第12講 主動運輸與胞吞、胞吐-高考生物一輪復習講義（生物學必修1）（解析版）

第12講主動運輸與胞吞、胞吐考點一主動運輸1．運輸方向：逆濃度梯度，一般情況下物質分子從低濃度一側運輸?shù)礁邼舛纫粋取?．基本條件(1)細胞膜上相應載體蛋白的協(xié)助。(2)消耗細胞內化學反應所釋放的能量。3.特點(1)細胞膜上相應載體蛋白的協(xié)助。(2)載體蛋白的特點①具有特異性②與被轉運的離子或分子結合③轉運過程中空間結構發(fā)生變化④具有飽和性⑤可重復利用4．生理意義：通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質，從而保證細胞和個體生命活動的需要。5.據(jù)圖確定物質跨膜運輸?shù)姆绞剑篴是協(xié)助擴散，b、d是自由擴散，c是主動運輸。6.根據(jù)影響跨膜運輸因素的曲線確定運輸方式：（1）物質濃度：③②③②①①①是協(xié)助擴散，②是自由擴散，③是主動運輸。（2）氧氣濃度：②①②①①是被動運輸，②是主動運輸?？键c二胞吞與胞吐1．運輸?shù)奈镔|：大分子物質或顆粒性物質。2.特點：不需要載體，需要消耗能量。3.實例：（1）胞吞：細胞外→細胞內，消耗(消耗/不消耗)能量，如白細胞吞噬病菌、變形蟲攝食等。（2）胞吐：細胞內→細胞外，消耗(消耗/不消耗)能量，如消化酶、抗體、蛋白質類激素等分泌蛋白的分泌。4.物質跨膜運輸方式的比較運輸方式運輸方向是否需要轉運蛋白是否消耗能量圖例舉例被動運輸自由擴散順濃度梯度不需要不消耗小部分水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等出入細胞協(xié)助擴散順濃度梯度需要載體蛋白或通道蛋白不消耗人的紅細胞吸收葡萄糖，腎小管細胞吸收水主動運輸逆濃度梯度需要載體蛋白消耗小腸上皮細胞吸收氨基酸等胞吞細胞外→細胞內不需要消耗變形蟲攝取食物胞吐細胞內→細胞外不需要消耗分泌蛋白的分泌考點三物質跨膜運輸?shù)姆绞脚c細胞膜結構的關系1．協(xié)助擴散和主動運輸依賴細胞膜上轉運蛋白的種類和數(shù)量，或轉運蛋白空間結構的變化，這也是細胞膜具有選擇透過性的結構基礎。2．胞吞和胞吐也需要膜上蛋白質的參與，更離不開磷脂雙分子層的流動性。3.有關物質出入細胞方式的幾個“不要漏掉”(1)需要載體蛋白協(xié)助的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉協(xié)助擴散。(2)消耗能量的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉胞吞和胞吐。(3)從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協(xié)助擴散。(4)影響協(xié)助擴散運輸速率的因素除載體蛋白數(shù)量外，不要漏掉濃度差。(5)與主動運輸有關的細胞器除供能的線粒體外，不要漏掉載體蛋白的合成場所——核糖體。【典型真題訓練】一、單選題1．（2022·全國·高考真題）鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發(fā)揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長，預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是（

）A．細胞中有以無機離子形式存在的鈣B．人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層C．適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收D．人體血液中鈣離子濃度過低易出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象【答案】B【詳解】A、細胞中有以無機離子形式存在的鈣，也有以化合物形式存在的鈣（如CaCO3），A正確；B、Ca2+不能自由通過細胞膜的磷脂雙分子層，需要載體協(xié)助，B錯誤；C、維生素D能有效地促進人體腸道對鈣和磷的吸收，故適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收，C正確；D、哺乳動物的血液中必須含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，會出現(xiàn)抽搐等癥狀，D正確。2．（2021·江蘇·高考真題）細胞可運用不同的方式跨膜轉運物質，下列相關敘述錯誤的是（

）A．物質自由擴散進出細胞的速度既與濃度梯度有關，也與分子大小有關B．小腸上皮細胞攝入和運出葡萄糖與細胞質中各種溶質分子的濃度有關C．神經細胞膜上運入K+的載體蛋白和運出K+的通道蛋白都具有特異性D．腎小管上皮細胞通過主動運輸方式重吸收氨基酸【答案】B【詳解】A、物質通過自由擴散的方式進出細胞的速度與濃度梯度有關，也與分子大小有關，A正確；B、小腸上皮細胞攝入和運出葡萄糖與細胞質中葡萄糖分子的濃度有關，與細胞質中其他溶質分子的濃度無關，B錯誤；C、膜轉運蛋白包括載體蛋白和通道蛋白，二者都具有特異性，載體蛋白只允許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，通道蛋白只允許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過，C正確；D、腎小管上皮細胞重吸收氨基酸的方式是主動運輸，D正確。3．（2021·湖北·高考真題）紅細胞在高滲NaCl溶液（濃度高于生理鹽水）中體積縮小，在低滲NaCl溶液（濃度低于生理鹽水）中體積增大。下列有關該滲透作用機制的敘述，正確的是（

