微专题02 ATP驱动泵、偶联转运蛋白、光驱动泵（6大突破+3大命题）（培优讲义）2026年高考生物二轮复习讲练测

该高中生物学讲义聚焦ATP驱动泵、偶联转运蛋白、光驱动泵三大跨膜运输核心考点，按“概念机制-功能意义-命题应用”逻辑架构知识体系，通过考情精析锁定能效机制等高考靶心，思维建模突破盲区，真题典例与变式巩固结合，助力学生系统构建主动运输知识网络。 资料创新采用溯源式学习（绘制泵机制逻辑图）和模型化解题（“能类型-梯度方向-转运物质”三步法），如分析光驱动泵能量捕获时结合光合光反应情境，培养科学思维与生命观念。分层设置基础到综合题，配合长句应答训练，有效提升学生高阶推导能力，为教师把控复习重难点提供清晰路径。

微专题02 ATP驱动泵、偶联转运蛋白、光驱动泵 目录 第一部分 高考考情精析 锁定靶心 高效备考 第二部分 思维建模突破 一问一答 扫清盲区 【突破01】 如何理解ATP驱动泵的“能效”？ 【突破02】 ATP驱动泵的能效对细胞生存有何意义？ 【突破03】 如何理解何为偶联转运蛋白？ 【突破04】 协同转运如何“借力”与“协作”？ 【突破05】 为何聚焦光驱动泵？ 【突破06】 如何理解光驱动泵的能量捕获？ 第三部分 高考命题深研 典例精析+方法提炼+变式巩固 【命题点01】ATP驱动泵（如钠钾泵、钙泵、ATP驱动泵）情境分析 【命题点02】偶联转运蛋白（如钠-葡萄糖协同转运体SGLT、钠-钙交换体NCX）情境分析 【命题点03】光驱动泵（如光驱动质子泵、光驱动转运元件）情境分析 核心考向聚焦 主战场转移：从“基础功能记忆”转向ATP驱动泵的能效机制、偶联转运蛋白的协同转运逻辑、光驱动泵的能量捕获与应用深度解析，是尖子生拉开分差的关键。 核心价值：凸显“生命观念（物质能量观——不同泵对跨膜运输的能量转化与物质定向转运）”“科学思维（模型认知 + 逻辑推理——构建泵作用机制的概念模型）”“社会责任（科技赋能医药 / 能源领域，如ATP驱动泵作为药物靶点开发）”，对接高考“高阶能力考查”导向。 关键能力与思维瓶颈 关键能力：精准推导三类泵的作用路径（ATP驱动泵的“底物结合 - 磷酸化 - 构象变化 - 转运”、偶联转运蛋白的“同向 / 反向偶联的溶质梯度利用”、光驱动泵的“光能吸收 - 离子跨膜梯度建立”）、将“前沿研究情境（如新型偶联转运系统发现）拆解为‘教材泵机制模型’”等。 培优瓶颈：1. 机制混淆，如混淆“ATP驱动泵的主动运输 vs 偶联转运蛋白的次级主动运输能量来源”；2. 逻辑疏漏：分析“跨膜转运速率影响因素”时，忽略“泵的构象动态变化对转运效率的限制”或“光驱动泵的光强 / 波长响应特性”。 命题前瞻与备考策略 预测：以 ATP驱动泵（如钠钾泵、钙泵、囊性纤维化致病相关CFTR ATP驱动泵）、偶联转运蛋白（如钠 - 葡萄糖协同转运体SGLT、钠 - 钙交换体NCX）、光驱动泵（如嗜盐菌紫膜的光驱动质子泵、合成生物学人工设计光驱动转运元件）为核心情境，辐射考点；非选择题将融入 “泵活性检测数据曲线”（如ATP浓度对泵转运速率的影响曲线、离子梯度与泵工作效率的关系曲线、光照强度对光驱动泵质子转运量的影响曲线）、“泵结构域突变分析”（如ATP结合位点突变导致泵失活的机制、偶联转运蛋白跨膜区突变对离子结合的干扰、光驱动泵发色团结合位点突变对光能捕获的阻碍），考查 “泵机制→数据特征→生理功能/应用策略”的推导；设问增加“转运过程机制分析类长句应答”，要求写出“3级以上逻辑链”（如“光驱动泵如何通过光能转化建立离子梯度→离子梯度如何驱动溶质协同转运→该过程对细胞代谢的意义”）。 策略：溯源式学习：对每类泵画“作用机制逻辑图”（如ATP驱动泵“ATP结合 - 水解 - 构象变化 - 底物转运”的完整周期），拒绝死记；模型化解题：对高频“泵介导跨膜运输”题型提炼解题模型（如“先判能类型→再析梯度方向→最后定转运物质”）；靶向训练：多做“情境化 + 跨模块（如结合细胞呼吸供能ATP驱动泵、光合作用光反应为光驱动泵供能）”题。 ◇突破 01 ATP驱动泵的能效机制 ATP驱动泵——细胞内的“能量转换大师” 概念熟知 ATP驱动泵是一类膜整合蛋白，能通过水解ATP释放能量，逆浓度梯度/电化学梯度转运离子（如Na⁺、K⁺、H⁺）或小分子，是主动运输的核心执行者。 ATP驱动泵 核心逻辑 能效体现为“能量形式的转化与利用”：消耗ATP的化学能→建立物质跨膜的“势能差”（如离子浓度梯度、电位差）；或反向利用“势能差”合成ATP（如F型泵）。  你如何理解ATP驱动泵的“能效”(3维度理解)？ 细胞通过磷酸化、配体结合等方式调节泵活性，匹配代谢需求的“能效最优”。 动态调控性 选择性与特异性 泵对底物（离子/分子）的精准识别，减少“无效耗能”； 单位ATP水解后，物质运输的“势能收益”（如钠钾泵每耗1个ATP，泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺，实现电荷与浓度的双向梯度）； 能量转化效率 ATP驱动泵的能效对细胞生存有何意义？ · 如钠钾泵稳定细胞膜电位，钙泵调控胞内Ca²⁺浓度； · 维持内稳态 · 离子梯度为协同运输、信号传导供能（如小肠上皮细胞“继发性主动运输”吸收葡萄糖）； · 能量级联利用 · 缺氧时钠钾泵活性下调，减少ATP消耗以优先保障生存； · 环境适应 · 癌细胞“多药耐药泵”高表达，通过消耗ATP泵出化疗药物实现耐药（能效的“异常利用”）。 · 病理关联 ◇突破 02 偶联转运蛋白的协同转运逻辑 协同转运蛋白的“双向协作” 概念熟知 偶联转运蛋白是一类介导 “两种（或多种）物质跨膜转运偶联”​ 的膜蛋白，借助膜两侧特定离子（如 Na+、H+、Ca2+等）的电化学梯度，实现物质的跨膜运输。 