高中生物《高中全程學習方略》2025版第4章　第2節(jié)　主動運輸與胞吞、胞吐含答案

高中生物《高中全程學習方略》2025版第4章第2節(jié)主動運輸與胞吞、胞吐含答案第2節(jié)主動運輸與胞吞、胞吐【學習目標】1.科學思維:運用結(jié)構(gòu)與功能觀,說出細胞膜的特性與胞吞、胞吐的關系。2.科學探究:基于給定的事實,設計探究物質(zhì)跨膜運輸?shù)倪^程。3.科學思維:采用比較與歸納的方法,說出主動運輸與被動運輸?shù)年P系?！舅季S導圖】必備知識·認知導學一、主動運輸1.特點:(1)運輸方向:逆濃度跨膜運輸。(2)物質(zhì)協(xié)助:需要專一載體蛋白協(xié)助。(3)能量:需細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量推動。2.過程:結(jié)合:物質(zhì)與膜上載體蛋白的特定部位結(jié)合。轉(zhuǎn)運:(1)能量推動。(2)載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。(3)物質(zhì)從細胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)。3.意義:(1)選擇吸收所需要的物質(zhì)。(2)排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。二、胞吞與胞吐1.過程:類型過程胞吞細胞外大分子→與細胞膜結(jié)合↓進入細胞內(nèi)←形成囊泡←形成小囊胞吐細胞內(nèi)大分子→形成囊泡↓排出細胞外←與細胞膜融合2.條件:(1)細胞膜結(jié)構(gòu)具有流動性。(2)消耗細胞內(nèi)化學反應釋放的能量。3.意義:保證蛋白質(zhì)和多糖等生物大分子的運輸。

【教材深一度】(P71思考·討論)胞吞、胞吐是大分子物質(zhì),如蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖等進出細胞的方式。以胞吞為例,這些物質(zhì)首先通過受體分子介導與膜上某種蛋白的特異性結(jié)合而附著于膜上,然后該部分膜內(nèi)陷,最終形成囊泡?！久鞅媸欠恰?畫“√”或“×”)(1)胞吞、胞吐過程會導致膜成分的更新。(√)(2)物質(zhì)運輸過程中的囊泡都來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。(×)分析:細胞內(nèi)的囊泡不都來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體,也可以來自細胞膜。(3)大分子有機物要通過載體蛋白的作用才能進入細胞內(nèi),并且要消耗能量。(×)分析:大分子有機物要通過胞吞方式進入細胞內(nèi),該過程不需要載體蛋白,但需要膜上蛋白的識別,并且要消耗能量。(4)胞吞形成的囊泡,在細胞內(nèi)可以被溶酶體降解。(√)(5)協(xié)助擴散和主動運輸需要細胞膜上的同一種載體蛋白。(×)分析:載體蛋白轉(zhuǎn)運物質(zhì)類別具有專一性,主要是載體蛋白分子有特定區(qū)域與轉(zhuǎn)運物質(zhì)特異性結(jié)合。(6)抑制細胞呼吸對自由擴散和主動運輸?shù)霓D(zhuǎn)運速率均有影響。(×)分析:抑制細胞呼吸會減少能量的供給,自由擴散不消耗能量,但主動運輸需要消耗能量。關鍵能力·探究導思任務一主動運輸?shù)奶攸c【情境探究】(實驗情境)將小鼠的小腸絨毛上皮細胞置于含有7.0%的葡萄糖的培養(yǎng)液中進行實驗,一段時間后測定培養(yǎng)液中葡萄糖的剩余量,結(jié)果如表。