专题1 第2板块 重难点5 主动运输的拓展分析(Word教参)-【精讲精练】2025年高考生物学二轮专题辅导与训练（单选版）

重难点5　主动运输的拓展分析 1．(2024·浙江卷)植物细胞胞质溶胶中的Cl－、NO通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2＋逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度 B．Cl－、NO通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C．Na＋、Ca2＋进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 解析　由图可知，细胞液的pH3～6，胞质溶胶的pH7.5，说明细胞液的H＋浓度高于细胞溶胶，若要长期维持膜内外的H＋浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H＋运输到细胞液中，A正确；通过离子通道运输为协助扩散，Cl－、NO通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；液泡膜上的载体蛋白能将H＋转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na＋、Ca2＋转运到液泡内，说明Na＋、Ca2＋进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H＋电化学梯度，因此该过程Na＋、Ca2＋的进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H＋电化学梯度提供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。 答案　C 2．(2024·山东卷)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。下列说法正确的是(　　) 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 解析　由题干信息知，环核苷酸可以与Ca2＋通道蛋白结合；而Ca2＋通过Ca2＋通道蛋白时，不需要与Ca2＋通道蛋白结合，A错误。Ca2＋通过Ca2＋通道蛋白进入细胞的过程是顺浓度梯度的被动运输；细胞需通过主动运输维持其Ca2＋浓度的内低外高，该过程需要消耗能量，B正确。Ca2＋作为信号分子通过调控相关基因的表达间接抑制H2O2的分解，C错误。若被感染细胞内BAK1缺失，油菜素内酯就不能通过活化BAK1关闭Ca2＋通道蛋白，不能使细胞内H2O2含量降低，D错误。 答案　B 1．主动运输的能量来源分类 ATP直接提供能量——ATP驱动泵(ATP酶)、势能——协同转运蛋白、光能——光驱动泵。(如图) 2．ATP直接供能的ATP驱动泵 (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，如下图所示钠钾泵： (2)质子泵：具有运输H＋的功能，也称为H＋泵，根据载体蛋白本身是否发生磷酸化等机制的不同，又可分为P型、V型和F型质子泵。 ①P型泵：一般分布在植物细胞、真菌细胞和细菌细胞的质膜上。 P型泵水解ATP并使自身磷酸化，产生有磷酸基团修饰的中间体，导致蛋白构象变化，从而将离子泵出细胞，在膜两侧建立并维持离子浓度梯度。 ②V型泵：V型质子泵广泛存在于动物细胞的胞内体膜、溶酶体膜和某些肾小管细胞的质膜，以及植物、酵母及其他真菌细胞的液泡膜上，转运H＋过程中不形成磷酸化的中间体。维持细胞质基质pH中性和细胞器内pH酸性。 ③F型泵：F型质子泵不同于P型质子泵和V型质子泵，它以相反的方式发挥生理作用，利用质子动力势合成ATP，又称作H＋­ATP合成酶。 F型质子泵存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上；转运H＋过程中不形成磷酸化的中间体。 (3)ABC超家族 ABC超家族也是一类ATP驱动泵，又叫ABC转运蛋白。广泛分布于从细菌到人类各种生物中，是最大的一类转运蛋白，通过ATP分子的结合与水解完成小分子物质的跨膜转运。 原核细胞(A)和真核细胞(B)ABC超家族结构与工作示意图 3．ATP间接供能—协同转运 介导各种离子和分子的跨膜运动：一种间接消耗能量的主动运输方式，所利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中。 包括同向协同和反向协同两种方式 4．ATP间接供能—光驱动泵 发现于一些光合细菌细胞质膜上的H＋泵(如菌紫红质)，它们被光激活后，形成跨膜的H＋电化学梯度，驱动溶质的主动运输(对溶质的主动运输与光能的输入相偶联)。 1．(ATP驱动泵)(2024·大连模拟)ATP驱动泵能利用ATP水解释放的能量将小分子或离子进行跨膜转运。有下图所示的3种类型。相关叙述正确的是(　　) A．Ca2＋泵可发生磷酸化改变泵的蛋白质构象进行Ca2＋的转运过程 B．Na＋­K＋泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞内高Na＋低K＋的环境 C．V型质子泵与F型质子泵运输H＋的方式不同，后者属于主动运输 D．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体的内膜上 解析　Ca2＋泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外，A正确；Na＋­K＋泵依赖ATP水解释放能量维持神经细胞外高Na＋低K＋的环境，B错误；由图可知，V型质子泵运输H＋需要消耗ATP且需要载体的协助，前者属于主动运输，C错误；F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP，真核细胞中能合成ATP的生物膜是线粒体内膜和类囊体薄膜，D错误。 答案　A 2．(主动运输的类型)(2024·沧州联考)研究表明，在盐胁迫下大量Na＋进入植物根部细胞会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比值异常，从而影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，下图表示其根细胞抵抗盐胁迫的有关机理，其根细胞膜或液泡膜两侧H＋形成的电化学梯度，可促使根细胞将Na＋转运到细胞膜外或液泡内。下列叙述错误的是(　　) A．盐碱地土壤溶液浓度较大，会影响植物根细胞吸水，从而影响植物生长 B．转运蛋白a、b均为协助扩散运输H＋的载体蛋白 C．转运蛋白c可将H＋运入液泡，同时具有ATP水解酶活性 D．将Na＋集中于细胞液中可避免影响蛋白质在细胞质基质中的合成 解析　盐碱地盐分过多，土壤溶液浓度较大，会影响植物根细胞吸水从而影响其生长，A正确；细胞膜外和液泡中的H＋浓度均高于细胞质基质，H＋经转运蛋白a、b跨膜运输均属于协助扩散，B正确；转运蛋白c可将H＋逆浓度梯度运入液泡，且可水解ATP为该过程供能，C正确；蛋白质的合成场所是核糖体，不是细胞质基质，D错误。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$