第2单元 拓展突破2 驱动主动运输的能量来源（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 单选）

该高中生物学讲义聚焦主动运输能量来源这一高考核心考点，围绕钠钾泵、质子泵、协同运输、钙泵等转运蛋白机制，按“高考典例切入—分类梳理机制—真题模拟训练”逻辑架构知识，通过考点解析（如2024甘肃高考题高效解读）、方法指导（关键信息与教材知识结合）、分层练习（真题+模拟题）等环节，帮助学生构建物质跨膜运输的系统认知，突破能量驱动机制难点。 讲义突出高考实战导向，以科学思维方法（基于题干信息与教材知识推理）和生命观念（结构与功能观、物质与能量观）为统领，如解析质子泵时结合H⁺浓度梯度与能量转换，训练题设置从基础理解到综合应用层次。通过典例精讲与即时反馈，助力学生提升信息提取和综合解题能力，为教师精准把控复习节奏、高效覆盖高频考点提供有力支持。

拓展突破2　驱动主动运输的能量来源 【典例】 (2024·甘肃高考)维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋－ATP酶(质子泵)和Na＋－H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平❶(如图)。下列叙述错误的是(　　) A.细胞膜上的H＋－ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变 B.细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外 C.H＋－ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运 D.盐胁迫下Na＋－H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高 【高效解读】 A项关键信息❷＋教材知识→细胞膜上的H＋－ATP酶属于载体蛋白，介导H＋向细胞外转运时为主动运输→载体蛋白需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变，A正确。 B项关键信息❶＋关键信息❷→H＋顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na＋转运到细胞外的直接动力，B正确。 C项关键信息❶→H＋－ATP酶抑制剂干扰H＋的转运，进而影响膜两侧H＋浓度，对Na＋的运输同样起到抑制作用，C错误。 D项关键信息❶→盐胁迫下，会有更多的Na＋进入细胞，为适应高盐环境，植物可能会通过增加Na＋－H＋逆向转运蛋白的基因表达水平，以增加Na＋－H＋逆向转运蛋白的数量，将更多的Na＋运出细胞，D正确。 一、Na＋－K＋泵 【训练】1.(2024·江西南昌模拟)许多糖的运输依赖于金属离子或H＋浓度梯度储存的能量。大肠杆菌细胞膜上有一种半乳糖苷透性酶，每将1分子的乳糖运输进入细胞，就伴随着1个H＋的顺浓度梯度同向运输。肾细胞对葡萄糖进行吸收时，Na＋会一起被运输到细胞内，如果细胞外Na＋的浓度明显降低，那么葡萄糖的运输就会停止。已知细胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶可将细胞内的Na＋运输到细胞外。下列说法正确的是(　　) A.H＋和乳糖的同向转运均属于协助扩散 B.乳糖进入大肠杆菌细胞的过程会使细胞内的pH升高 C.若肾细胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶失活，则葡萄糖的运输会受到影响 D.若肾细胞的有氧呼吸暂停，则其对葡萄糖的吸收会停止 解析：选C。乳糖的转运需要消耗H＋浓度梯度储存的能量，属于主动运输，A错误；乳糖进入大肠杆菌时伴随着H＋的进入，可能会使细胞内的pH降低，B错误；细胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶可将细胞内的Na＋运输到细胞外，而肾细胞对葡萄糖进行吸收时，Na＋会一起被运输到细胞内，如果细胞外Na＋的浓度明显降低，那么葡萄糖的运输就会停止，故若肾细胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶失活，则葡萄糖的运输会受到影响，C正确；肾细胞的无氧呼吸也会产生ATP，产生的ATP可用于肾细胞的生命活动，D错误。 2.