）A．細胞膜對Na+和Cl-的通透性遠高于水分子，水分子從低滲溶液擴散至高滲溶液B．細胞膜對水分子的通透性遠高于Na+和Cl-，水分子從低滲溶液擴散至高滲溶液C．細胞膜對Na+和Cl-的通透性遠高于水分子，Na+和Cl-從高滲溶液擴散至低滲溶液D．細胞膜對水分子的通透性遠高于Na+和Cl-，Na+和Cl-從高滲溶液擴散至低滲溶液【答案】B【詳解】大多數(shù)水分子以協(xié)助擴散的方式進出細胞，少數(shù)水分子以自由擴散的方式進出細胞，而Na+和Cl-以主動運輸?shù)姆绞竭M出紅細胞。自由擴散和協(xié)助擴散比主動運輸更容易，故細胞膜對水分子的通透性遠高于Na+和Cl-。由于自由擴散和協(xié)助擴散都是順濃度梯度運輸，主動運輸是逆濃度梯度運輸，故水分子從低滲溶液擴散至高滲溶液，Na+和Cl-從低滲溶液擴散至高滲溶液，B正確，ACD錯誤。4．（2021·山東·高考真題）液泡是植物細胞中儲存Ca2+的主要細胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解無機焦磷酸釋放的能量跨膜運輸H+，建立液泡膜兩側的H+濃度梯度。該濃度梯度驅動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進行進入液泡并儲存。下列說法錯誤的是（

）A．Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式屬于協(xié)助擴散B．Ca2+通過CAX的運輸有利于植物細胞保持堅挺C．加入H+焦磷酸酶抑制劑，Ca2+通過CAX的運輸速率變慢D．H+從細胞質基質轉運到液泡的跨膜運輸方式屬于主動運輸【答案】A【詳解】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+順濃度梯度產生的勢能提供，A錯誤；B、Ca2+通過CAX的運輸進入液泡增加細胞液的濃度，細胞液的滲透壓，有利于植物細胞從外界吸收水分，有利于植物細胞保持堅挺，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+從細胞質基質轉運到液泡的跨膜運輸方式需要水解無機焦磷酸釋放的能量來提供，為主動運輸，D正確。5．（2020·海南·高考真題）ABC轉運蛋白是一類跨膜轉運蛋白，參與細胞吸收多種營養(yǎng)物質，每一種ABC轉運蛋白對物質運輸具有特異性。ABC轉運蛋白的結構及轉運過程如圖所示，下列有關敘述正確的是（

）A．ABC轉運蛋白可提高O2的跨膜運輸速度B．ABC轉運蛋白可協(xié)助葡萄糖順濃度梯度進入細胞C．Cl-和氨基酸依賴同一種ABC轉運蛋白跨膜運輸D．若ATP水解受阻，ABC轉運蛋白不能完成轉運過程【答案】D【詳解】A、O2的跨膜運輸方式為自由擴散，不需要載體蛋白協(xié)助，A錯誤；B、據(jù)圖可知：ABC轉運蛋白發(fā)揮作用過程伴隨水解ATP，產生能量，葡萄糖順濃度梯度進入細胞不需要耗能，B錯誤；C、據(jù)題干信息可知“每一種ABC轉運蛋白對物質運輸具有特異性”，故Cl-和氨基酸跨膜運輸依賴的轉運蛋白不同，C錯誤；D、據(jù)圖可知，ABC轉運蛋白的功能發(fā)揮伴隨ATP水解的過程，故若ATP水解受阻，ABC轉運蛋白不能完成轉運過程，D正確。6．（2020·江蘇·高考真題）圖①~⑤表示物質進、出小腸上皮細胞的幾種方式，下列敘述正確的是（

）A．葡萄糖進、出小腸上皮細胞方式不同B．Na+主要以方式③運出小腸上皮細胞C．多肽以方式⑤進入細胞，以方式②離開細胞D．口服維生素D通過方式⑤被吸收【答案】A【詳解】A、葡萄糖進入小腸上皮細胞的方式為主動運輸，運出小腸上皮細胞的方式為協(xié)助擴散，A正確；B、由圖示可知，Na+主要以②主動運輸?shù)姆绞竭\出小腸上皮細胞，B錯誤；C、多肽以⑤胞吞的方式進入細胞，以胞吐方式離開細胞，C錯誤；D、維生素D屬于固醇類，進入細胞的方式為④自由擴散，D錯誤。7．（2020·全國·高考真題）取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度（單位為g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組（甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍）。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發(fā)現(xiàn)甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質交換。據(jù)此判斷下列說法錯誤的是（

