第2单元 专题加强1 主动运输的能量与“泵”的类型及盐胁迫的运输机制-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

细胞的基本结构与物质运输 第二单元 专题加强1　主动运输的能量与“泵”的类型及盐胁迫的运输机制 加强点1　主动运输的能量与“泵”的类型 1.主动运输的三种类型 (1)主动运输的能量来源分为三类(如图):ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、 间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。 (2)协同运输是一种物质的逆浓度梯度跨膜运输,其依赖于另一种物质的顺浓度梯度转运,该过程消耗的能量来自离子电化学梯度。 2.与物质出入细胞有关的几种“泵” (1)Na+-K+泵 (2)质子泵 (3)钙泵 钙泵是Ca2+激活的ATP酶,每水解一个ATP转运两个Ca2+到细胞外,形成Ca2+梯度。通常细胞质游离的Ca2+浓度很低,胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内,都会引起胞质游离的Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。Ca2+内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内,因此Ca2+是一种十分重要的信号物质。 1.(2024·广东深圳模拟)如图为蔗糖分子进入植物细胞的示意图,下列叙述错误的是(　　) A.结构①和②是控制物质进出细胞的载体且①具有 催化作用 B.H+出细胞的方式为主动运输,蔗糖进细胞的方式是 协助扩散 C.蔗糖可以为植物细胞提供营养和能量,同时还能维持一定的渗透压 D.该成熟的植物细胞在适宜浓度的蔗糖溶液中可能会发生质壁分离和自动复原 对点训练 B 解析:结构①和②是控制物质进出细胞的载体,且结构 ①能够催化ATP水解为ADP和Pi,即具有催化作用,A正 确;H+出细胞需要载体协助,且需要消耗ATP,方式为主 动运输,细胞外的H+多于细胞内,H+进入细胞是协助扩 散,蔗糖进入细胞借助H+的浓度差,是主动运输,B错误;蔗糖可为植物细胞提供营养、能量,同时还能维持一定的渗透压,C正确;成熟的植物细胞在适宜浓度的蔗糖溶液中会发生质壁分离,但由于蔗糖可通过细胞膜进入细胞,故在适宜条件下可能自动复原,D正确。 2.(2025·广东梅州模拟)光下气孔开启源于光照下保卫细胞液泡中的离子积累。由光合作用生成的ATP驱动H+泵,向质膜外泵出H+,建立膜内外的H+梯度,在H+电化学势的驱动下,Cl-经共向传递体进入保卫细胞。如图表示光下气孔开启的部分过程,下列说法正确的是(　　) A.与无机催化剂相比,H+⁃ATP酶为化学反应提供的 活化能更多,使之具有高效性 B.光在活化H+⁃ATP酶将H+转运至细胞外的过程中, 作用是直接提供能量 C.H+运出细胞和Cl-进入细胞都属于逆浓度的运输 D.干旱季节,可对农作物喷洒适宜浓度的赤霉素类似物来促进气孔关闭,减少蒸腾作用 C 解析:与无机催化剂相比,酶降低化学反应的活化 能更显著使之具有高效性,但是酶不能为化学反 应提供活化能,A错误;光是活化H+⁃ATP酶的信 号,不能为主动运输直接提供能量,B错误;光合作 用生成的ATP驱动H+泵,向质膜外泵出H+,建立膜内外的H+梯度,在H+电化学势的驱动下,Cl-经共向传递体进入保卫细胞,H+运出细胞和Cl-进入细胞都是需要能量的,运输方式为主动运输,方向为逆浓度,C正确;促进气孔关闭的是脱落酸,D错误。 3.蔗糖是甘蔗叶肉细胞光合作用的主要产物,甘蔗叶肉细胞的液泡膜上部分物质运输过程如图所示。据图分析,下列叙述错误的是(　　) A.质子泵逆浓度运输H+时需要消耗能量 B.H+-蔗糖载体运输H+的方式为协助扩散 C.H+-蔗糖载体运输蔗糖的方式为被动运输 D.液泡膜内外H+浓度差会影响蔗糖的运输速率 C 解析:质子泵逆浓度运输H+时需要消耗ATP提供的能量,A正确;H+-蔗糖载体运输H+的方式是从高浓度向低浓度运输,为协助扩散,B正确;H+-蔗糖载体运输蔗糖的方式是从低浓度向高浓度运输,依赖于H+浓度差提供能量,为主动运输,所以液泡膜内外H+浓度差会影响蔗糖的运输速率,C错误,D正确。 4.Na+-K+-ATP酶(称Na+-K+泵)、Na+-Ca2+交换体主要位于心肌细胞膜和线粒体膜上,二者表达水平可以反映心肌细胞功能的完整性,完成心肌正常的Na+、K+,Na+、Ca2+交换(如图),避免Ca2+超载和心肌舒张迟缓的发生。下列叙述错误的是(　　) A.Na+-K+泵具有催化ATP水解的作用,为Na+、K+的运输提供能量 B.