定义 分类 「同向转运体」：两种物质同方向转运（如小肠上皮细胞吸收葡萄糖）； 「反向转运体」：两种物质反方向转运（如神经递质的重摄取）。  如何理解何为偶联转运蛋白(用实例具象化概念)？ · 细胞外（肠腔）Na+浓度 远高于细胞内（由钠 - 钾泵持续耗能维持）； · 「Na+−葡萄糖同向转运体」同时结合 Na+和葡萄糖 → Na+顺浓度内流（释放势能）→ 驱动葡萄糖逆浓度进入细胞（肠腔→上皮细胞，此时葡萄糖在细胞内浓度仍低于组织液，后续经易化扩散进入血液）。 以小肠上皮细胞吸收葡萄糖为例： · 突触前膜的「单胺类递质反向转运体」→ 利用 Na+顺浓度内流的势能，将突触间隙的递质（如5 - HT）逆浓度摄入胞内，同时将 H+反向排出，维持胞内酸性微环境（储存递质）。 以神经末梢递质重摄取为例（反向转运）： 协同转运如何“借力”与“协作”？ 作用场所 广泛分布于质膜（如小肠、肾小管上皮细胞顶膜）或细胞器膜（如线粒体内膜的ADP/ATP反向转运体，依赖膜电位驱动）。 转运体蛋白具 Na+和葡萄糖结合位点 → Na+顺浓度结合位点 → 蛋白构象变化 → 葡萄糖结合位点转向胞内侧且亲和力降低 → 葡萄糖释放（此时葡萄糖逆浓度，因细胞内浓度＜肠腔）→ Na+最终经基底侧膜的钠 - 钾泵（原发性主动转运）排出，维持细胞外高 Na+梯度，为下一次转运“储能”。 协同转运属于 “继发性主动转运”​ ——能量“间接来自ATP”：原发性主动转运（如钠 - 钾泵耗ATP）先建立离子梯度（势能），协同转运再“借用”该势能驱动物质逆浓度转运，实现“能量偶联”。 能量逻辑 分子机制 ◇突破 03 光驱动泵的能量捕获与应用 概念熟知 一类 利用光能驱动跨膜转运、电荷分离或化学反应​ 的功能单元，广泛存在于自然光合生物（植物叶绿体类囊体膜、蓝细菌质膜）与人工仿生体系（光电催化装置、分子机器）中，是“光能→化学能/电能”转化的核心载体。 定义 核心 自然中：是光合作用“能量引擎”，支撑全球碳循环； 人工领域：是高效太阳能转化（如人工光合装置、太阳能燃料合成）与新能源存储（如电化学储能）的关键技术原型。  为何聚焦光驱动泵？ · 自然维度的进化优势： C4植物虽提升CO₂固定效率，但光能捕获仍依赖光合系统；而光驱动泵的 量子效率（光能→化学能转化比例）是突破自然光合上限（约3 - 4%）的核心抓手（人工体系已实现实验室超10%效率）。 · 应用维度的刚需牵引： 碳中和背景下，太阳能清洁转化（替代化石能源）、低碳燃料合成（如氢能、甲醇）依赖光驱动泵技术的工程化；农业中，作物光能利用效率提升（如调控光系统组分）也与光驱动泵机制深度绑定。 如何理解光驱动泵的能量捕获？ 对比维度 自然光驱动泵（以植物为例） 人工光驱动泵（以钙钛矿装置为例） 光吸收范围 窄（主要覆盖可见光区400 - 700nm） 宽（可覆盖紫外→近红外，甚至红外） 量子效率 ~3 - 4%（受暗反应效率限制） 实验室超10%，量产~5 - 8% 稳定性 受干旱、强光等环境胁迫影响大 光腐蚀、热稳定性差，寿命短 能量转化形式 ATP + NADPH → 碳水化合物 电能 → 化学能（如甲酸、甲醇）/氢能 技术攻关重点 光系统进化限制（亿年尺度演化） 材料合成、界面工程、规模化放大 ◇命题点 01  ATP驱动泵（如钠钾泵、钙泵、ATP驱动泵）情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·山东·高考真题）神经细胞动作电位产生后，K+外流使膜电位恢复为静息状态的过程中，膜上的钠钾泵转运K+、Na+的活动增强，促使膜内外的K+、Na+分布也恢复到静息状态。已知胞内K+浓度总是高于胞外，胞外Na+浓度总是高于胞内。下列说法错误的是（    ） A．若增加神经细胞外的Na+浓度，动作电位的幅度增大 B．若静息状态下Na+通道的通透性增加，静息电位的幅度不变 C．若抑制钠钾泵活动，静息电位和动作电位的幅度都减小 D．神经细胞的K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·四川德阳·一模）甲状腺滤泡上皮细胞内的碘浓度比血液中高出20-25倍。科学家发现，钠钾泵（消耗ATP以维持细胞外高钠浓度）和钠碘同向转运体（吸收钠离子的同时协同转运碘离子）共同参与了此过程；乌本苷会抑制钠钾泵的活性，但不直接影响钠碘同向转运体。据此分析，以下叙述正确的是（　　） A．碘离子进入甲状腺细胞是需要载体蛋白协助的协助扩散 B．用乌本苷处理后，甲状腺细胞立即停止对碘离子的吸收 C．在顺浓度梯度运输钠离子的同时逆浓度梯度运输碘离子 D．细胞吸收碘离子不直接消耗ATP，不属于主动运输方式 变式2（2024·四川眉山·三模）钙泵（Ca2+—ATP酶）能催化ATP水解释放能量，驱动细胞质内的Ca2+泵出细胞或者泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内正常的Ca2+浓度。下列叙述错误的是（    ） A．钙泵与生物膜的物质运输、能量转换功能有关 B．钙泵运输Ca2+属于放能反应与ATP水解相联系 C．钙泵将Ca2+运输到内质网腔的方式属于主动运输 D．使用钙泵抑制剂可能导致细胞质中Ca2+浓度升高 变式3（2024·湖北·模拟预测）囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面的CFTR蛋白空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致支气管中黏液增多，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。下图为正常CFTR蛋白转运氯离子的作用机理，请据图分析，下列说法错误的是（    ） A．