）A．甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高B．若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零C．若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細胞可能發(fā)生了質壁分離D．若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細胞的凈吸水量乙組大于甲組【答案】D【詳解】A、由題干信息可知，葉細胞與溶液之間無溶質交換，而甲組的甲糖溶液濃度升高，則可能是由于葉細胞的細胞液濃度大于甲糖溶液物質的量濃度，引起了細胞吸水，A正確；B、若乙糖溶液濃度不變，說明乙糖溶液物質的量濃度與葉細胞的細胞液濃度相等，葉細胞凈吸水量為零，B正確；C、若乙糖溶液濃度降低，說明細胞失水，葉肉細胞可能發(fā)生了質壁分離，C正確；D、若乙糖溶液濃度升高，說明乙糖溶液物質的量濃度低于葉細胞的細胞液濃度，細胞吸水，而乙糖溶液的物質的量濃度約為甲糖溶液的2倍，因此葉細胞的凈吸水量應是乙組小于甲組，D錯誤。8．（2019·全國·高考真題）某種H﹢-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉運H﹢。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細胞懸浮在一定pH的溶液中（假設細胞內的pH高于細胞外），置于暗中一段時間后，溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組，一組照射藍光后溶液的pH明顯降低；另一組先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制劑（抑制ATP水解），再用藍光照射，溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結果，下列推測不合理的是A．H﹢-ATPase位于保衛(wèi)細胞質膜上，藍光能夠引起細胞內的H﹢轉運到細胞外B．藍光通過保衛(wèi)細胞質膜上的H﹢-ATPase發(fā)揮作用導致H﹢逆濃度梯度跨膜運輸C．H﹢-ATPase逆濃度梯度跨膜轉運H﹢所需的能量可由藍光直接提供D．溶液中的H﹢不能通過自由擴散的方式透過細胞質膜進入保衛(wèi)細胞【答案】C【詳解】載體蛋白位于細胞膜上，根據(jù)題意可知，照射藍光后溶液的pH值明顯下降，說明H+含量增加，進而推知：藍光能夠引起細胞內H+轉運到細胞外，A正確；對比②中兩組實驗可知，藍光引起細胞內H+轉運到細胞外需要通過H+-ATPase，且原先細胞內pH值高于細胞外，即細胞內H+濃度低于細胞外，因此該H+為逆濃度梯度轉運，B正確；由題意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉運H+，C錯誤；由①中的實驗可知，最初細胞內pH值高于細胞外，即細胞內H+濃度低于細胞外，但暗處理后溶液濃度沒有發(fā)生變化，說明溶液中的H+不能通過自由擴散的方式透過細胞質膜進入保衛(wèi)細胞，D正確。9．（2018·海南·高考真題）小麥種子萌發(fā)過程中，α-淀粉酶在糊粉層的細胞中合成，在胚乳中分解淀粉。該酶從糊粉層細胞排到細胞外的方式是（）A．順濃度梯度經自由擴散排出 B．逆濃度梯度經協(xié)助擴散排出C．通過離子通道排出 D．含該酶的囊泡與質膜融合排出【答案】D【詳解】α-淀粉酶的化學本質是蛋白質，該酶從糊粉層細胞排到細胞外的方式是高爾基體形成囊泡，與質膜融合排出，即運輸方式是胞吐，體現(xiàn)質膜的流動性。A、B、C均錯誤，D正確。故選D。10．（2018·海南·高考真題）將水稻幼苗培養(yǎng)在含

MgSO4的培養(yǎng)液中，一段時間后，發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液中Mg2+和SO42-的含量下降，下列敘述不合理的是（）A．Mg2+通過自由擴散進入根細胞 B．MgSO4必須溶解在水中才能被根吸收C．根吸收的Mg2+可以參與葉綠素的形成 D．降低溫度會影響水稻根系對Mg2+的吸收【答案】A【詳解】A、Mg2+