(2023·湖北高考)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 解析：选C。分析图形可知，Na＋­K＋泵的运输使膜外Na＋浓度高于膜内，而Na＋通过Na＋­Ca2＋交换体顺浓度梯度从膜外运输到膜内产生化学势能，Na＋­Ca2＋交换体利用该能量将Ca2＋从膜内逆浓度梯度运输到膜外，细胞质中Ca2＋浓度下降，若用某种药物阻断细胞膜上Na＋­K＋泵的作用，则会影响Ca2＋从膜内运输到膜外，导致细胞质中Ca2＋浓度升高，据题干信息可知，细胞质中Ca2＋浓度升高会导致心肌收缩力增强，A错误；阻断Na＋­K＋泵的作用，K＋从膜外到膜内的运输受阻，细胞内液的钾离子浓度下降，B错误；阻断Na＋­K＋泵的作用，Na＋从膜内到膜外的运输受阻，导致细胞外液与细胞质中的Na＋浓度差减小，因此动作电位期间Na＋的内流量减少，C正确；Na＋­Ca2＋交换体的活动与细胞内外Na＋的浓度差有关，阻断Na＋­K＋泵的作用会降低细胞内外Na＋的浓度差，Na＋­Ca2＋交换体的活动受抑制，D错误。 二、质子泵 【训练】3.生物膜上能运输H＋的转运蛋白统称为质子泵，常见的质子泵有3类：V型质子泵，可利用ATP水解的能量，将H＋逆浓度梯度泵入细胞器；F型质子泵，可利用H＋顺浓度梯度的势能合成ATP；P型质子泵，在水解ATP的同时发生磷酸化，将H＋泵出细胞并维持稳定的H＋浓度，该质子泵能被药物W特异性抑制。下列叙述错误的是(　　) A.溶酶体膜上常见V型质子泵，利于维持溶酶体内的酸性环境 B.叶绿体内膜上常见F型质子泵，利于H＋的转运和ATP的合成 C.F型质子泵能催化ATP的合成，P型质子泵能催化ATP的水解 D.药物W可以用来治疗因胃酸过多而导致的胃溃疡等疾病 解析：选B。V型质子泵可利用ATP水解的能量，将H＋逆浓度梯度泵入细胞器，溶酶体内呈酸性，其中的H＋浓度大于细胞质基质，因此V型质子泵常见于细胞中的溶酶体膜，通过主动运输将H＋逆浓度梯度泵入溶酶体内，A正确；F型质子泵可利用H＋顺浓度梯度的势能合成ATP，叶绿体内膜不能合成ATP，因此没有F型质子泵，B错误；据题意可知，F型质子泵可催化ATP的合成，P型质子泵可以催化ATP水解，C正确；P型质子泵在水解ATP的同时发生磷酸化，将H＋泵出细胞，该质子泵能被药物W特异性抑制，说明药物W可抑制H＋的分泌，因此有效缓解胃酸过多导致的胃溃疡，D正确。 4.蓝光诱导植物气孔开放的原理主要是蓝光信号激活了保卫细胞质膜上的H＋－ATP酶，使H＋释放到细胞外，建立质膜内外的H＋浓度梯度。在H＋浓度梯度的驱动下，K＋逆浓度梯度进入保卫细胞，从而使保卫细胞吸水膨胀导致气孔开放。下列叙述错误的是(　　) A.H＋－ATP酶是一种膜蛋白，具有催化和运输功能 B.H＋－ATP酶跨膜转运H＋所需的能量直接由蓝光提供 C.在H＋浓度梯度的驱动下，K＋进入保卫细胞属于主动运输 D.在气孔逐渐张开的过程中，保卫细胞的渗透压逐渐降低 解析：选B。H＋－ATP酶是一种膜蛋白，既可以运输H＋又可以催化ATP的水解，A正确；蓝光信号只是激活了保卫细胞质膜上的H＋－ATP酶，不提供能量，H＋－ATP酶跨膜转运H＋所需的能量由ATP提供，B错误；H＋通过协助扩散进入保卫细胞，为协同转运K＋提供势能，所以K＋的运输方式是主动运输，C正确；在气孔逐渐张开的过程中，保卫细胞不断吸收水分，其细胞液的渗透压逐渐降低，D正确。 三、协同运输 钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用钠钾泵产生的Na＋浓度梯度来推动葡萄糖进入小肠上皮细胞，这种方式叫协同运输，属于主动运输。 【训练】5.(2024·四川成都模拟)协同转运是指一种溶质的逆浓度穿膜运输依赖于另一种溶质的顺浓度穿膜运输，若两溶质的转运方向一致，称为同向转运，反之则为反向转运。某动物细胞能通过协同转运蛋白使Na＋顺浓度进入细胞的同时排出H＋，以调节细胞内的pH。下列相关叙述正确的是(　　) A.动物细胞通过协同转运蛋白转运Na＋和 H＋属于同向转运 B.运输 Na＋和H＋的协同转运蛋白活性增强可导致细胞内的pH升高 C.使用呼吸抑制剂，会直接阻碍该动物细胞通过协同转运蛋白排出H＋ D.Na＋通过协同转运蛋白进入细胞有利于加大细胞内外Na＋的浓度差 解析：选B。