組別培養(yǎng)條件培養(yǎng)液中葡萄糖的剩余量組1加入葡萄糖載體抑制劑7.0%組2加入呼吸抑制劑5.1%組3不做任何處理3.6%探究:(1)實驗中組1和組3對比,說明小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖需要什么條件?你的判斷依據(jù)是什么?提示:載體蛋白。組1葡萄糖載體受到抑制后,葡萄糖轉(zhuǎn)運速率下降,培養(yǎng)液中葡萄糖的剩余量增加。(2)實驗中組2和組3對比,說明小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖需要什么條件?你的判斷依據(jù)是什么?提示:消耗能量。組2呼吸受到抑制后,培養(yǎng)液中葡萄糖的剩余量增加。(3)以上對比實驗說明小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖屬于哪種跨膜運輸方式?為什么?提示:主動運輸。葡萄糖的跨膜運輸需要載體蛋白協(xié)助和消耗細胞代謝產(chǎn)生的能量?！練w納提升】1.主動運輸、協(xié)助擴散和胞吞、胞吐的區(qū)別:項目主動運輸胞吞和胞吐協(xié)助擴散方向逆濃度梯度與濃度無關順濃度梯度轉(zhuǎn)運蛋白需要不需要需要能量需要需要不需要圖例2.主動運輸?shù)哪Ｐ?[特別提醒](1)主動運輸所需的能量除ATP提供外,也可使用其他形式的能量。(2)主動運輸中生物膜上載體蛋白的數(shù)量是有限的,所以對應的跨膜運輸速率不與影響因素(如物質(zhì)濃度)一直呈正相關?！緦W以致用】1.甲、乙兩種物質(zhì)在細胞內(nèi)外的濃度情況如圖所示。在進行跨膜運輸時,下列說法正確的是()A.甲物質(zhì)運出細胞一定有載體蛋白的參與B.甲物質(zhì)進入細胞一定需要能量C.乙物質(zhì)運出細胞一定有載體蛋白的參與D.乙物質(zhì)進入細胞一定不需要能量【解析】選A。甲物質(zhì)在細胞外濃度高,細胞內(nèi)濃度低,所以甲物質(zhì)運出細胞是由低濃度一側(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蛋白,A正確;甲物質(zhì)進入細胞是從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè),即順濃度梯度進行的,一定不需要能量,屬于被動運輸,B錯誤;乙物質(zhì)細胞內(nèi)濃度高,細胞外濃度低,進入細胞時是主動運輸,需要能量和載體蛋白,出細胞時是順濃度梯度進行的,不一定需要載體蛋白,如自由擴散,C、D錯誤。2.(2024·武漢高一檢測)如圖是物質(zhì)跨膜運輸三種方式的示意圖,據(jù)圖分析,下列有關說法錯誤的是()(備注:ATP是能源物質(zhì),能夠為細胞代謝提供能量)A.脂溶性物質(zhì)易透過細胞膜,是因為組成細胞膜的主要成分有磷脂分子B.經(jīng)研究某動物會將體內(nèi)多余的鹽分通過方式①排出體外,說明其運輸方式為被動運輸C.葡萄糖是細胞內(nèi)主要的能源物質(zhì),進入細胞只能通過方式③D.對某動物的心臟施加某種毒素后,對Ca2+的吸收明顯減少,但不影響對K+和葡萄糖的吸收,原因可能是毒素抑制了心肌細胞膜上轉(zhuǎn)運C【解析】選C。脂溶性物質(zhì)容易過膜的原因是生物膜中主要成分有磷脂,其相應的原理是物質(zhì)的相似相溶原理,A正確;方式①的擴散方向是從高濃度到低濃度,并且需要載體蛋白,因此屬于被動運輸(協(xié)助擴散),B正確;葡萄糖分子進入紅細胞,是通過①協(xié)助擴散,葡萄糖分子進入小腸絨毛上皮細胞,是通過③主動運輸,C錯誤;K+、Ca2+和葡萄糖進入動物心肌細胞的方式均為主動運輸,毒素作用使心臟對Ca2+的吸收明顯減少,但不影響對K【借題發(fā)揮】毒素抑制了運輸Ca2+的載體蛋白的活性,但對K提示:專一性或特異性。