第一部分专题一热点聚焦2离子泵、质子泵及主动运输的类型

热点聚焦2离子泵、质子泵及主动运输的类型1．主动运输的三种驱动方式的比较2．协同转运协同转运是一种间接消耗能量的主动运输，可使一种物质逆浓度梯度的转运与另一种物质顺浓度梯度的转运偶联起来，其物质逆浓度梯度运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学势能。原理分析类型同向协同转运转运蛋白运输物质的方向相同例如：小肠上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物时，伴随Na＋内流，葡萄糖或氨基酸的吸收由Na＋浓度梯度驱动反向协同转运转运蛋白运输物质的方向相反例如：细胞膜上Na＋­H＋协同转运蛋白输出H＋的同时伴随Na＋输入细胞，H＋的输出由Na＋浓度梯度驱动3．离子泵、质子泵(1)离子泵属于复合蛋白，既具有酶的催化功能(催化ATP水解)，又具有运输离子的功能，通过主动运输的方式对特定离子进行跨膜运输，如图所示钠钾泵：(2)质子泵：具有运输H＋的功能，也称为H＋泵，又可分为P型、V型和F型质子泵。①P型泵和V型泵利用ATP释放的能量进行物质跨膜运输，不同的是V型质子泵运输过程不涉及磷酸化和去磷酸化。②F型质子泵存在于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，转运H＋过程中不形成磷酸化的中间体；F型质子泵不同于P型和V型质子泵，它以相反的方式发挥生理作用，利用质子动力势能合成ATP，又称作H＋－ATP合成酶。1．(2024·山东，1)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2＋通道蛋白，使细胞内Ca2＋浓度升高，调控相关基因表达，导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害；细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2＋通道蛋白。下列叙述正确的是()A．环核苷酸与Ca2＋均可结合Ca2＋通道蛋白B．维持细胞Ca2＋浓度的内低外高需消耗能量C．Ca2＋作为信号分子直接抑制H2O2的分解D．油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低答案B解析环核苷酸结合细胞膜上的Ca2＋通道蛋白，但Ca2＋不需要与Ca2＋通道蛋白结合，A错误；维持细胞Ca2＋浓度的内低外高通过主动运输，需消耗能量，B正确；Ca2＋作为信号分子，调控相关基因表达，导致H2O2含量升高，不是直接抑制H2O2的分解，C错误；BAK1缺失的被感染细胞，不能被油菜素内酯活化，则不能关闭Ca2＋通道蛋白，不能使H2O2含量降低，D错误。2．(2023·山东，2)溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列叙述错误的是()A．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输B．H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强答案D解析Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明H＋浓度在溶酶体内较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度运输，属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若H＋载体蛋白失活，溶酶体内H＋浓度降低会导致Cl－转运受阻，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内的pH不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。3．(2022·山东，3)NOeq\o\al(－,3)和NHeq\o\al(＋,4)是植物利用的主要无机氮源，NHeq\o\al(＋,4)的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NOeq\o\al(－,3)的吸收由H＋浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NHeq\o\al(＋,4)的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列叙述正确的是()A．NHeq\o\al(＋,4)通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATPB．NOeq\o\al(－,3)通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输C．铵毒发生后，增加细胞外的NOeq\o\al(－,3)会加重铵毒D．载体蛋白NRT1.1转运NOeq\o\al(－,3)和H＋的速度与二者在膜外的浓度呈正相关答案B解析由题干信息可知，NHeq\o\al(＋,4)的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NHeq\o\al(＋,4)通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；由题图分析可知，NOeq\o\al(－,3)进入根细胞膜是H＋的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NOeq\o\al(－,3)通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确；铵毒发生后，H＋在细胞外更多，增加细胞外的NOeq\o\al(－,3)，可以促使H＋向细胞内转运，减少细胞外的H＋，从而减轻铵毒，C错误；据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NOeq\o\al(－,3)属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H＋属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。