转运Cl-的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变 B．ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同 C．囊性纤维化患者上皮细胞内Cl-浓度低于正常人 D．R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件 ◇命题点 02 偶联转运蛋白（如钠-葡萄糖协同转运体SGLT、钠-钙交换体NCX）情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·重庆·高考真题）骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病，研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人，从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输，据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．Na+通道运输Na+不需要消耗ATP B．运输Na+时，Na+通道和NCX载体均需与Na+结合 C．患者软骨细胞的Ca2+内流增多 D．与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·浙江·一模）肾脏是机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，维持机体内环境的稳态。肾小管上皮细胞膜上具有多种转运蛋白，其重吸收相关物质的机制如图所示，下列相关叙述错误的是（　　） A．肾小管上皮细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层 B．葡萄糖和水重吸收依赖细胞膜上的转运蛋白，该过程不消耗能量 C．肾小管上皮细胞钠-钾泵介导的Na⁺外流属于主动运输 D．若SGLT2结构异常，会导致原尿中葡萄糖无法被重吸收，形成尿糖 变式2（2025·四川成都·模拟预测）小肠绒毛上皮细胞上存在与葡萄糖运输密切相关的载体蛋白，其中SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞；GLUT2既可以从肠腔中以协助扩散的方式吸收葡萄糖，又可以将小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖运入组织液；Na+-K+泵消耗ATP维持细胞内低Na+浓度的状态。下列说法错误的是（    ） A．ATP间接驱动SGLT1发挥作用 B．葡萄糖从在肠腔中被吸收到被组织细胞利用共穿过7层生物膜 C．与SGLT1不同，GLUT2转运葡萄糖时不需与葡萄糖分子结合 D．上述三种转运蛋白质运输过程中构象均发生改变 变式3（2025·甘肃白银·三模）SGLT、GLUT都是葡萄糖（G）转运蛋白，小肠上皮细胞转运Na+和葡萄糖的机理如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．SGLT将葡萄糖运入图中细胞属于协助扩散 B．抑制SGLT活性可降低糖尿病患者的血糖 C．Na+运出小肠上皮细胞需与转运蛋白结合 D．SGLT和GLUT转运葡萄糖的过程均不直接消耗ATP ◇命题点 03 光驱动泵（如光驱动质子泵、光驱动转运元件）情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 变｜式｜巩｜固 变式1（2023·浙江·三模）主动转运可分为光驱动泵、耦联转运蛋白和ATP驱动泵三种，如下图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．ATP是所有物质主动转运的直接能量来源 B．耦联转运蛋白转运物质时有特异性 C．ATP驱动泵的载体蛋白也是一种酶 D．光驱动泵可能来自于一种自养型光合细菌 变式2（2025·陕西商洛·二模）研究证明，干扰癌细胞内钾离子稳态可加速癌细胞的凋亡。科研人员以人工合成的分子马达为跨膜结构，通过识别基团的接力传递和光驱动马达运动实现如图所示的K+高效跨膜外流，破坏癌细胞内K+平衡，激发线粒体内膜上电子传递蛋白Cyt-C释放，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，诱导癌细胞发生凋亡。下列相关叙述错误的是（　　） A．分子马达捕获K需先经过K+识别基团的识别 B．紫外线可激活分子马达；但运出K+需消耗ATP C．推测Cyt-C通过调节细胞能量代谢来调控细胞的凋亡 D．该研究为推进人工离子传输体系实现癌症治疗提供新契机 变式3（23-24高三下·湖南·月考）主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度进行跨膜转运的方式，如图1根据能量来源的不同，可将主动运输分为3种类型，其中光驱动泵主要发现于细菌细胞中，图2为小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖过程图。据图分析，下列选项错误的是（　　）    A．葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输靠协同转运蛋白 B．直接利用光能的光驱动泵主要位于细菌的类囊体薄膜上 C．通过主动运输转运物质时，一般是逆浓度梯度运输 D．