文档内容
考点四 物质跨膜运输的方式
1．理清细胞的吸水和失水
2．物质出入细胞方式的判断
3．影响物质跨膜运输的因素及相关曲线
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧浓度(3)温度：①温度影响生物膜的流动性，进而影响所有跨膜方式的运输速率。②温度影响酶
活性，影响呼吸速率，进而影响能量供应，主动运输和胞吞、胞吐均受影响。
4．巧用两种抑制剂探究物质跨膜的运输方式
1．(2021·河北，4)人体成熟红细胞能够运输O 和CO ，其部分结构和功能如图，①～⑤表
2 2
示相关过程。下列叙述错误的是( )
A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO 和O
2 2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
答案 D
解析 根据题意可知，红细胞能运输O 和CO ，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O ，产生
2 2 2
CO，可以判断气体A和B分别是CO 和O，A正确；①和②表示气体进出红细胞，一般气
2 2 2
体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，
不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是HO通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正
2
确；③为成熟红细胞通过消耗能量主动吸收K＋排出Na＋，成熟红细胞没有线粒体，不能进
行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；成熟红细胞
没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的
外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
2．(2022·全国甲，2)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交
换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。
若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是
( )
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
答案 C
解析 三种不同浓度的植物细胞分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换
达到平衡时，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，细胞
a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，
细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细
胞b＞细胞a＞细胞c，A、B正确；细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶
液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可
知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而水分交换平衡时细胞 c的细胞液浓度
等于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换平衡时，细胞 c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓
度，C错误，D正确。
思维延伸——判断正误
(1)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等(2021·湖南，3)( × )
(2)原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式
有协助扩散、主动运输[2021·广东，19(1)改编]( √ )
(3)离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输的特点是顺浓度和选择性[2021·全国甲，29(2)
改编]( √ )
(4)神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输(2018·全国Ⅱ，2)( √ )
(5)如图为植物细胞膜中H＋－ATP酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图，该转运可使膜
两侧H＋维持一定的浓度差(2021·浙江1月选考，12)( √ )
(6)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。则离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的(经典高考题)( × )题组一 物质出入细胞方式判断
1．协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输，该方式中物质跨膜运输所需要的能量
来自膜两侧离子的电化学浓度梯度。如图为液泡膜上离子跨膜运输机制示意图，下列说法错
误的是( )
A．Ca2＋逆浓度梯度从细胞液进入细胞质基质
B．有氧呼吸的增强可促进Ca2＋进入液泡
C．Na＋进入液泡的方式属于主动运输
D．H＋进出液泡的机制可使液泡膜内外pH不同
答案 A
解析 细胞液指液泡中的液体，Ca2＋从液泡进入细胞质基质的方式属于协助扩散，顺浓度梯
度，A错误；Ca2＋从细胞质基质进入液泡需要消耗ATP，故有氧呼吸的增强可促进Ca2＋进
入液泡，B正确；H＋运出液泡的过程伴随Na＋进入液泡，H＋运出液泡属于协助扩散，该过
程由高浓度→低浓度，会产生化学势能，可为Na＋进入液泡提供能量，故Na＋进入液泡的方
式为主动运输，C正确；pH与H＋浓度有关，据图分析，2个H＋通过主动运输进入液泡，而
1个H＋通过协助扩散运出液泡，可使液泡膜内外pH不同，D正确。
2．(2020·海南，18)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一
种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列
有关叙述正确的是( )
A．ABC转运蛋白可提高O 的跨膜运输速度
2
B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C．Cl－和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
答案 D
解析 O 的跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，A错误；据图可知，ABC转
2
运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解，消耗能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，B错误；据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故Cl－和氨基酸
跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误；据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水
解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
题组二 跨膜运输实例辨析
3. 某实验小组用一定浓度的KNO 溶液处理白色洋葱鳞片叶内表皮细胞，绘图如图所示。
3
设原生质体初始状态时的体积为1.0。下列相关叙述错误的是( )
A．若在KNO 溶液中加入适量红墨水，则质壁分离及复原的现象会更明显
3
B．b→a段对应的细胞，细胞液渗透压小于细胞质基质渗透压
C．原生质体的相对体积的变化趋势是1.0→0.5→1.0→1.5
D．c点时该细胞原生质体体积最大，故吸水能力最强
答案 D
4．图Ⅰ和图Ⅱ是两个渗透装置，装置初期U型槽内的液面均相等。下列有关渗透作用的叙
述，正确的是( )
A．氧气和二氧化碳等气体分子通过细胞膜的扩散不属于渗透作用
B．图Ⅰ中，若仅水能透过半透膜，甲、乙分别是等质量分数浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶
液，则一段时间后，乙的液面高于甲液面
C．图Ⅱ中，若仅蔗糖不能透过半透膜，则一段时间后，乙的液面高于甲液面
D．图Ⅱ中，若蔗糖和尿素都不能透过半透膜，则一段时间后，乙的液面低于甲液面
答案 A
解析 水等溶剂分子通过半透膜的扩散才是渗透作用，A正确；等质量分数浓度的葡萄糖溶
液和麦芽糖溶液，前者单位体积内水分子的数量少，若仅水能透过半透膜，水分子向甲侧扩
散较多，一段时间后，乙的液面低于甲液面，B错误；图Ⅱ中，若仅蔗糖不能透过半透膜，
尿素能透过半透膜，则甲侧溶液渗透压大于乙侧，一段时间后，乙的液面低于甲液面，C错
误；图Ⅱ中，若蔗糖和尿素都不能透过半透膜，则甲侧溶液渗透压小于乙侧，一段时间后，
乙的液面高于甲液面，D错误。
题组三 物质跨膜运输方式的实验探究与分析
5．(2019·全国 Ⅱ，3)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＋。①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。
②再将含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位于保卫细胞的细胞膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外
B．蓝光通过保卫细胞的细胞膜上的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膜进入保卫细胞
答案 C
解析 用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的 pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细
胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞的细胞膜上，A项不符合题意；细
胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，
推测蓝光可通过保卫细胞的细胞膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度转运到
细胞外，B项不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP水解，
不是由蓝光直接提供，C项符合题意；溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进
入保卫细胞，D项不符合题意。
6．(2019·海南，27节选)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)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______________________________________________。
(2)王同学据图认为b的跨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。
答案 (1)能量或载体蛋白数量的限制 (2)实验思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为
两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜
的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细
胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组
根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散