4．(不定项)(2023·湖南，14)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。如图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是()A．溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化B．GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累C．GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜H＋泵活性有关D．盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性答案BD解析溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧的渗透压变化，如正常细胞为维持渗透压一直在进行的跨膜转运，再如单细胞生物在跨膜转运时，细胞外侧渗透压几乎很难改变，A错误；对比分析上两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排显著增加，钒酸钠处理抑制了质膜H＋泵后，NaCl胁迫时，加GB使Na＋外排略微增加，说明GB可能通过调控质膜H＋泵活性来增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累，B正确；对比分析下两个题图可知，NaCl胁迫时，加GB使液泡膜NHX载体活性明显增强，而液泡膜H＋泵活性几乎无变化，所以GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜NHX载体活性有关，而与液泡膜H＋泵活性无关，C错误；由题意可知，植物通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜NHX载体和液泡膜H＋泵把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态，增强植物的耐盐性，D正确。1．(2025·齐鲁名校联考)气孔由保卫细胞组成，当保卫细胞吸水时，细胞膨胀从而使气孔开放。如图是保卫细胞与土壤溶液及液泡与细胞质基质的部分物质交换示意图，下列叙述正确的是()A．H＋－ATPase主要体现了蛋白质的识别和运输功能B．K＋进入保卫细胞的动力是ATP水解释放的能量C．CO2由细胞质进入液泡需要PEP羧化酶协助D．可溶性糖进入液泡，使液泡的吸水能力提高答案D解析H＋－ATPase可转运H＋和催化ATP水解，体现了蛋白质的运输以及催化功能，A错误；K＋、Cl－进入保卫细胞的动力是H＋浓度差形成的电化学势能，而不是ATP水解释放的能量，B错误；PEP羧化酶的作用是催化PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)固定CO2，而不是协助CO2进入液泡，C错误；可溶性糖进入液泡，使液泡的物质的量浓度提高，导致液泡渗透压提高，进而使液泡的吸水能力提高，D正确。2．(2025·济南一模)如图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图，据图分析，下列叙述错误的是()A．蔗糖由细胞外进入液泡依赖于H＋浓度差形成的电化学势能B．该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质C．图中各转运蛋白均是载体蛋白，对于维持细胞质基质中H＋浓度的相对稳定起重要作用D．ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量答案B解析从图中可以看到，蔗糖由细胞外进入液泡是通过与H＋协同转运的方式，依赖于H＋浓度差形成的电化学势能来驱动蔗糖的运输，A正确；由图可知，H＋从细胞质基质运到细胞外和进入液泡都是逆浓度梯度运输，说明细胞外和液泡内的H＋浓度高于细胞质基质，所以细胞外和液泡内的pH均低于细胞质基质，B错误；图中的转运蛋白均为载体蛋白，图中各种载体蛋白都能运输H＋，对于维持细胞质基质中H＋浓度的相对稳定起重要作用，C正确；从图中可知，细胞膜ATP酶将ATP水解为ADP和Pi，液泡膜ATP酶将ATP水解，液泡膜焦磷酸化酶将PPi水解为Pi，这些过程均需要消耗能量，所以ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量，D正确。3．(2025·岳阳模拟)如图表示某些物质跨膜运输的过程，已知丁苯氧酸通过作用于钠钾氯共转运体(一种载体蛋白)从而起利尿的作用。肾小管上皮细胞中Cl－浓度高于细胞外。下列叙述错误的是()A．组织液中Na＋浓度高于肾小管上皮细胞B．K＋是逆浓度梯度从肾小管管腔进入上皮细胞C．K＋通过K＋通道时，不需要与其结合D．丁苯氧酸能增强钠钾氯共转运体的转运能力答案D解析K＋通过K＋通道顺浓度梯度从肾小管上皮细胞到达细胞外，可以判断细胞中K＋浓度高于细胞外。Na＋/K＋—ATP酶消耗ATP，一方面逆浓度梯度把K＋运进细胞，另一方面逆浓度梯度把Na＋运出细胞，使得细胞中K＋浓度高，N