載體蛋白需要同被運輸?shù)碾x子和分子結(jié)合,然后通過自身的構(gòu)象變化或移動完成物質(zhì)運輸。載體蛋白其分子上有結(jié)合點,只能與某一種物質(zhì)進行暫時性、可逆的結(jié)合和分離,并且一個特定的載體只運輸一種類型的化學物質(zhì),甚至一種分子或離子?！狙a償訓練】(2023·福州高一期末)物質(zhì)跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一,也是細胞膜的重要功能之一。如圖表示某種離子跨膜運輸?shù)倪^程,下列敘述正確的是()A.用呼吸抑制劑處理不會影響該離子的跨膜運輸B.圖中膜結(jié)構(gòu)一定是細胞膜C.這種運輸方式能夠保證活細胞主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)D.膜上載體蛋白結(jié)合離子后其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變【解析】選C。據(jù)圖分析可知,該離子的運輸方式需要能量,需要載體蛋白的協(xié)助,屬于主動運輸,用呼吸抑制劑處理會抑制細胞呼吸,能量產(chǎn)生受阻,會影響該離子的跨膜運輸,A錯誤;圖中的膜結(jié)構(gòu)不一定是細胞膜,有可能是細胞器膜,B錯誤;主動運輸能夠保證活細胞主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì),C正確;膜上載體蛋白與離子結(jié)合后構(gòu)象會發(fā)生改變,但這種改變是可逆的,D錯誤。任務二主動運輸?shù)挠绊懸蛩亍厩榫程骄俊?生產(chǎn)情境)某農(nóng)作物能通過Na+的外排來保持細胞內(nèi)低Na+水平,從而消除Na+的傷害。Na+的外排由位于細胞膜上的Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白調(diào)節(jié),Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白靠膜兩側(cè)的H+電化學梯度提供能量實現(xiàn)Na+的跨膜運輸。探究:(1)Na+排岀細胞的過程屬于哪種運輸方式?請說明理由。提示:主動運輸。細胞內(nèi)Na+濃度低,細胞外Na+濃度高,Na+外排轉(zhuǎn)運方向為逆濃度梯度,需要依靠H+電化學梯度提供能量。(2)如果某種藥物能夠?qū)е逻\輸H+的蛋白質(zhì)失活,會不會對該農(nóng)作物造成傷害?為什么?提示:會。會導致細胞內(nèi)Na+濃度過高,破壞細胞膜結(jié)構(gòu)。【歸納提升】影響物質(zhì)運輸速率的因素及曲線分析1.被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度:(1)模型構(gòu)建:(2)模型解讀:①被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度主要影響自由擴散和協(xié)助擴散。自由擴散中,被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度越大,運輸速率越大。②協(xié)助擴散或主動運輸中,當被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度較小時,隨被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度的增大,運輸速率也逐漸增大;被轉(zhuǎn)運物質(zhì)的濃度達到一定程度后,如P點以后運輸速率不再繼續(xù)增大,原因是受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量的限制。