【创新方案】2022年高考生物一轮复习 第四章 第二讲 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式训练 新人教版

【创新方案】2022年高考生物一轮复习第四章第二讲生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式训练新人教版1.组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。2．糖被只分布于细胞膜外侧，是判断细胞膜内外侧的标志。3．生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上载体蛋白。4．自由扩散、协助扩散的动力来自膜内外浓度差。5．主动运输、胞吐、胞吞均需消耗能量。6．主动运输、协助扩散均需要载体蛋白。一、生物膜的流动镶嵌模型[据图填空](1)据图填写细胞膜的组成物质：a．糖蛋白；　b．磷脂双分子层；　c．蛋白质。(2)图中c的分布形式：①镶在[b]磷脂双分子层的表面；②部分或全部嵌入b中；③贯穿于整个b中。(3)补充模型中有关结构或功能特点：①基本支架：[b]磷脂双分子层；②结构特点：具有一定的流动性；③生理特性：选择透过性；11\n④a分布于细胞膜的外侧，具有保护、润滑和识别作用。脂溶性物质易透过细胞膜，而非脂溶性物质不易透过细胞膜的原因是什么？提示：构成细胞膜的主要成分是磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基本支架。二、物质跨膜的方式(b为ATP)[据图填空](1)填写有关跨膜方式及结构名称：甲：自由扩散；乙：协助扩散；丙：主动运输；a.载体蛋白。(2)写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素：①制约甲的因素是膜两侧的浓度差；②决定乙的因素之一是a的种类和数量；③决定丙的动力是能量(ATP)。(3)实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)：①水分子进入红细胞的方式是甲；②葡萄糖进入红细胞的方式是乙；③K＋进入红细胞的方式是丙。消耗能量的物质运输方式一定是主动运输吗？提示：不一定。胞吞、胞吐也需要消耗能量，但属于非跨膜运输。[知识体系构建]11\n生物膜的结构功能的关系(1)(2022·海南卷T1D)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。(√)(2)(2022·海南卷T1B)细胞融合与细胞膜的流动性有关。(√)(3)(2022·全国卷T1A)不直接依赖细胞膜流动性就能完成的是胰岛B细胞分泌胰岛素。(×)(4)(2022·山东卷T4A)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。(√)1．生物膜的组成、结构、功能关系图解2．生物膜的结构特点——具有一定的流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。3．细胞膜的功能特点——选择透过性原因遗传性载体种类、数量选择性表现植物根对矿质元素的选择性吸收；神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出；肾小管的重吸收和分泌；小肠的吸收等4.细胞膜的流动性和选择透过性的关系(1)区别：具有一定的流动性是细胞膜的结构特点；选择透过性是细胞膜的功能特性，是指细胞膜对进出细胞的物质具一定的选择性。(2)联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，只有它是运动的，才能运输物质，才能表现出选择透过性。高考地位本考点知识较为简单，关键在于理解生物膜结构与功能的关系，是高考中命题热点之一命题角度(1)运用流动镶嵌模式图为信息载体，综合考查生物膜组成结构与功能的关系，如典例1；(2)以生物膜结构为切入点，综合考查相关生理过程与生物膜的关系，如典例2。11\n[典例1]　下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。有关说法错误的是(　　)A．③构成细胞膜的基本骨架B．细胞膜结构特点是选择透过性C．细胞识别与物质①有关D．由②参加的物质运输不一定为主动运输解析：选B　由图可以得出①为糖蛋白，与细胞间的识别有关；②为蛋白质，与物质进出细胞的运输有关(主动运输或协助扩散)；③为磷脂分子(磷脂双分子层)，它构成了细胞膜的基本骨架(支架)。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是选择透过性。[典例2]　(2022·安徽“江南十校”联考)下列有关生物膜的叙述不正确的是(　　)A．原生质体融合成杂合体细胞与生物膜的特点有关B．在叶绿体类囊体膜上能实现能量的转换C．细胞分化以后，其细胞膜的通透性不会改变D．细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的[解析]　选C　质生质体融合成杂合体细胞与细胞膜有一定的流动性有关，A项正确。在叶绿体类囊体膜上有光能→电能→化学能的转换，B项正确。细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的，比如线粒体内膜上合成ATP，D项正确。细胞分化以后，形态、功能发生改变，其细胞膜的通透性也会随之改变，C项不正确。物质运输方式及影响因素(1)(2022·海南卷T11C)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散。(×)(2)(2022·安徽卷T2D)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动运输。(×)(3)(2022·浙江卷T1)人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，O2和K＋通过主动运输进入肝细胞。(×)(4)(2022·北京卷T3A)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核。(×)(5)(2022·山东卷T3D)抑制细胞呼吸对自由扩散和主动运输的转运速率均有影响。(×)1．