。步骤相关操作①实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液乙组：肾小管上皮细胞＋X②将甲、乙两组制成装片，，显微镜观察③统计一段时间内细胞破裂的数目注：Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性。回答下列问题：（1）自由扩散与协助扩散的共同点有都是顺浓度梯度进行跨膜运输；不需要消耗能量（答出两点）。（2）该实验选择肾小管上皮细胞作为实验材料的原因是肾小管上皮细胞含有较多的水通道蛋白。步骤①中“X”应为等量的生理盐水。步骤②中横线处的具体操作是在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸引流，重复多次。（3）实验结果及结论分析：若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水进入肾小管上皮细胞的主要方式是自由扩散；若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，说明水进入肾小管上皮细胞的主要方式是通过水通道蛋白的协助扩散。解析（1）自由扩散和协助扩散都是被动运输，都是顺浓度梯度进行跨膜运输，不需要消耗能量。（2）该实验的目的是探究肾小管上皮细胞的吸水方式是自由扩散还是通过水通道蛋白的协助扩散。肾小管上皮细胞含有较多的水通道蛋白，因此，肾小管上皮细胞是该实验的合适材料。根据实验设计的控制变量原则，无关变量要保持相同且适宜，实验中只能有一个自变量，因此步骤①中参照甲组可知乙组的X为等量的生理盐水。步骤②中横线处的具体操作是在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸引流，重复多次。（3）由于Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性，若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜运输不需要通道蛋白，则水进入肾小管上皮细胞的主要方式是自由扩散；若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，说明无水通道蛋白，水基本不能跨膜运输，则水进入肾小管