通過主動運輸進入根細胞，A錯誤；B、MgSO4

必須溶解在水中以離子形式，才能被根吸收，B正確；C、Mg

是葉綠素的重要組成元素，所以根吸收的Mg2+可以參與葉綠素的形成，C正確；D、降低溫度會影響膜的流動性和酶的活性，從而影響細胞呼吸，則對

Mg2+

的吸收也會造成影響，D正確。11．（2018·全國·高考真題）下列有關物質跨膜運輸?shù)臄⑹觯_的是A．巨噬細胞攝入病原體的過程屬于協(xié)助擴散B．固醇類激素進入靶細胞的過程屬于主動運輸C．神經細胞受到刺激時產生的Na+內流屬于被動運輸D．護膚品中的甘油進入皮膚細胞的過程屬于主動運輸【答案】C【詳解】病原體屬于顆粒性物質，顆粒性物質或大分子物質進出細胞的方式為胞吞和胞吐，因此巨噬細胞攝入病原體的過程屬于胞吞，A錯誤；固醇類激素的化學本質是脂質，脂溶性物質以自由擴散的方式進入靶細胞，B錯誤；神經細胞內的Na＋濃度比細胞膜外低，受刺激時，產生的Na＋內流是順濃度梯度進行的，屬于被動運輸，C正確；甘油是脂溶性小分子物質，以自由擴散的方式進入細胞，D錯誤。12．（2018·全國·高考真題）下列有關植物根系吸收利用營養(yǎng)物質元素的敘述，錯誤的是（）A．在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中N2和NO3-B．農田適時松土有利于農作物根細胞對礦質元素的吸收C．土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可被根系吸收D．給玉米施肥過多，會因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象【答案】A【詳解】植物根細胞從土壤中能吸收無機鹽，但無機鹽需以離子形成存在，所以N2不能直接吸收利用，A錯誤；根細胞吸收礦質元素的方式是主動運輸，主動運輸需要消耗能量，農田適時松土能促進根系的有氧呼吸，為根細胞吸收礦質元素提供更多的能量，因此農田適時松土有利于農作物根細胞對礦質元素的吸收，B正確；土壤中微生物可以分解植物秸稈中的有機物，產生無機鹽離子，從而可以被根系吸收，C正確；給玉米施肥過多時，會使土壤溶液濃度過高，大于根系細胞溶液的濃度，植物細胞失水，導致植物因失水而萎蔫，引起“燒苗”現(xiàn)象，D正確。13．（2017·海南·高考真題）將生長狀態(tài)一致的某種植物幼苗分成甲、乙兩組，分別移入適宜的營養(yǎng)液中在光下培養(yǎng)，并給甲組的營養(yǎng)液適時通入空氣，乙組不進行通氣處理。一定時間后測得甲組的根對a離子的吸收速率遠大于乙組的。關于這一實驗現(xiàn)象，下列說法錯誤的是（）A．給營養(yǎng)液通入空氣有利于該植物的生長B．根細胞對a離子的吸收過程屬于自由擴散C．根細胞對a離子的吸收過程有能量的消耗D．根細胞的有氧呼吸有利于根對a離子的吸收【答案】B【詳解】由題目給的信息“在光下給甲組通入空氣，乙組不進行通氣處理，甲組的根對a離子的吸收速率遠大于乙組的”說明根對a離子的吸收為主動運輸過程；主動運輸需要載體與能量，B錯誤，C正確；給營養(yǎng)液通入的空氣中含有氧氣，根細胞獲得氧氣，有氧呼吸能正常進行，有利于根對a的吸收，有利于該植物的生長，A、D正確。解析題14.（2021·全國·高考真題）植物的根細胞可以通過不同方式吸收外界溶液中的K+?；卮鹣铝袉栴}：（1）細胞外的K+可以跨膜進入植物的根細胞。細胞膜和核膜等共同構成了細胞的生物膜系統(tǒng)，生物膜的結構特點是_______。（2）細胞外的K+能夠通過離子通道進入植物的根細胞。離子通道是由_______復合物構成的，其運輸?shù)奶攸c是_______（答出1點即可）。（3）細胞外的K+可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細胞對K+的吸收速率降低，原因是_______?！敬鸢浮?/p>

具有一定的流動性

蛋白質

順濃度梯度運輸或不消耗能量

細胞逆濃度梯度吸收K+是主動運輸過程，需要能量，呼吸抑制劑會影響細胞呼吸供能，故使細胞主動運輸速率降低【解析】（1）生物膜的結構特點是具有一定的流動性。（2）離子通道是由蛋白質復合物構成的，通過離子通道的運輸相當于協(xié)助擴散，其運輸特點是順濃度梯度運輸或不消耗能量。（3）細胞外的K+可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞?？芍侵鲃舆\輸過程，主動運輸需要消耗能量，而細胞中的能量由細胞呼吸提供，因此呼吸抑制劑會影響細胞對K+的吸收速率。15．（2019·海南·高考真題）在適宜條件下，測得的某植物根細胞對a、b兩種物質的吸收速率與外界溶液中這兩種物質濃度的關系如圖所示（a、b兩條曲線分別代表植物根細胞對不同濃度a、b兩種物質的吸收速率）?；卮鹣铝袉栴}。（1）根據(jù)實驗結果發(fā)現(xiàn)a是通過自由擴散方式跨膜運輸?shù)?。自由擴散的含義是________。（2）實驗結果