4.2主动运输与胞吞、胞吐 练习 2024—2025学年高一上学期生物人教版必修1

廊坊市第一中学高一年级生物 实验可以推翻理论，但理论永远无法推翻实验。 高一生物自助练习 内容：1.4.2主动运输与胞吞、胞吐 使用时间 ：2024年 月 日 第一编题人 ：卢星辰 校对人 ：董雨轩 第二编题人 ：董雨轩 审核人 ： 知识拓展——钠钾泵的结构组成和工作原理 物质出入细胞的方式中，有时会关联钠钾泵Na+—K+泵），如动作电位的产生和传导。经科学研究发现，钠钾泵在人体的正常代谢中具有非常重要的作用，与一些疾病的发生也有着密切的关系，如脑水肿、白内障等。 资料1：钠钾泵的结构和组成 细胞膜上钠钾泵作用首先是由 Hodkin和Keynes于1955年发现。1957年，丹麦科学家斯科Skou）发现了Na+—K+—ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关。 钠钾泵为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。Na+—K+泵实际上就是Na+—K+—ATP酶，存在于动植物细胞质膜上，般认为是2个大亚基、2个小亚基组成4聚体，大亚基催化ATP水解，小亚基是糖蛋白。 资料2：钠钾泵的工作原理 Na+—K+—ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。一般认为Na+—K+泵首先在膜内侧与细胞内的Na+结合，ATP酶活性被激活后，酶被磷酸化，由ATP水解释放的能量使“泵”本身构象改变，将Na+输出细胞；与此同时，“泵”与细胞膜外侧的K+，结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K+输入细胞内。研究表明，每消耗1个ATP分子，可使细胞内减少3个Na+并增加2个K+。保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。总的结果是每消耗一个ATP，输出3个Na+，输人2个K+，使细胞外带正电荷（如图）。 钠钾泵工作原理示意图 钠钾泵的作用是维持细胞的渗透平衡，保持细胞的体积；维持低Na+高K+的细胞内环境，为协同运输提供驱动力；维持细胞的静息电位。 思维训练 1.如图是质膜上 Na+、K+一ATP酶的结构示意图，下列叙述错误的是（ ） A.该酶的形状变化为ATP的水解供能 B.该酶有利于质膜两侧某些离子保持一定的浓度差 C.该酶有利于神经细胞保持一定的膜电位 D.该酶既能催化ATP水解，又能作为载体蛋白 2.钠一钾泵钠钾转运体）位于细胞膜上，每消耗一分子ATP，可泵出3个Na+和泵入2个K+。下列说法错误的是（ ） A.钠一钾泵的化学本质是蛋白质 B.泵出Na+和泵入K+的过程为主动运输 C.钠钾泵保持了膜内高钾、膜外高钠的离子分布 D.钠一钾泵可以泵出Na+和K+，也可转运其他分子 知识拓展——主动转运所需的能量来源 主动转运的特点是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，需要能量。一般情况下，还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 主动转运所需的能量来源有三种类型，分别是ATP直接供能、ATP间接供能的协同运输和光能驱动。 资料1：ATP直接供能的主动转运——以离子泵为例 离子泵是膜运输蛋白之一，也看作一类特殊的载体蛋白，能驱动特定的离子电化学梯度穿过质膜，同时消耗ATP形成的能源，属于主动转运。 离子泵是镶嵌在质膜脂质双分子层中具有运输功能的ATP酶，不同的ATP 酶运输不同的离子，故称离子泵，如Na+—K+泵、Ca2+泵和质子泵等。离子泵直接利用ATP作为能源。 资料2：ATP间接供能的主动转运 这种形式又称伴随转运、协同转运，不直接消耗ATP，但是要间接利用ATP的能量。这种伴随转运可以说是一种间接的主动转运。 例如，小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖、氨基酸就属于这种方式。其工作原理是，载体蛋白有两个结合位点，可分别与Na+、葡萄糖（氨基酸）结合。由于Na+泵需要 ATP供能，并不断地将Na+输出细胞外，造成Na+浓度细胞外高于细胞内，由此产生了电位梯度。