某动物细胞能通过协同转运蛋白使Na＋顺浓度进入细胞的同时排出H＋，属于反向转运，A错误；运输 Na＋和H＋的协同转运蛋白活性增强可导致H＋从细胞中运出更多，细胞内H＋减少，导致细胞内的pH升高，B正确；使用呼吸抑制剂，有氧呼吸提供能量减少，细胞膜内外Na＋浓度差维持减弱，浓度差变小，Na＋顺浓度进入细胞减少，H＋排出细胞减少，故使用呼吸抑制剂，会间接阻碍该动物细胞通过协同转运蛋白排出H＋，C错误；Na＋通过协同转运蛋白进入细胞是顺浓度进行的，不利于加大细胞内外Na＋的浓度差，而是利于缩小细胞内外Na＋的浓度差，D错误。 6.(2024·安徽蚌埠模拟)菊花组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.蔗糖酶通过提供能量，从而提高蔗糖水解反应速率 B.培养基的pH比细胞内的低，有利于细胞吸收蔗糖 C.当H＋－ATP酶失活，不会影响细胞对蔗糖的吸收速率 D.蔗糖－H＋共转运体转运蔗糖和H＋，都不需要消耗能量 解析：选B。蔗糖酶通过降低化学反应的活化能，从而提高蔗糖水解反应速率，A错误；培养基的pH比细胞内的低，会增加膜内外H＋浓度差，有利于蔗糖吸收，B正确；当H＋－ATP酶失活，细胞内外H＋浓度差减小，细胞对蔗糖的吸收速率会降低，C错误；蔗糖－H＋共转运体转运蔗糖所需能量的直接来源是膜内外H＋浓度差产生的电化学势能，转运H＋是从高浓度到低浓度转运，属于协助扩散，不需要消耗能量，D错误。 四、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，形成钙离子梯度。通常细胞质游离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。钙离子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。 【训练】7.(2024·湖北黄冈一模)植物细胞内Ca2＋主要储存在液泡中，细胞质基质中的Ca2＋维持在较低浓度。液泡膜上运输Ca2＋的转运蛋白主要有：Ca2＋通道、Ca2＋－ATP酶(Ca2＋泵)和Ca2＋/H＋反向转运蛋白(CAX)。液泡膜上的质子泵可消耗ATP建立膜两侧的H＋浓度梯度势能，该势能驱动CAX将Ca2＋与H＋以相反的方向同时运输通过液泡膜。下列说法错误的是(　　) A.Ca2＋通道运输Ca2＋过程中不需要与Ca2＋结合 B.质子泵消耗能量使细胞液的H＋浓度低于细胞质基质 C.Ca2＋泵和CAX运输Ca2＋有利于使植物细胞保持坚挺 D.加入呼吸抑制剂，Ca2＋泵和CAX运输Ca2＋的速率均会减慢 解析：选B。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，因此Ca2＋通道运输Ca2＋过程中不需要与Ca2＋结合，A正确；液泡膜上的质子泵可消耗ATP建立膜两侧的H＋浓度梯度势能，该势能驱动CAX将Ca2＋与H＋以相反的方向同时运输通过液泡膜，即将H＋顺浓度从细胞液运输到细胞质基质，因此细胞液的H＋浓度高于细胞质基质，B错误；Ca2＋泵和CAX运输Ca2＋使细胞液浓度增加，液泡吸水充盈，有利于使植物细胞保持坚挺，C正确；加入呼吸抑制剂，会使ATP含量降低，Ca2＋泵和质子泵运输速率下降，膜两侧的H＋浓度梯度降低，从而导致CAX运输Ca2＋的速率减慢，D正确。 8.(2024·四川泸州三模)肌质网是肌肉细胞内特化的内质网，是贮存Ca2＋的细胞器，能参与肌肉收缩活动。肌质网膜上的Ca2＋泵(如图所示)每水解一个ATP可转运两个Ca2＋到肌质网腔中。当肌肉细胞膜的兴奋信号传递到肌质网时，会引起肌质网释放Ca2＋，从而引发肌肉细胞收缩。下列有关叙述错误的是(　　) A.Ca2＋泵既是一种载体蛋白也是一种ATP水解酶 B.Ca2＋泵的存在能使细胞质基质中Ca2＋维持在较低水平 C.肌肉细胞在未兴奋时可通过Ca2＋泵将Ca2＋转运至肌质网 D.肌质网释放Ca2＋的过程同样需要Ca2＋泵水解ATP提供能量 解析：选D。据图可知，Ca2＋泵可以运输Ca2＋，也可以催化ATP水解，因此既是一种载体蛋白也是一种ATP水解酶，A正确；Ca2＋泵可以通过主动运输将Ca2＋从细胞质基质运输到肌质网腔中，使细胞质基质中Ca2＋维持在较低水平，B正确；当肌肉细胞膜的兴奋信号传递到肌质网时，会引起肌质网释放Ca2＋，从而引发肌肉细胞收缩，而肌肉细胞在未兴奋时可通过Ca2＋泵将Ca2＋转运至肌质网内储存，C正确；据图中钙离子的浓度梯度可知，肌质网腔中Ca2＋浓度高，因此肌质网释放Ca2＋的过程为顺浓度梯度，不消耗ATP，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $