第2单元 热点情境2 物质运输的机制-【优化探究】2025年高考生物一轮复习高考总复习配套课件（人教版2019 双选）

细胞的基本结构与物质运输 第二单元 热点情境 2.物质运输的机制 [高考真题例证] （2023·湖北卷，15）心肌细胞上广泛存在Na＋­K＋泵和Na＋­Ca2+交换体（转入Na＋的同时排出Ca2+），两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋­K＋泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是(　　) A．心肌收缩力下降 B．细胞内液的钾离子浓度升高 C．动作电位期间钠离子的内流量减少 D．细胞膜上Na＋­Ca2+交换体的活动加强 C 由题干分析可知，该药物可以特异性阻断 细胞膜上的Na＋­K＋泵，影响Na＋势能，细 胞膜上的Na＋­Ca2+交换体活动减弱，使细 胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流 减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩 力加强，A、D错误，C正确；由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋­K＋泵，导致K＋内流、Na＋外流减少，故细胞内钠离子浓度增高，钾离子浓度降低，B错误。 [知识归纳提炼] 1．主动运输的三种驱动方式的比较 方式 转运方向 能量来源 ATP驱动泵 逆浓度梯度 ATP 协同转运蛋白 逆向协 同运输 一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种离子顺浓度梯度转运 利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中 同向协 同运输 光驱动泵 逆浓度梯度 光能 2.物质运输方式中不同转运蛋白的比较 依据 蛋白质类型 转运蛋白举例 方式 运输物 质方法 改变构象运输物质 钙离子泵 主动运输 通道蛋白运输物质 水通道蛋白 协助扩散 运输物质种类 运输一种物质的载体蛋白 质子泵 多为主动运输 运输两种物质的载体蛋白 钠钾泵 主动运输 运输能量来源 ATP驱动的载体蛋白 质子泵 主动运输 化学势能驱动的载体蛋白 钠离子葡萄糖协同转运蛋白 钠离子：协助扩散；葡萄糖：主动运输 [巩固演练提升] 1．（2024·河北石家庄模拟）α­变形菌的细胞膜镶嵌有光驱动蛋白，其作为“质子泵”可将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，形成的H＋浓度梯度（化学势能）可用于ATP合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动。如图为α­变形菌能量转化的部分示意图。下列叙述正确的是(　　) A．质子泵将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外， 有利于调节变形菌细胞的pH B．H＋从细胞内侧泵到细胞膜外过程中，光 驱动蛋白的构象不会发生变化 C．H＋从细胞内侧泵到细胞膜外没有消耗ATP，为被动运输 D．α­变形菌的鞭毛运动可利用光能作为直接能源 A 质子泵将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，改变 了细胞的pH，有利于调节变形菌细胞的pH， A正确；光驱动蛋白属于载体蛋白，在运输物 质过程中发生构象的变化，所以H＋从细胞内 侧泵到细胞膜外过程中，光驱动蛋白的构象发 生了变化，B错误；H＋从细胞内侧泵到细胞膜外需要光能驱动，为主动运输，C错误；α­变形菌的鞭毛运动消耗的能量是ATP中的化学能，不能利用光能作为直接能源，D错误。 2．肾小管上皮细胞基底外侧膜上的Na＋－K＋泵通过消耗ATP建立胞内的低Na＋电化学梯度，细胞顶部膜借助Na＋电化学梯度，通过膜上的Na＋/K＋/Cl－共转运体从肾小管腔中同时重吸收Na＋、K＋和Cl－，细胞内液的Cl－浓度增加后，Cl－顺浓度梯度运到组织液。下列分析错误的是(　　) A．肾小管上皮细胞运出Na＋的方式属于主动运输 B．肾小管上皮细胞对Na＋、K＋的运输具有特异性 C．Na＋/K＋/Cl－共转运体转运离子的过程会消耗ATP D．肾小管上皮细胞的相关载体蛋白每次运出Na＋时都会发生自身构象的改变 C 肾小管上皮细胞基底外侧膜上的Na＋－K＋泵通过消耗ATP建立胞内的低Na＋电化学梯度，所以肾小管上皮细胞逆浓度梯度运出Na＋，属于主动运输，A正确；肾小管上皮细胞对Na＋、K＋的运输虽然可通过Na＋－K＋泵或Na＋/K＋/Cl－共转运体进行，但是这些载体蛋白不能运输其他离子，仍具有特异性，B正确；Na＋/K＋/Cl－共转运体转运离子的过程是借助Na＋的电化学梯度进行的，不需要消耗ATP，C错误；载体蛋白在运输相应物质的过程中，会发生自身构象改变，完成运输后复原，D正确。 3．钠钾泵由α、β两亚基组成，其中α亚基为跨膜蛋白，如图。一般认为钠钾泵首先在膜内侧与Na＋结合，ATP酶活性被激活，水解ATP释放的能量使泵本身构象改变，将Na＋输出细胞的同时，泵与细胞膜外侧的K＋结合，构象再次改变，将K＋输入细胞内。下列说法错误的是(　　) A．α亚基对K＋的亲和力始终大于Na＋ B．钠钾泵在该过程中，同时承担了催 化和转运功能 C．钠钾泵的生理作用有利于维持细胞 膜内外Na＋、K＋的浓度差 D．钠钾泵属于载体蛋白，运输物质时其结构会发生改变 A 由题意可知，α亚基首先与Na＋结合，完成Na＋的 转运，此后与K＋结合完成K＋的转运，说明α亚基 对Na＋的亲和力始终大于K＋，A错误；钠钾泵首 先在膜内侧与Na＋结合，ATP酶活性被激活，水解 ATP释放的能量使泵本身构象改变并将Na＋输出细 胞，说明钠钾泵具有催化功能，能催化ATP水解， 还具有转运功能，B正确；细胞外Na＋浓度高，细 胞内K＋浓度高，由题可知，钠钾泵可以将细胞内的Na＋排出细胞同时吸收 K＋，因此钠钾泵的生理作用有利于维持细胞膜内外Na＋、K＋的浓度差，C正确；钠钾泵属于载体蛋白，运输物质时其结构会发生改变，D正确。 4．（2024·浙江宁波模拟）如图表示海水稻根细胞的细胞膜和液泡膜上部分物质跨膜运输的不同方式示意图，其中Na＋对应颗粒的多少反映出浓度的高低情况。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．转运蛋白1和2运输H＋的方式不同， 前者为协助扩散，后者为主动运输 B．Na＋经转运蛋白进入根细胞时，该 转运蛋白不需与Na＋结合 C．根细胞从土壤吸收水分时，经水通 道蛋白吸收的水量较大 D．将H＋运出根细胞的载体蛋白还具有催化ATP水解的功能 A 根据细胞膜外的pH、细胞质基质的pH 和液泡的pH大小关系可知，转运蛋白 1和2运输H＋的方式均为协助扩散，A 错误；据图可知，将Na＋运入细胞的转 运蛋白为通道蛋白，该通道蛋白在运输物质时，不需与Na＋结合，B正确；水进入根细胞的方式有协助扩散和自由扩散，主要经水通道蛋白进入细胞，故根细胞从土壤吸收水分时，经水通道蛋白吸收的水量较大，C正确；据图可知，将H＋运出根细胞的载体蛋白具有催化ATP水解的功能，D正确。 $$