ATP驱动泵为转运蛋白，同时具有催化作用 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题02 ATP驱动泵、偶联转运蛋白、光驱动泵 目录 第一部分 高考考情精析 锁定靶心 高效备考 第二部分 思维建模突破 一问一答 扫清盲区 【突破01】 如何理解ATP驱动泵的“能效”？ 【突破02】 ATP驱动泵的能效对细胞生存有何意义？ 【突破03】 如何理解何为偶联转运蛋白？ 【突破04】 协同转运如何“借力”与“协作”？ 【突破05】 为何聚焦光驱动泵？ 【突破06】 如何理解光驱动泵的能量捕获？ 第三部分 高考命题深研 典例精析+方法提炼+变式巩固 【命题点01】ATP驱动泵（如钠钾泵、钙泵、ATP驱动泵）情境分析 【命题点02】偶联转运蛋白（如钠-葡萄糖协同转运体SGLT、钠-钙交换体NCX）情境分析 【命题点03】光驱动泵（如光驱动质子泵、光驱动转运元件）情境分析 核心考向聚焦 主战场转移：从“基础功能记忆”转向ATP驱动泵的能效机制、偶联转运蛋白的协同转运逻辑、光驱动泵的能量捕获与应用深度解析，是尖子生拉开分差的关键。 核心价值：凸显“生命观念（物质能量观——不同泵对跨膜运输的能量转化与物质定向转运）”“科学思维（模型认知 + 逻辑推理——构建泵作用机制的概念模型）”“社会责任（科技赋能医药 / 能源领域，如ATP驱动泵作为药物靶点开发）”，对接高考“高阶能力考查”导向。 关键能力与思维瓶颈 关键能力：精准推导三类泵的作用路径（ATP驱动泵的“底物结合 - 磷酸化 - 构象变化 - 转运”、偶联转运蛋白的“同向 / 反向偶联的溶质梯度利用”、光驱动泵的“光能吸收 - 离子跨膜梯度建立”）、将“前沿研究情境（如新型偶联转运系统发现）拆解为‘教材泵机制模型’”等。 培优瓶颈：1. 机制混淆，如混淆“ATP驱动泵的主动运输 vs 偶联转运蛋白的次级主动运输能量来源”；2. 逻辑疏漏：分析“跨膜转运速率影响因素”时，忽略“泵的构象动态变化对转运效率的限制”或“光驱动泵的光强 / 波长响应特性”。 命题前瞻与备考策略 预测：以 ATP驱动泵（如钠钾泵、钙泵、囊性纤维化致病相关CFTR ATP驱动泵）、偶联转运蛋白（如钠 - 葡萄糖协同转运体SGLT、钠 - 钙交换体NCX）、光驱动泵（如嗜盐菌紫膜的光驱动质子泵、合成生物学人工设计光驱动转运元件）为核心情境，辐射考点；非选择题将融入 “泵活性检测数据曲线”（如ATP浓度对泵转运速率的影响曲线、离子梯度与泵工作效率的关系曲线、光照强度对光驱动泵质子转运量的影响曲线）、“泵结构域突变分析”（如ATP结合位点突变导致泵失活的机制、偶联转运蛋白跨膜区突变对离子结合的干扰、光驱动泵发色团结合位点突变对光能捕获的阻碍），考查 “泵机制→数据特征→生理功能/应用策略”的推导；设问增加“转运过程机制分析类长句应答”，要求写出“3级以上逻辑链”（如“光驱动泵如何通过光能转化建立离子梯度→离子梯度如何驱动溶质协同转运→该过程对细胞代谢的意义”）。 策略：溯源式学习：对每类泵画“作用机制逻辑图”（如ATP驱动泵“ATP结合 - 水解 - 构象变化 - 底物转运”的完整周期），拒绝死记；模型化解题：对高频“泵介导跨膜运输”题型提炼解题模型（如“先判能类型→再析梯度方向→最后定转运物质”）；靶向训练：多做“情境化 + 跨模块（如结合细胞呼吸供能ATP驱动泵、光合作用光反应为光驱动泵供能）”题。 ◇突破 01 ATP驱动泵的能效机制 ATP驱动泵——细胞内的“能量转换大师” 概念熟知 ATP驱动泵是一类膜整合蛋白，能通过水解ATP释放能量，逆浓度梯度/电化学梯度转运离子（如Na⁺、K⁺、H⁺）或小分子，是主动运输的核心执行者。 ATP驱动泵 核心逻辑 能效体现为“能量形式的转化与利用”：消耗ATP的化学能→建立物质跨膜的“势能差”（如离子浓度梯度、电位差）；或反向利用“势能差”合成ATP（如F型泵）。  你如何理解ATP驱动泵的“能效”(3维度理解)？ 细胞通过磷酸化、配体结合等方式调节泵活性，匹配代谢需求的“能效最优”。 动态调控性 选择性与特异性 泵对底物（离子/分子）的精准识别，减少“无效耗能”； 单位ATP水解后，物质运输的“势能收益”（如钠钾泵每耗1个ATP，泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺，实现电荷与浓度的双向梯度）； 能量转化效率 ATP驱动泵的能效对细胞生存有何意义？ · 如钠钾泵稳定细胞膜电位，钙泵调控胞内Ca²⁺浓度； · 维持内稳态 · 离子梯度为协同运输、信号传导供能（如小肠上皮细胞“继发性主动运输”吸收葡萄糖）； · 能量级联利用 · 缺氧时钠钾泵活性下调，减少ATP消耗以优先保障生存； · 环境适应 · 癌细胞“多药耐药泵”高表达，通过消耗ATP泵出化疗药物实现耐药（能效的“异常利用”）。 · 病理关联 ◇突破 02 偶联转运蛋白的协同转运逻辑 协同转运蛋白的“双向协作” 概念熟知 偶联转运蛋白是一类介导 “两种（或多种）物质跨膜转运偶联”​ 的膜蛋白，借助膜两侧特定离子（如 Na+、H+、Ca2+等）的电化学梯度，实现物质的跨膜运输。 定义 分类 「同向转运体」：两种物质同方向转运（如小肠上皮细胞吸收葡萄糖）； 「反向转运体」：两种物质反方向转运（如神经递质的重摄取）。  如何理解何为偶联转运蛋白(用实例具象化概念)？ · 细胞外（肠腔）Na+浓度 远高于细胞内（由钠 - 钾泵持续耗能维持）； · 「Na+−葡萄糖同向转运体」同时结合 Na+和葡萄糖 → Na+顺浓度内流（释放势能）→ 驱动葡萄糖逆浓度进入细胞（肠腔→上皮细胞，此时葡萄糖在细胞内浓度仍低于组织液，后续经易化扩散进入血液）。 