心肌缺氧时会影响Na+-K+泵的功能,但Ca2+的运输不受影响 C.Na+通过Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体进出细胞的运输方式不同 D.Na+-K+泵、Na+-Ca2+交换体发挥作用时空间结构发生改变 B 解析:Na+-K+泵既可以作为载体蛋白,还具有催化ATP水解的作用,为Na+、K+的运输提供能量,A正确;心肌缺氧时,影响Na+-K+泵的功能,膜内外Na+的浓度差降低,导致Ca2+运出减少,B错误;Na+通过Na+-K+泵运出细胞属于主动运输,Na+通过Na+-Ca2+交换体进入细胞是协助扩散,C正确;Na+- K+泵是一种载体蛋白,磷酸化后,其空间结构会发生改变,Na+-Ca2+交换体运输相应物质时空间结构也要发生改变,D正确。 加强点2　耐盐碱植物的抗盐胁迫机制 耐盐植物能够在高盐胁迫的逆境中正常生长,其根细胞特殊的转运机制发挥了十分重要的作用。如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。 据图可知,图示各结构中H+浓度存在明显差异,这种差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵来维持。 H+的这种分布特点可将Na+转运到胞外或液泡内,Na+转运到胞外或液泡内是由细胞膜或液泡膜两侧的H+浓度差所驱动的。 大量的Na+进入细胞提高了细胞液浓度,使细胞液的渗透压升高,有利于根细胞对水分的吸收。 盐胁迫条件下,植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”是使Na+进入液泡或排出细胞。 对点训练 5.(2024·广东江门模拟)藜麦是一种具有极强的 耐盐性和较高营养品质的植物,藜麦的耐盐作用 与细胞膜和液泡膜上的多种转运蛋白有关,其耐 盐机制如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.KOR运输K+的过程中会发生磷酸化和去磷酸化 B.SOS1将Na+排出细胞的直接动力来自H+的浓度差 C.H+进出表皮细胞的方式分别是协助扩散和主动运输 D.NHX能促使Na+进入液泡有利于提高叶肉细胞的耐盐能力 A 解析:根据题意分析,KOR是一种K+通道,K+通道 介导的物质运输方式为协助扩散,其运输K+的过 程不会消耗ATP,因此不会发生磷酸化和去磷酸 化,A错误;由于表皮细胞内的Na+浓度低于膜外, H+浓度低于膜外,因此SOS1将Na+排出细胞的直接动力来自H+的浓度差, B正确;根据膜两侧H+浓度差可知,H+进出表皮细胞的方式分别是协助扩散和主动运输,C正确;NHX能促使Na+进入液泡,有利于提高细胞液的渗透压,从而提高叶肉细胞的耐盐能力,D正确。 6.拟南芥根毛细胞在盐胁迫环境下的自我调节机 制如图所示,SOS1和NHX1均为Na+/H+转运蛋白, 会使Na+外排或进入液泡,从而防止Na+在细胞质 基质中积累,影响细胞代谢。下列叙述错误的是(　　) A.NHX1转运Na+进入细胞液,有利于根毛细胞渗透吸水 B.SOS1转运Na+和H+的运输方向相反,运输方式相同 C.抑制细胞的呼吸作用,会降低NHX1转运Na+的速率 D.H+泵转运H+进入细胞液的过程,与ATP的水解相联系 B 解析:NHX1转运Na+进入细胞液,能提高细胞液 浓度,进而有利于根毛细胞渗透吸水,A正确;SOS1 运输H+是顺浓度梯度进行的,进而驱动了Na+的转 运过程,即此时H+是顺浓度梯度进行的,为协助扩散,而Na+的转运是逆浓度梯度进行的,为主动运输,B错误;NHX1转运Na+是逆浓度梯度进行的,需要消耗H+的梯度势能,而H+浓度差的维持是需要消耗ATP的,因此,抑制细胞的呼吸作用,会降低NHX1转运Na+的速率,C正确;H+泵转运H+进入细胞液的过程是逆浓度梯度进行的,需要消耗能量,即该过程与ATP的水解相联系,D正确。 7.(2025·河北秦皇岛模拟)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。 SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞介导外排Na+,是维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化反应物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如图所示,回答下列问题。 (1)细胞膜的基本支架是　　　　　　　,磷脂分子PA在SOS信号转导途径中作为　　　　　起调节作用。 解析:细胞膜的基本支架是磷脂双分子层;根据题意,盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化反应物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活钠氢转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化,该过程中PA作为信号分子起调节作用。 　信号分子 磷脂双分子层 (2)盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是主动运输,该过程所消耗的能量来源是　　　　　　　　　 ,主动运输方式对于细胞的意义是　   ________________________________________________________ 。 