2.轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量:(1)模型構(gòu)建:(2)模型解讀:①自由擴散:不受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量的影響。②協(xié)助擴散:轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量越多,運輸速率越大。③主動運輸:載體蛋白數(shù)量達到一定程度后運輸速率不再增加,原因可能是受能量供應限制。3.能量:(1)模型構(gòu)建:(2)模型解讀:編號方式分析甲自由擴散、協(xié)助擴散自由擴散和協(xié)助擴散不消耗能量乙主動運輸O~A隨著能量增加,運輸速率增加,A點以后影響因素是載體蛋白的數(shù)量4.溫度:[特別提醒]影響主動運輸?shù)囊蛩?1)載體蛋白的種類和數(shù)量:決定所運輸?shù)奈镔|(zhì)的種類和數(shù)量。載體蛋白的數(shù)量有限,當細胞膜上的載體蛋白達到飽和時,細胞吸收相應物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增加。(2)能量:凡是影響細胞產(chǎn)生能量的因素都能影響主動運輸,如O2濃度、溫度等。【學以致用】1.某科學家在研究細胞膜運輸物質(zhì)時發(fā)現(xiàn)有下列四種關系,分別用下列四種曲線表示:在研究肝細胞運輸物質(zhì)X時,發(fā)現(xiàn)與曲線②和③相符,則細胞膜運輸物質(zhì)X的方式是()A.主動運輸 B.自由擴散C.胞吞和胞吐 D.協(xié)助擴散【解析】選D。曲線①表示物質(zhì)濃度與運輸速率呈正相關,其對應的運輸方式是自由擴散;曲線②表明物質(zhì)的運輸有飽和現(xiàn)象,可能是協(xié)助擴散或主動運輸,即需要轉(zhuǎn)運蛋白;曲線③表明運輸過程與O2濃度無關,即不需要能量;曲線④為主動運輸。由于肝細胞運輸物質(zhì)X時與曲線②和③相符,可斷定物質(zhì)X的運輸方式是協(xié)助擴散,D正確。2.(2024·長沙高一檢測)如圖是胡蘿卜在不同氧濃度下從硝酸鉀溶液中吸收K+和NO3-的曲線。影響A、B兩點和B、C兩點吸收速率不同的因素分別是A.載體蛋白數(shù)量、能量B.能量、載體蛋白數(shù)量C.載體蛋白數(shù)量、離子濃度D.能量、離子濃度【解析】選B。胡蘿卜吸收K+和NO3-的方式是主動運輸,需要載體蛋白協(xié)助,消耗能量。A、B兩點表示不同氧濃度下吸收NO3-的速率,載體蛋白相同,影響因素是能量;B、C兩點表示在同一氧濃度下吸收N【方法規(guī)律】影響曲線上點大小的因素(1)曲線①代表的正相關類型——影響曲線上點的主要因素是X軸上的變量。(2)曲線②代表在一定范圍內(nèi)曲線呈正相關類型——當曲線上的點未達最大值之前,影響因素是X軸上的變量;當曲線上的點達到最大值后,影響因素是除X軸上的變量外其他的變量?！狙a償訓練】如圖表示葡萄糖跨膜運輸?shù)倪^程,據(jù)圖分析正確的是()A.該膜中的載體蛋白也能運輸氨基酸B.該膜可能是紅細胞膜C.該方式發(fā)生在被轉(zhuǎn)運物質(zhì)從低濃度到高濃度運輸時D.與該過程有關的細胞器是線粒體和核糖體【解析】選B。題圖表示的是葡萄糖跨膜運輸?shù)膭討B(tài)過程,該膜中的載體蛋白不能運輸氨基酸,A錯誤;圖示過程并未標出消耗能量,而且需要載體,只有葡萄糖進入紅細胞屬于此種類型,所以該膜可能是紅細胞膜,B正確,C錯誤;該過程與線粒體無關,與核糖體有關,D錯誤。任務三胞吞和胞吐【情境探究】(圖形情境)觀察下圖物質(zhì)出入細胞的過程探究:(1)圖中上、下部分物質(zhì)出入細胞的方式分別是什么?