物质跨膜运输方式的辨析11\n物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散物质运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗ATP图例模型举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等2．影响物质跨膜运输的因素及模型构建(1)物质浓度：(2)氧气浓度：(3)温度：3．物质非跨膜运输方式胞吞(内吞)胞吐(外排)条件细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式原理生物膜的流动性11\n特点物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体方向细胞外→内细胞内→外实例变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等胰岛B细胞分泌胰岛素高考地位本考点知识属于理解层次，是高考命题的常考点之一命题角度(1)结合细胞膜流动镶嵌模型图示，综合考查物质跨膜运输方式的判断，如典例3；(2)运用曲线作为信息载体考查不同物质跨膜运输的方式，如典例4。[典例3]　下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是(　　)A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→ⅠB．细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系C．适当提高温度将加快②和③的流动速度D．b过程不需要ATP，a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性解析：选D　据图中①糖蛋白的分布，可判断图中Ⅰ为膜外侧，Ⅱ为膜内侧，肝细胞内合成尿素，通过肝细胞膜运出到细胞外；糖蛋白是细胞间的识别、免疫功能的物质基础，细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少；图中②是蛋白质，③是磷脂双分子层，组成细胞膜的磷脂分子、大多数蛋白质分子是可以运动的，适当提高温度，分子运动速度加快；图中a方式是由低浓度向高浓度，需载体协助的主动运输，b方式是由高浓度向低浓度，不需要消耗能量。主动运输需要消耗ATP，还需载体蛋白的协助，体现了膜的选择透过性，故D项错误。————————————————————物质进出细胞的方式及特点的判断方法(1)根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量：11\n(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。[典例4]　(2022·山东高考)右图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是(　　)A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响解析：选C　由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散的跨膜运输方式；曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度成正相关，而超过一定的范围，物质的转运速率不再随被转运分子的浓度增加而增大，这时候主要受细胞膜上载体数量的限制，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散的跨膜运输方式。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进出细胞；方式a表示的是自由扩散，如果需要载体蛋白的参与，那么与之有关的载体蛋白应贯穿于细胞膜中构成蛋白质通道；抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响，而对方式a的转运速率无影响。实验平台—探究某种物质的跨膜运输方式可依据浓度高低、是否需要能量、是否需要载体蛋白三个方面展开分析。(1)浓度从低到高——主动运输；浓度从高到低——协助扩散或自由扩散。(2)抑制呼吸作用，物质跨膜中止——主动运输；抑制呼吸作用，物质跨膜无影响——协助扩散或自由扩散。(3)抑制载体蛋白，物质跨膜中止——主动运输或协助扩散；抑制载体蛋白，物质跨膜无影响——自由扩散。[典例]　下图为某种植物吸收某种物质的跨膜运输示意图，其中△表示某种物质，a、b为构成细胞膜的物质或结构，c是能源物质，A、B为细胞膜的两侧。该物质的浓度能够控制且转运速度能检测。请探究该物质的跨膜方式。11\n(1)如果A是膜内，该物质是从B→A运输，能否判断该物质跨膜运输方式是主动运输？提示：能，因为该物质从B→A运输，即从低浓度向高浓度运输，可直接判断为主动运输。(2)如果A是膜外，该物质的浓度与细胞膜转运该物质速度一直呈正相关，能确定其跨膜运输方式吗？提示：能，该跨膜运输方式为自由扩散，因为自由扩散的速度取决于细胞内外溶液的浓度差。(3)如果在一定范围内随着该物质浓度的增加，其转运速度也随之增加，当增加到某一浓度时，其吸收速率不再增加，此时能判断该物质的运输方式吗？怎样设计实验确定其跨膜运输方式？提示：①可能为协助扩散，也可能是主动运输。②将发育状况相同的该植物等分成甲、乙两组，放入适宜浓度的该物质的相同溶液中，甲组给予抑制根部呼吸的条件，乙组给予正常呼吸的条件，其余条件相同且适宜，一段时间后测定根部的吸收速率。若甲、乙组转运速率相等，则为协助扩散，若甲组的转运速率小于乙组，则为主动运输。[高考随堂体验]一、选择题(每小题5分，共60分)1．(2022·海南高考)在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是(　　)A．红细胞中的Na＋进入血浆B．细胞外液中的O2进入肌细胞C．细胞外液中的K＋进入神经细胞D．血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞解析：选B　人红细胞中的Na＋只有血浆中的1/6，为了维持Na＋细胞外高浓度、K＋细胞内高浓度，细胞靠主动运输运出Na＋，运进K＋；O2的跨膜运输是自由扩散；甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高，血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输。