以小肠上皮细胞吸收葡萄糖为例： · 突触前膜的「单胺类递质反向转运体」→ 利用 Na+顺浓度内流的势能，将突触间隙的递质（如5 - HT）逆浓度摄入胞内，同时将 H+反向排出，维持胞内酸性微环境（储存递质）。 以神经末梢递质重摄取为例（反向转运）： 协同转运如何“借力”与“协作”？ 作用场所 广泛分布于质膜（如小肠、肾小管上皮细胞顶膜）或细胞器膜（如线粒体内膜的ADP/ATP反向转运体，依赖膜电位驱动）。 转运体蛋白具 Na+和葡萄糖结合位点 → Na+顺浓度结合位点 → 蛋白构象变化 → 葡萄糖结合位点转向胞内侧且亲和力降低 → 葡萄糖释放（此时葡萄糖逆浓度，因细胞内浓度＜肠腔）→ Na+最终经基底侧膜的钠 - 钾泵（原发性主动转运）排出，维持细胞外高 Na+梯度，为下一次转运“储能”。 协同转运属于 “继发性主动转运”​ ——能量“间接来自ATP”：原发性主动转运（如钠 - 钾泵耗ATP）先建立离子梯度（势能），协同转运再“借用”该势能驱动物质逆浓度转运，实现“能量偶联”。 能量逻辑 分子机制 ◇突破 03 光驱动泵的能量捕获与应用 概念熟知 一类 利用光能驱动跨膜转运、电荷分离或化学反应​ 的功能单元，广泛存在于自然光合生物（植物叶绿体类囊体膜、蓝细菌质膜）与人工仿生体系（光电催化装置、分子机器）中，是“光能→化学能/电能”转化的核心载体。 定义 核心 自然中：是光合作用“能量引擎”，支撑全球碳循环； 人工领域：是高效太阳能转化（如人工光合装置、太阳能燃料合成）与新能源存储（如电化学储能）的关键技术原型。  为何聚焦光驱动泵？ · 自然维度的进化优势： C4植物虽提升CO₂固定效率，但光能捕获仍依赖光合系统；而光驱动泵的 量子效率（光能→化学能转化比例）是突破自然光合上限（约3 - 4%）的核心抓手（人工体系已实现实验室超10%效率）。 · 应用维度的刚需牵引： 碳中和背景下，太阳能清洁转化（替代化石能源）、低碳燃料合成（如氢能、甲醇）依赖光驱动泵技术的工程化；农业中，作物光能利用效率提升（如调控光系统组分）也与光驱动泵机制深度绑定。 如何理解光驱动泵的能量捕获？ 对比维度 自然光驱动泵（以植物为例） 人工光驱动泵（以钙钛矿装置为例） 光吸收范围 窄（主要覆盖可见光区400 - 700nm） 宽（可覆盖紫外→近红外，甚至红外） 量子效率 ~3 - 4%（受暗反应效率限制） 实验室超10%，量产~5 - 8% 稳定性 受干旱、强光等环境胁迫影响大 光腐蚀、热稳定性差，寿命短 能量转化形式 ATP + NADPH → 碳水化合物 电能 → 化学能（如甲酸、甲醇）/氢能 技术攻关重点 光系统进化限制（亿年尺度演化） 材料合成、界面工程、规模化放大 ◇命题点 01  ATP驱动泵（如钠钾泵、钙泵、ATP驱动泵）情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·山东·高考真题）神经细胞动作电位产生后，K+外流使膜电位恢复为静息状态的过程中，膜上的钠钾泵转运K+、Na+的活动增强，促使膜内外的K+、Na+分布也恢复到静息状态。已知胞内K+浓度总是高于胞外，胞外Na+浓度总是高于胞内。下列说法错误的是（    ） A．若增加神经细胞外的Na+浓度，动作电位的幅度增大 B．若静息状态下Na+通道的通透性增加，静息电位的幅度不变 C．若抑制钠钾泵活动，静息电位和动作电位的幅度都减小 D．神经细胞的K+、Na+跨膜运输方式均包含主动运输和被动运输 【答案】B 【分析】静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。 【详解】A、动作电位的形成与Na+内流有关，若增加神经细胞外的Na+浓度，Na+内流增加，动作电位的幅度增大，A正确； B、若静息状态下Na+通道的通透性增加，使Na+内流增多，会打破原有K+外流主导的离子平衡，静息电位的幅度减小，B错误； C、若抑制钠钾泵活动，导致膜外Na+和膜内K+减少，静息电位和动作电位的幅度都减小，C正确； D、神经细胞通过钠钾泵实现钠钾离子的主动运输，通过离子通道实现钠钾离子的被动运输，D正确。 故选B。 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·四川德阳·一模）甲状腺滤泡上皮细胞内的碘浓度比血液中高出20-25倍。科学家发现，钠钾泵（消耗ATP以维持细胞外高钠浓度）和钠碘同向转运体（吸收钠离子的同时协同转运碘离子）共同参与了此过程；乌本苷会抑制钠钾泵的活性，但不直接影响钠碘同向转运体。据此分析，以下叙述正确的是（　　） A．碘离子进入甲状腺细胞是需要载体蛋白协助的协助扩散 B．用乌本苷处理后，甲状腺细胞立即停止对碘离子的吸收 C．在顺浓度梯度运输钠离子的同时逆浓度梯度运输碘离子 D．细胞吸收碘离子不直接消耗ATP，不属于主动运输方式 【答案】C 【详解】A、碘离子进入甲状腺细胞需载体蛋白（钠碘同向转运体），但属于逆浓度梯度运输（细胞内碘浓度高于血液20-25倍），故为主动运输而非协助扩散，A错误； B、乌本苷抑制钠钾泵后，影响细胞内外钠离子浓度梯度的维持，但钠碘同向转运体仍可利用钠离子浓度梯度（不会立即消失）转运碘离子，吸收不会立即停止，B错误； C、钠碘同向转运体利用钠离子顺浓度梯度产生的势能，驱动碘离子逆浓度梯度运输，符合题干描述，C正确； D、碘离子运输虽不直接消耗ATP，但依赖钠钾泵消耗ATP建立的钠离子浓度梯度，属于主动运输，D错误。 故选C。 变式2（2024·四川眉山·三模）钙泵（Ca2+—ATP酶）能催化ATP水解释放能量，驱动细胞质内的Ca2+泵出细胞或者泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内正常的Ca2+浓度。下列叙述错误的是（    ） A．钙泵与生物膜的物质运输、能量转换功能有关 B．钙泵运输Ca2+属于放能反应与ATP水解相联系 C．钙泵将Ca2+运输到内质网腔的方式属于主动运输 D．使用钙泵抑制剂可能导致细胞质中Ca2+浓度升高 【答案】B 【分析】钙泵是一种存在于细胞膜及细胞器膜上的跨膜蛋白，是一种Ca2+激活的ATP酶，其能驱动细胞质基质中的Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔中储存起来，则细胞质基质中的Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔中是主动运输。 【详解】A、钙泵存在于细胞膜和内质网膜上，能运输Ca2+，又能催化ATP水解释放能量，所以钙泵与生物膜的物质运输、能量转换功能有关，A正确； B、钙泵运输Ca2+需要消耗能量，是吸能反应，吸能反应常与ATP水解相联系，B错误； C、钙泵将Ca2+运输到内质网腔是需要消耗能量的，故其运输方式属于主动运输，C正确； D、使用钙泵抑制剂后，细胞质中的Ca2+就不能正常运输到细胞外和内质网中，这就可能导致细胞质中Ca2+浓度升高，D正确。 故选B。 变式3（2024·湖北·模拟预测）囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面的CFTR蛋白空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致支气管中黏液增多，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。下图为正常CFTR蛋白转运氯离子的作用机理，请据图分析，下列说法错误的是（    ） A．转运Cl-的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变 B．ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同 C．囊性纤维化患者上皮细胞内Cl-浓度低于正常人 D．R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件 【答案】C 【分析】题意分析，囊性纤维病患者CFTR蛋白结构异常，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。 【详解】A、CFTR能够和Cl-特异性结合，通过空间结构的改变转运Cl-，即转运Cl-的过程中CFTR蛋白自身构象发生改变，A正确； B、结合图示可以看出，ATP与NBD1和NBD2结合产生的效应不同，与NBD2结合实现了氯离子的转运，B正确； C、由题意可知，CFTR可以协助细胞逆浓度梯度将Cl-运输到细胞外，消耗ATP，而囊性纤维化患者上皮细胞转运氯离子的功能出现异常，因而其细胞内Cl-浓度高于正常人，C错误； D、R结构的磷酸化是CFTR蛋白开放的首要条件，此后还需要消耗ATP，才能实现氯离子的转运，D正确。 故选C。 ◇命题点 02 偶联转运蛋白（如钠-葡萄糖协同转运体SGLT、钠-钙交换体NCX）情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·重庆·高考真题）骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病，研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人，从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输，据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．Na+通道运输Na+不需要消耗ATP B．运输Na+时，Na+通道和NCX载体均需与Na+结合 C．患者软骨细胞的Ca2+内流增多 D．与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点 【答案】B 【分析】被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。被动运输分为自由扩散和协助扩散。自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的物质扩散方式。协助扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要和通道蛋白结合。 【详解】A、Na+通道运输Na+属于协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，A正确； B、Na+通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误； C、因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多，会使Na+内流增多，胞内Na+会积累，NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外，需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量，所以使得Ca2+内流增多，C正确； D、因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病，所以与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点，D正确。 故选B。 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·浙江·一模）肾脏是机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，维持机体内环境的稳态。肾小管上皮细胞膜上具有多种转运蛋白，其重吸收相关物质的机制如图所示，下列相关叙述错误的是（　　） A．肾小管上皮细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层 B．葡萄糖和水重吸收依赖细胞膜上的转运蛋白，该过程不消耗能量 C．肾小管上皮细胞钠-钾泵介导的Na⁺外流属于主动运输 D．若SGLT2结构异常，会导致原尿中葡萄糖无法被重吸收，形成尿糖 【答案】B 【详解】A、所有细胞的细胞膜，其基本支架都是磷脂双分子层，这是细胞膜的核心结构特点，A正确； B、小管液中葡萄糖浓度低，肾小管上皮细胞内葡萄糖浓度高（逆浓度梯度）；葡萄糖通过SGLT2进入细胞为逆浓度的主动运输，需要消耗能量，其能量来源于Na+浓度差的势能，B错误； C、钠-钾泵的功能是消耗ATP，逆浓度梯度运输离子：将3个Na⁺从细胞内（低Na⁺）运输到组织液（高Na⁺）（即Na⁺外流），因此Na⁺外流属于主动运输，C正确； D、SGLT2是小管液中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的转运蛋白，若其结构异常，葡萄糖无法通过SGLT2进入细胞，会持续留在原尿中，最终随尿液排出，形成尿糖，D正确。 故选B。 变式2（2025·四川成都·模拟预测）小肠绒毛上皮细胞上存在与葡萄糖运输密切相关的载体蛋白，其中SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞；GLUT2既可以从肠腔中以协助扩散的方式吸收葡萄糖，又可以将小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖运入组织液；Na+-K+泵消耗ATP维持细胞内低Na+浓度的状态。下列说法错误的是（    ） A．ATP间接驱动SGLT1发挥作用 B．葡萄糖从在肠腔中被吸收到被组织细胞利用共穿过7层生物膜 C．与SGLT1不同，GLUT2转运葡萄糖时不需与葡萄糖分子结合 D．上述三种转运蛋白质运输过程中构象均发生改变 【答案】C 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需转运蛋白和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。 【详解】A、SGLT1利用Na+的浓度差，而Na+的浓度差由Na+-K+泵消耗ATP维持，说明ATP间接驱动SGLT1发挥作用，A正确； B、葡萄糖从肠腔进入上皮细胞（1层膜），运出到组织液（1层膜），进入毛细血管需穿过毛细血管壁细胞（2层膜），运输到组织细胞时再穿过毛细血管壁细胞（2层膜），最后进入组织细胞（1层膜），共7层生物膜，B正确； C、GLUT2作为载体蛋白，无论协助扩散还是主动运输，均需与葡萄糖结合并改变构象，C错误； D、SGLT1、GLUT2和Na⁺-K⁺泵均为载体蛋白，运输时均发生构象改变，D正确。 故选C。 变式3（2025·甘肃白银·三模）SGLT、GLUT都是葡萄糖（G）转运蛋白，小肠上皮细胞转运Na+和葡萄糖的机理如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．SGLT将葡萄糖运入图中细胞属于协助扩散 B．抑制SGLT活性可降低糖尿病患者的血糖 C．Na+运出小肠上皮细胞需与转运蛋白结合 D．SGLT和GLUT转运葡萄糖的过程均不直接消耗ATP 【答案】A 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+等。 【详解】A、SGLT运输葡萄糖需依赖Na+顺浓度梯度运输提供的势能，属于主动运输，A错误； B、抑制SGLT活性，使小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收减少，可降低糖尿病患者的血糖，B正确； C、据图可知，Na+运出小肠上皮细胞的方式是主动运输，故Na+运出小肠上皮细胞需与转运蛋白结合，C正确； D、葡萄糖借助GLUT以协助扩散的方式运出小肠上皮细胞，不消耗ATP，SGLT运输葡萄糖依赖Na+顺浓度梯度运输提供的势能，不直接消耗ATP，D正确。 故选A。 ◇命题点 03 光驱动泵（如光驱动质子泵、光驱动转运元件）情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 【答案】(1) ④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸 (2) ①②④ 丙酮酸 NADH (3)氢离子电化学势能 (4)吸水膨胀（或吸水或膨胀） (5)ABD 【分析】题图分析，图中①表示细胞质基质，②表示线粒体，③表示液泡，④为叶绿体。 【详解】（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④叶绿体中；NADPH可用于CO2固定产物的还原，据图可知，OAA的还原也需要NADPH的参与，NADPH用于CO2固定产物还原的场所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal等有机酸，其中钾离子和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。 （3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的氢离子浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。 （4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。 （5）A、结合图示可知，黑暗时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A正确； B、保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B正确； C、NTT突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，光照条件下突变体ntt1保卫细胞的淀粉粒几乎无变化，不能说明该突变体不能进行光合作用，C错误； D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，D正确。 故选ABD.。 变｜式｜巩｜固 变式1（2023·浙江·三模）主动转运可分为光驱动泵、耦联转运蛋白和ATP驱动泵三种，如下图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．ATP是所有物质主动转运的直接能量来源 B．耦联转运蛋白转运物质时有特异性 C．ATP驱动泵的载体蛋白也是一种酶 D．光驱动泵可能来自于一种自养型光合细菌 【答案】A 【分析】图中三种结构进行主动转运消耗的能量分别为光能、电化学梯度能、ATP水解释放的能量。 【详解】A、由题干信息可知，物质主动转运的直接能量来源还可以是光能或电化学梯度能，A错误； B、耦联转运蛋白只能转运特定的物质，有特异性，B正确； C、ATP驱动泵的载体蛋白也是一种酶，能够催化ATP水解，C正确； D、光驱动泵可能来自于一种自养型光合细菌，它们能够利用光能转化为其他形式的能量，D正确。 故选A。 变式2（2025·陕西商洛·二模）研究证明，干扰癌细胞内钾离子稳态可加速癌细胞的凋亡。科研人员以人工合成的分子马达为跨膜结构，通过识别基团的接力传递和光驱动马达运动实现如图所示的K+高效跨膜外流，破坏癌细胞内K+平衡，激发线粒体内膜上电子传递蛋白Cyt-C释放，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，诱导癌细胞发生凋亡。下列相关叙述错误的是（　　） A．分子马达捕获K需先经过K+识别基团的识别 B．紫外线可激活分子马达；但运出K+需消耗ATP C．推测Cyt-C通过调节细胞能量代谢来调控细胞的凋亡 D．该研究为推进人工离子传输体系实现癌症治疗提供新契机 【答案】B 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、通过识别基团的接力传递和光驱动马达运动实现K+高效跨膜外流，同时结合图示可知，分子马达捕获K需先经过K+识别基团的识别，A正确； B、K+高效跨膜外流是光驱动的，不需要ATP直接供能，B错误； C、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，癌细胞内K+平衡被破坏，激发线粒体内膜上电子传递蛋白Cyt-C释放，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，诱导癌细胞发生凋亡，可推测Cyt-C通过调节细胞能量代谢来调控细胞的凋亡，C正确； D、根据题干信息可知，以人工合成的分子马达为跨膜结构，实现K+高效跨膜外流，破坏癌细胞内K+平衡，最终诱导癌细胞发生凋亡，该研究为推进人工离子传输体系实现癌症治疗提供新契机，D正确。 故选B。 变式3（23-24高三下·湖南·月考）主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度进行跨膜转运的方式，如图1根据能量来源的不同，可将主动运输分为3种类型，其中光驱动泵主要发现于细菌细胞中，图2为小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖过程图。据图分析，下列选项错误的是（　　）    A．葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输靠协同转运蛋白 B．直接利用光能的光驱动泵主要位于细菌的类囊体薄膜上 C．通过主动运输转运物质时，一般是逆浓度梯度运输 D．ATP驱动泵为转运蛋白，同时具有催化作用 【答案】B 【分析】1、被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最简单的跨膜运输方式，不需能量。被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要转运蛋白协助，如：氧气，二氧化碳；协助扩散：需要转运蛋白协助； 2、主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度，如：矿物质离子，葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。 3、胞吞胞吐：大分子物质的跨膜运输，需能量。 【详解】A、葡萄糖和Na＋是依靠协同转运蛋白运输的，A正确； B、细菌没有类囊体薄膜，B错误； C、通过主动运输转运物质时，大多数是逆浓度梯度运输，C正确； D、ATP驱动泵为转运蛋白，同时可以作为催化ATP的酶具有催化作用，D正确。 故选B。 17 / 18 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