Na+和葡萄糖（氨基酸）分别与载体蛋白结合后，借助电位梯度的力量，使Na+和葡萄糖（氨基酸）结伴而行，进入膜内侧，再与载体蛋白脱离，Na+又被钠钾泵出细胞外，是一个递浓度梯度过程，需要ATP 提供能量。据郝水编著的《细胞学教程》指出，这种运输属于伴随运输。 伴随运输是一种间接的主动转运方式。物质逆浓度梯度的运输过程是通过载体与其他物质相伴随的，并以其他物质的浓度梯度为动力。具体可以参考后面的内容。 资料3：光能驱动的主动转运 嗜盐厌氧菌的细胞质膜上存在一类能被光线激活的蛋白质，称为细菌视紫红质。该蛋白含有7个α螺旋，每个螺旋长3~4nm，在蛋白质的中部有几个能够吸收光的视黄醛基团，又称发色基团。当该基团被1个光量子激活时，就能引起整个分子的构象发生变化，导致2个H+从细胞内运送到细胞外。 思维训练 3.下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图，与图中信息不相符的是（ ） A.甲侧为细胞外，乙侧为细胞内 B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输 C.图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP D.图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油的方式相同 4.研究表明，主动转运根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■▲○代表跨膜的离子或小分子。请据图回答问题。 （1）图中细胞溶胶存在于_______填“P”或“Q”）侧，判断依据是____________________________。 （2）主动转运的特点是_______________________________________________________________。 （3）a类型中，Y离子转运所需的能量来源于（ ） A.X离子转运时释放的能量 B.ATP直接提供能量 C.光能驱动 D，细胞内物质合成时释放的能量 （4）下列生物中，最有可能采用c类型进行主动转运的是（ ） A.噬菌体 B.细菌 C.果蝇 D.小鼠 参考答案--内容：1.4.2主动运输与胞吞、胞吐 思维训练 1.A 【解析】由图可知，细胞排出 Na+、吸收K+的过程需要载体蛋白参与，同时需要ATP提供能量，不是为ATP的水解供能，A错误；分析题图可知，钠离子通过主动转运排出细胞外，钾离子通过主动转运被运输到细胞内，维持了细胞内高 K+、低 Na+的离子浓度梯度，B正确；酶有利于质膜两侧某些离子保持一定的浓度差，从而有利于神经细胞保持一定的膜电位，C正确；由图可知，细胞排出Na+吸收 K+的过程需要载体蛋白参与，同时需要 ATP提供能量，所以转运方式是主动转运，由此可知，Na+、K+——ATP 酶具载体和酶的作用，D正确。 2.D 【解析】钠钾泵是细胞膜上的钠钾转运体，化学本质是蛋白质，A正确；泵出Na+和泵入K+的过程需要载体和能量，为主动转运，B正确；钠钾泵保持了膜内高钾、膜外高钠的离子分布，C正确；细胞膜上的载体具有特异性，故钠一钾泵不可转运其他分子，D错误。 3.D 【解析】肌细胞不能产生葡萄糖，细胞要不断消耗葡萄糖，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内；钠离子进入细胞需要载体蛋白但不消耗能量，而运出细胞需要载体蛋白，消耗能量；分析图示可知，葡萄糖进入肌细胞需要载体蛋白协助，由钠离子驱动，而细胞吸收甘油的方式是自由扩散。故答案为D。 4.（1）Q 糖蛋白位于细胞外侧 （2）需要载体蛋白、逆浓度梯度、需要消耗细胞内所释放的能量 （3）A 【解析】考查物质运输方式和细胞结构。（1）糖蛋白存在于细胞的外表面，则P是外表面，Q是内表面，所以细胞质基质存在于Q。（2）主动转运是指物质逆浓度梯度运输，需载体蛋白协助，消耗能量细胞内化学反应所释放的能量。（3）Y离子与X离子通过同一个载体运输，可知Y离子转运所需的能量来源于X离子转运时释放的能量。（4）c类型运输消耗的能量来自光能，噬菌体属于病毒，不能独立进行生命活动，果蝇和小鼠属于动物，不能直接利用光能，最可能采用该类型进行主动转运的生物是某些细菌。 高一生物自助练习·1.4.2主动运输与胞吞、胞吐·第2页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$