提示:分別是胞吞、胞吐。(2)大分子物質(zhì)通過胞吞和胞吐進出細胞的結(jié)構(gòu)基礎是什么?提示:細胞膜的流動性。【歸納提升】1.結(jié)構(gòu)基礎: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。(1)胞吞過程中大分子物質(zhì)首先與膜上的特殊蛋白特異性結(jié)合并附著于膜上,通過這些受體分子的介導,受體所處的細胞膜內(nèi)陷,并最終從膜上脫落下來形成囊泡。(2)無論是胞吞過程中細胞膜內(nèi)陷形成的囊泡,還是胞吐過程中包裹著外排大分子的囊泡,與細胞膜的融合,均離不開膜的流動性。2.特征:胞吞和胞吐過程中形成的囊泡能快速地、大規(guī)模地形成和融合(即細胞攝入的或分泌的大分子能被收入囊泡中),是真核細胞的特征之一?！緦W以致用】1.下列過程可用題圖來表示的是()A.小腸上皮細胞吸收K+B.O2進入線粒體C.胰島B細胞向外分泌大分子物質(zhì)胰島素D.Na+進入人體腎臟細胞【解析】選C。本題考查胞吐過程。小腸絨毛上皮細胞對K+的吸收是主動運輸,A錯誤;氧氣進入線粒體是自由擴散,B錯誤;胰島B細胞向外分泌大分子物質(zhì)胰島素是胞吐,體現(xiàn)細胞膜的流動性,C正確;Na+進入人體腎臟細胞是主動運輸,D錯誤。2.受體介導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,下列有關敘述不正確的是()A.該過程以膜的流動性為基礎B.該過程不能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性C.Na+、K+D.受體介導的胞吞過程存在細胞識別并需要內(nèi)部供能【解析】選C。胞吞與胞吐均以膜的流動性為基礎,實現(xiàn)大分子物質(zhì)進出細胞,A正確;胞吞與胞吐過程不能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性,B正確;Na+、K+等無機鹽離子主要以主動運輸?shù)姆绞竭M出細胞,不能以此方式運輸,C錯誤;受體介導的胞吞過程消耗能量,且依賴細胞識別來實現(xiàn)(大分子與細胞膜上的受體分子特異性結(jié)合),D正確?！練w納總結(jié)】胞吞和胞吐的“對象”(1)“大分子物質(zhì)”類:蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖、膽固醇與脂蛋白形成的顆粒等。(2)激素、神經(jīng)遞質(zhì)類物質(zhì)。3.(2024·桂林高一期末)大型胞飲作用是一種特殊的胞吞作用,內(nèi)吞物與細胞膜上的受體結(jié)合后,細胞膜形成皺褶包裹內(nèi)吞物形成囊泡,囊泡與溶酶體融合并被降解,過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.大型胞飲作用依賴于細胞膜的流動性,需要消耗能量B.內(nèi)吞物被降解后的產(chǎn)物都能被細胞回收利用C.細胞膜形成皺褶的過程可能需要細胞骨架發(fā)揮作用D.細胞通過大型胞飲作用攝入物質(zhì)需要膜上的蛋白質(zhì)參與【解析】選B。大型胞飲作用有膜的融合過程,依賴于細胞膜的流動性,需要消耗能量,A正確;內(nèi)吞物被降解后只有部分產(chǎn)物能被細胞回收利用,不能被利用的則被排出細胞,B錯誤;細胞膜形成皺褶的過程有蛋白質(zhì)纖維參與,可能需要細胞骨架發(fā)揮作用,C正確;內(nèi)吞物要與細胞膜上的受體結(jié)合,受體的本質(zhì)為蛋白質(zhì),故細胞通過大型胞飲作用攝入物質(zhì)需要膜上的蛋白質(zhì)參與,D正確?！窘桀}發(fā)揮】細胞通過大型胞飲作用攝入物質(zhì)需要膜上的蛋白質(zhì)參與反映了膜蛋白的什么生理功能?