2．(2022·北京高考)下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确的是(　　)A．叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核B．氢离子可以通过扩散作用进入液泡内C．溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入11\nD．内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中解析：选D　叶绿体中合成的ATP只能在叶绿体基质中用于暗反应过程，不会通过核孔进入细胞核；液泡膜具有选择透过性，氢离子通过液泡膜的方式是主动运输；溶酶体内的酶是由高尔基体形成的小泡(囊泡)运入的；内质网向内与核膜外层、向外与细胞膜直接相连，膜结构之间可直接发生转化。3．(2022·广东高考)下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为(　　)A．自由扩散　　　　　　　　B．协助扩散C．主动运输D．被动运输解析：选C　分析图示可知，矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度，需要载体协助，同时消耗能量，故应为主动运输。4．(2022·全国卷Ⅰ)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是(　　)A．胰岛B细胞分泌胰岛素B．吞噬细胞对抗原的摄取C．mRNA与游离核糖体的结合D．植物体细胞杂交中原生质体融合解析：选C　胰岛素的分泌方式是胞吐；B中吞噬细胞对抗原的摄取方式是胞吞；植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合；mRNA与游离核糖体结合过程是在细胞内完成的，没有涉及生物膜。5．(2022·天津高考)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是(　　)A．主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B．在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分解析：选B　主动运输需要载体蛋白协助和ATP供能；静息状态下，神经细胞内仍进行新陈代谢，需要吸收葡萄糖将其分解供能；质壁分离时，细胞失水，从而导致细胞液浓度升高，细胞内渗透压升高；抗体的本质为蛋白质，通过胞吐方式运输到细胞外，该过程中由高尔基体形成的囊泡膜与细胞膜融合将抗体释放到细胞外。6．(2022·上海高考)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是(　　)11\nA．该膜中载体也能运输蔗糖B．碘以该方式进入海带细胞C．该方式不会出现饱和现象D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时解析：选D　据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体，而不需要能量，故该跨膜运输方式为协助扩散，只能从高浓度运输到低浓度。跨膜运输中的载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘进入细胞的方式为主动运输而不是协助扩散；由于膜上运输相应物质的载体数量是有限的，故运输会达到饱和。7．(2022·宁夏高考)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是(　　)A．植物细胞积累K＋需消耗能量B．细胞对离子的吸收具有选择性C．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性解析：选D　植物细胞积累K＋的方式是主动运输，该过程需要消耗能量。细胞吸收离子需要载体，载体属于蛋白质，具有选择作用；液泡膜也是生物膜，对离子的吸收具有选择透过性。海藻细胞可以通过积累溶质提高细胞内浓度，不至于造成质壁分离。8．(2022·海南高考)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管及相关结构示意图。回答问题：(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________(高于、低于、等于)组织液中的。(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是________，需要________的参与。(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是________________________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是______________________________________________________________________________________________________________。11\n解析：(1)依据题干中提供的信息“肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液”可推测肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的葡萄糖的浓度。(2)依据题干提供的信息：“原尿中葡萄糖浓度与血浆中的基本相同”、“正常情况下尿液中不含葡萄糖”可推知原尿中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是主动运输，需要载体蛋白参与。(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是渗透作用。原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，会使原尿渗透压增加，水分重吸收减弱，造成尿量增加。答案：(1)高于　(2)主动运输　载体蛋白和ATP(2分，其他合理答案也可)　(3)渗透吸水　肾小管腔中液体的浓度高于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加11