解析: 据题图分析可知,盐胁迫条件下,转运蛋白SOS1将细胞外的H+运输到细胞内的同时,把Na+以主动运输的方式运出细胞,说明Na+的主动运输消耗的能量来自H+浓度差形成的化学势能,主动运输方式对于细胞的意义是细胞通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。 H+浓度差形成的势能 　 细胞通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要 (3)盐胁迫条件下,周围环境的Na+以　　　 　　方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,导致细胞中K+浓度　　　(填“增大”或“减小”)。从结构方面分析,细胞膜对无机盐离子具有选择透过性的原因是__________________________________ _______。 　 解析: 据题图分析可知,盐胁迫条件下,周围环境的Na+通过HKT1(Na+通道蛋白)以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,使得细胞内K+浓度增大。从结构方面分析,细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种类不同,导致细胞膜对无机盐离子具有选择透过性。　　 协助扩散/被动运输 增大 类不同 细胞膜上含有的无机盐离子转运蛋白种 8.(2025·广东佛山模拟)柽柳等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,如图是其根细胞参与抵抗盐胁迫的部分结构示意图,其根细胞生物膜两侧H+形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了重要作用。 解析:液泡中能储存较高浓度的某些特定物质,这些特定物质(如钠离子)是通过主动运输方式进入液泡中的,这体现了液泡膜具有选择透过性的特性,该特点的结构基础是液泡膜上的载体蛋白具有特异性。 (1)液泡中能维持较高浓度的某些特定物质,这体现了液泡膜___________ 的特点,该特点的结构基础是______________________________。  选择透过性 液泡膜上的载体蛋白具有特异性 (2)据图分析,盐胁迫条件下,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞的方式是_________。液泡中H+浓度与细胞质基质中H+浓度差主要由液泡膜上H+-ATP 泵来维持,该结构的具体作用是___________________________ _____________________。  主动运输 催化ATP水解提供能量和作为 载体蛋白协助运输H＋ 解析: 分析题图,Na+通过转运蛋白SOS1运出细胞,需要H+的浓度差提供能量,属于主动运输。液泡中H+浓度与细胞质基质中H+浓度差主要由液泡膜上H+-ATP泵来维持,该结构的作用是催化ATP水解提供能量和作为载体蛋白协助运输H+。 (3)进一步研究发现,在盐胁迫下大量的Na+持续进入植物根部细胞,会抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。图中H+的分布差异使Na+在NHX的作用下进入液泡,其意义是________________________________________________________ _________________________________________ (答出2点即可)。  降低细胞质基质中Na＋的浓度，降低其对细胞的伤害;同时还能提高细胞液的渗透压，增加细胞对水的吸收 解析: 将Na+转运到液泡内的意义是降低细胞质基质中Na+的浓度,降低其对细胞的伤害;同时还能提高细胞液的渗透压,增加细胞对水的吸收。 (4)某研究小组提出,脯氨酸可通过调节柽柳细胞内Na+和K+浓度来增强其应对盐胁迫的能力。据此完善相关实验进行验证。 材料选择:对照组(略);实验组应选取的植株为____ (填序号)。  ①野生型柽柳植株　②脯氨酸转运蛋白基因敲除的突变体柽柳植株 培养环境:用一定浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫环境。检测指标: _____________________________。  实验结果及结论:对照组与实验组的检测结果存在明显差异。 ② 两组植株细胞内Na＋和K＋浓度 解析: 要验证脯氨酸可通过调节柽柳细胞内Na+和K+浓度来增强其应对盐胁迫的能力,自变量应该为植株是否含有脯氨酸,因变量为细胞中细胞内Na+和K+浓度,外界环境为盐胁迫环境。所以实验组选择②脯氨酸转运蛋白基因敲除的突变体柽柳植株,对照组选择①野生型柽柳植株,在相同盐胁迫条件下培养,检测两组植株细胞内Na+和K+浓度。 $$