第4章 素养提升课三 离子泵与H＋ ATP酶（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

素养提升课三　离子泵与H＋­ATP酶 [对应学生用书P79] 类型一 离子泵 1.功能 (1)水解ATP：水解ATP以推动离子的逆浓度梯度运输。 (2)主动运输：每种离子泵只转运专一的离子。 2．类型 (1)质子泵：即H＋泵，包括H＋­ATP泵和液泡膜上的H＋焦磷酸泵，利用ATP水解产生的能量将H＋泵入膜内，维持pH平衡。 (2)Na＋­K＋泵：主要存在于动物细胞膜上，每水解1个ATP释放的能量，可用于输送3个Na＋到细胞外，同时摄取2个K＋进入细胞，维持细胞内外Na＋和K＋的平衡。 (3)Ca2＋泵：即Ca2＋­ATP酶，能催化细胞膜内侧的ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔中储存起来。 1．(2023·潍坊高一期中)Ca2＋泵能驱动细胞质中的Ca2＋泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2＋的细胞器)，以维持细胞质中低浓度的Ca2＋。当机体接受刺激产生的兴奋传到肌细胞时，Ca2＋会从钙库中借助通道蛋白释放出来，引起肌肉收缩。下列相关说法错误的是(　　) A．Ca2＋泵只容许与自身直径和形状相适配的分子或离子通过 B．Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输 C．Ca2＋从肌细胞钙库中借助通道蛋白释放到细胞质不消耗ATP D．Ca2＋能够引起肌肉收缩说明无机盐具有维持细胞生命活动的作用 A　解析：Ca2＋泵是载体蛋白，载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，A错误；Ca2＋泵能驱动细胞质中的Ca2＋泵出细胞或泵入细胞内的钙库，以维持细胞质中低浓度的Ca2＋，说明Ca2＋泵出细胞或泵入细胞内的钙库的过程为逆浓度梯度运输，属于主动运输，B正确；当机体接受刺激产生的兴奋传到肌细胞时，Ca2＋从肌细胞钙库中借助通道蛋白释放到细胞质，这个过程中Ca2＋是从高浓度向低浓度的运输，为协助扩散，不消耗ATP，C正确；无机盐具有维持细胞生命活动的作用，如Ca2＋能够引起肌肉收缩，D正确。 2．(2023·青岛高一期中)Na＋/K＋­ATP酶存在于大多数的动物细胞膜上，能够利用ATP水解释放的能量，将细胞内的Na＋泵出细胞外，而相应地将细胞外的K＋泵入细胞内，从而维持膜内外一定的电化学梯度。该电化学梯度能驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式将葡萄糖等有机物转运入细胞内，然后由膜上的转运载体GLUT2转运至细胞外液，完成对葡萄糖的吸收。下图为人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程示意图，下列相关分析正确的是(　　) A．葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式不同，但运输的载体相同 B．Na＋通过Na＋/K＋­ATP酶的跨膜运输是主动运输，K＋通过Na＋/K＋­ATP酶的跨膜运输是协助扩散 C．图示细胞的膜蛋白有催化、运输、信息交流等功能 D．当细胞内外Na＋浓度相等时，Na＋和葡萄糖的协同转运不能进行 D　解析：葡萄糖借助Na＋驱动的葡萄糖协同转运载体由肠腔进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，而通过GLUT2将小肠上皮细胞内的葡萄糖运输到细胞外液的方式是协助扩散，所以葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式不同，运输的载体也不同，A错误；Na＋、K＋通过Na＋/K＋­ATP酶的跨膜运输方式都是主动运输，B错误；图中所示的膜蛋白Na＋/K＋­ATP酶能够催化ATP的水解，并同时转运Na＋和K＋，因此具有催化功能和运输功能，但图示过程并未体现具有信息交流功能的膜蛋白，因此图中膜蛋白没有信息交流的功能，C错误；当细胞内外Na＋浓度相等时，不能形成膜内外一定的电化学梯度，则Na＋和葡萄糖的协同转运不能进行，D正确。 类型二 H＋­ATP酶与协同转运 1.H＋­ATP酶原理 通过顺浓度梯度运输H＋产生的势能，推动合成ATP，既有酶的催化功能(合成ATP)，也有载体蛋白的功能(顺浓度梯度运输H＋)，类似于水电站发电原理，水从高处流下，水的势能转化为动能，带动轮机发电。 2．协同转运 指专一转运一种溶质(以ATP为能源)的泵又间接地推动其他电解质的主动运输。 3．(2023·西安高一期中)在植物体内叶肉细胞中合成的蔗糖不断运出，再由筛管转运到其他部位储存、利用。下图表示蔗糖分子的跨膜运输及相关过程。下列有关叙述不正确的是(　　) A．蔗糖载体和ATP­酶之间功能的差异与它们分子结构的差异直接相关 B．图中蔗糖和K＋的运输都属于主动运输，但两者的运输动力不同 C．若将洋葱表皮细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞可能会发生质壁分离及其自动复原现象 D．叶肉细胞保持较高的pH有利于蔗糖分子运出 D　解析：蛋白质的结构与功能相适应，蔗糖载体与ATP­酶的功能不同，直接原因是它们的空间结构不同，A正确；图示蔗糖主动运输的动力是膜两侧H＋浓度差，而K＋主动运输的动力是ATP，B正确；根据题干信