除此之外還有哪些功能,請舉例說明。提示:識別;結(jié)構(gòu)組成成分、運輸、催化、免疫等。學科素養(yǎng)·創(chuàng)新導練【命題情境】尿酸高與痛風尿酸高是人體內(nèi)有一種叫做嘌呤的物質(zhì)因代謝發(fā)生紊亂,致使血液中尿酸增多而引起的一種代謝性疾病。尿酸鹽經(jīng)腎小球濾過后,部分被腎小管細胞膜上具有尿酸鹽轉(zhuǎn)運功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最終回到血液。尿酸鹽重吸收過量會導致高尿酸血癥或痛風。尿酸高的患者可以食用牛奶、蛋類或多吃蔬菜水果,一定不要食用動物內(nèi)臟或海鮮類食物,一定要避免飲酒;目前,藥物E是針對治療高尿酸血癥或痛風的常用臨床藥物。【命題設計】(1)考查生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀。原尿中還有許多物質(zhì)也需借助載體蛋白通過腎小管的細胞膜,這類跨膜運輸?shù)木唧w方式有__協(xié)助擴散和主動運輸___。

【解析】(1)通過載體蛋白運輸物質(zhì)的方式有協(xié)助擴散和主動運輸。(2)考查科學探究能力。為研發(fā)新的藥物,研究人員對天然化合物F的降尿酸作用進行了研究。給正常實驗大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制劑,獲得了若干只高尿酸血癥大鼠,并將其隨機分成數(shù)量相等的兩組,一組設為模型組,另一組灌服F設為治療組。一段時間后檢測相關指標,結(jié)果如圖1。為進一步評價F的作用效果,本實驗需要增設對照組,具體為__灌服E__。

【解析】(2)由圖1可知治療組(服用天然化合物F)URAT1和GLUT9的含量均降低,由此推測F降低治療組大鼠血清尿酸鹽含量的可能原因是F可降低細胞膜上的URAT1和GLUT9的數(shù)量,減少尿酸鹽重吸收。結(jié)合題干信息可知,目前E是針對題述治療高尿酸血癥或痛風的常用臨床藥物,因此將F與E的作用效果相比可進一步評價F的作用效果。(3)考查科學思維及解決問題能力。URAT1分布于腎小管細胞刷狀緣(如圖2示意圖),該結(jié)構(gòu)有利于尿酸鹽的重吸收,原因是____刷狀緣擴大了該側(cè)的膜面積___。

【解析】(3)根據(jù)圖2可知,刷狀緣位于腎小管管腔一側(cè),擴大了該側(cè)的膜面積,從而增加尿酸鹽的重吸收量。案例解碼·思維導引【案例】葡萄糖是細胞內(nèi)主要的能源物質(zhì),很容易被吸收進入血液中,因此人們常常將它當作強而有力的快速能量補充用品。葡萄糖轉(zhuǎn)運體存在于人體各種組織細胞中,它分為兩類:一類是鈉依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運體(SGLT),逆濃度梯度①轉(zhuǎn)運葡萄糖②;另一類是非鈉依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運體(GLUT),順濃度梯度轉(zhuǎn)運葡萄糖,其轉(zhuǎn)運過程不消耗能量③。SGLT和GLUT均有多種類型,其中SGLT1主要存在于小腸上皮細胞的紋狀緣,吸收腸腔中葡萄糖的同時伴有Na+的轉(zhuǎn)運④(如圖所示)。(1)小腸上皮細胞膜上的SGLT1逆濃度梯度轉(zhuǎn)運葡萄糖時沒有直接消耗能源物質(zhì)(如ATP),其轉(zhuǎn)運葡萄糖時依賴于腸腔的Na+濃度__高于_(填“低于”或“高于”)小腸上皮細胞內(nèi)的Na+濃度。

(2)膜上GLUT2轉(zhuǎn)運葡萄糖的運輸方式是___協(xié)助擴散__。

(3)若利用藥物抑制細胞膜上鈉鉀泵的功能⑤,則小腸上皮細胞對腸腔中葡萄糖的吸收能力會_下降__(填“不變”“增強”或“下降”)⑥。

先思考再答題思考①:逆濃度梯度轉(zhuǎn)運葡萄糖意味著葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞的跨膜運輸方式是什么?【思考點撥】思考①:逆濃度梯度即從低濃度到高濃度,符合主動運輸?shù)奶卣?。思考?若葡萄糖以主動運輸?shù)姆绞綇哪c腔進入小腸上皮細胞過程中所需要的能量由誰提供?【思考點撥】思考②:葡萄糖跨膜運輸過程中所需要的轉(zhuǎn)運體(SGLT)除運輸葡萄糖外還運輸Na+,由此可以推出該能量應該來自小腸上皮細胞膜內(nèi)外的Na+濃度差,即電化學勢能。思考③:轉(zhuǎn)運體(GLUT)運輸葡萄糖跨膜的方式是什么?【思考點撥】思考③:順濃度梯度和不消耗能量意味著跨膜運輸?shù)姆绞绞菂f(xié)助擴散。思考④:轉(zhuǎn)運體(SGLT1)既能轉(zhuǎn)運葡萄糖,又能轉(zhuǎn)運Na+這一現(xiàn)象是否說明轉(zhuǎn)運蛋白不具有專一性?請說明理由?！舅伎键c撥】思考④:否。載體蛋白分子都有特殊的結(jié)構(gòu)區(qū)域,能夠特異性與轉(zhuǎn)運對象可逆性結(jié)合。轉(zhuǎn)運體(SGLT1)證明部分載體蛋白有多個結(jié)合區(qū)域。思考⑤:鈉鉀泵的功能是什么?【思考點撥】思考⑤:將小腸上皮細胞內(nèi)的Na+運出,同時將細胞外的K+轉(zhuǎn)入。思考⑥:若利用藥物抑制細胞膜上鈉鉀泵的功能,則對小腸上皮細胞吸收葡萄糖會產(chǎn)生什么影響?【思考點撥】思考⑥:下降。抑制細胞膜上鈉鉀泵的功能意味著小腸上皮細胞內(nèi)的Na+增多,而Na+增多會降低小腸上皮細胞膜內(nèi)外電化學勢能,從而減少小腸上皮細胞對腸腔中的葡萄糖的吸收。微專題二物質(zhì)轉(zhuǎn)運相關的載體一、載體蛋白的作用原理和作用特點典題例證1.(2023·玉溪高一檢測)有些物質(zhì)的運輸需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。下列關于轉(zhuǎn)運蛋白的敘述不正確的是()A.載體蛋白在轉(zhuǎn)運物質(zhì)時,自身構(gòu)象會發(fā)生變化B.通道蛋白可分為水通道蛋白和離子通道蛋白C.載體蛋白能運輸與其自身結(jié)合部位相適應的分子和離子,所以不具特異性D.腎小球的過濾作用和腎小管的重吸收作用都與水通道蛋白的結(jié)構(gòu)和功能直接相關【解析】選C。本題考查物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊安煌镔|(zhì)運輸方式的異同點。載體蛋白在轉(zhuǎn)運離子或分子時,會與轉(zhuǎn)運的離子或分子結(jié)合,導致發(fā)生自身構(gòu)象的改變,A正確;通道蛋白可分為水通道蛋白和離子通道蛋白,通道蛋白為物質(zhì)的轉(zhuǎn)運提供專門的通道,允許與通道相適應的離子或分子通過,B正確;載體蛋白能運輸與其適應的分子和離子,所以具有特異性,C錯誤;腎小球的過濾作用和腎小管的重吸收作用都是通過水通道蛋白的協(xié)助擴散實現(xiàn)水分子的轉(zhuǎn)運的,這與水通道蛋白的結(jié)構(gòu)和功能有直接關系,D正確。2.(2023·山東等級考)溶酶體膜上的H+載體蛋白和Cl-/H+轉(zhuǎn)運蛋白都能運輸H+,溶酶體內(nèi)H+濃度由H+載體蛋白維持,Cl-/H+轉(zhuǎn)運蛋白在H+濃度梯度驅(qū)動下,運出H+的同時把Cl-逆濃度梯度運入溶酶體。Cl-/H+轉(zhuǎn)運蛋白缺失突變體的細胞中,因Cl-轉(zhuǎn)運受阻導致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累,嚴重時可導致溶酶體破裂。下列說法錯誤的是()A.H+進入溶酶體的方式屬于主動運輸B.H+載體蛋白失活可引起溶酶體內(nèi)的吞噬物積累C.該突變體的細胞中損傷和衰老的細胞器無法得到及時清除D.溶酶體破裂后,釋放到細胞質(zhì)基質(zhì)中的水解酶活性增強【解析】選D。本題考查物質(zhì)跨膜運輸方式。Cl-/H+轉(zhuǎn)運蛋白在H+濃度梯度驅(qū)動下,運出H+的同時把Cl-逆濃度梯度運入溶酶體,說明H+濃度為溶酶體內(nèi)較高,因此H+進入溶酶體為逆濃度運輸,方式屬于主動運輸,A正確;溶酶體內(nèi)H+濃度由H+載體蛋白維持,若H+載體蛋白失活,溶酶體內(nèi)pH改變導致溶酶體酶活性降低,進而導致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累,B正確;由題干信息可知,Cl-/H+轉(zhuǎn)運蛋白缺失突變體的細胞中,因Cl-轉(zhuǎn)運受阻導致溶酶體內(nèi)的吞噬物積累,因此該突變體的細胞中損傷和衰老的細胞器無法得到及時清除,C正確;細胞質(zhì)基質(zhì)中的pH與溶酶體內(nèi)不同,溶酶體破裂后,釋放到細胞質(zhì)基質(zhì)中的水解酶可能失活,D錯誤。二、通道蛋白的作用原理、作用特點和種類典題例證3.(2024·韶關高一檢測)通道蛋白是一類跨越細胞膜磷脂雙分子層的蛋白質(zhì),通常包含兩大類:水通道蛋白和離子通道蛋白。腎小管對水的重吸收是在水通道蛋白參與下完成的,神經(jīng)細胞在特定刺激下產(chǎn)生興奮的過程與神經(jīng)膜上鈉離子通道蛋白密切相關。下列關于通道蛋白的敘述,錯誤的是()A.腎小管對水的重吸收方式為協(xié)助擴散B.神經(jīng)細胞膜上鈉離子通道蛋白也參與鉀離子的運輸C.通道蛋白在發(fā)揮作用時,其形狀不會發(fā)生改變D.通道蛋白功能異常時可能會引起人體相關疾病【解析】選B。腎小管對水的重吸收是在水通道蛋白參與下完成的,方式為協(xié)助擴散,A正確;離子通道具有專一性,鈉離子和鉀離子是通過不同的通道蛋白運輸?shù)?B錯誤;通道蛋白在發(fā)揮作用時,不會與被運輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合,因此其形狀不會發(fā)生改變,C正確;通道蛋白與物質(zhì)的運輸有關,因此通道蛋白功能異常時可能會引起人體相關疾病,D正確。4.集流是指液體中成群的原子或分子在壓力梯度下共同移動。植物體中有水分集流,植物體的水分集流是通過膜上的水孔蛋白形成的水通道實施的。下列相關敘述錯誤的是()A.單個水分子通過滲透作用進入植物細胞不屬于水分集流B.水分集流通過通道蛋白,不需要ATP水解提供能量C.水分子通過通道蛋白進入細胞需要與通道蛋白結(jié)合D.若水通道蛋白遭到破壞,水分子也能進出細胞【解析】選C。本題考查了水分子的跨膜運輸。由分析可知,集流是指液體中成群的原子或分子在壓力梯度下共同移動,單個水分子通過滲透作用進入植物細胞不屬于水分集流,A正確;水分集流通過水通道蛋白是協(xié)助擴散,不需要ATP水解提供能量,B正確;水分子通過通道蛋白進入細胞的方式為協(xié)助擴散,該過程中水分子不需要與通道蛋白結(jié)合,C錯誤;若水通道蛋白遭到破壞,水分子也可以通過自由擴散進出細胞,D正確。三、離子泵的作用特點和作用過程典題例證5.Na+-K+泵是一種常見的ATP驅(qū)動泵(如圖所示),一種在動物細胞的能量系統(tǒng)中起主要作用的載體蛋白,也是一種能催化ATP水解的酶。這種泵每消耗1分子的ATP,就逆濃度梯度將3分子的Na+泵出細胞外,將2分子的K+泵入細胞內(nèi)。由此可知()A.該載體蛋白不一定能催化ATP