【2026版生物步步高大二轮专题复习讲义电子版word第一部分专题一热点聚焦2离子泵、质子泵及主动运输的类型

热点聚焦2　离子泵、质子泵及主动运输的类型

1．主动运输的三种驱动方式的比较

2．协同转运

协同转运是一种间接消耗能量的主动运输，可使一种物质逆浓度梯度的转运与另一种物质顺浓度梯度的转运偶联起来，其物质逆浓度梯度运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学势能。

原理分析
类型	同向协同转运	转运蛋白运输物质的方向相同	例如：小肠上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物时，伴随Na＋内流，葡萄糖或氨基酸的吸收由Na＋浓度梯度驱动
反向协同转运	转运蛋白运输物质的方向相反	例如：细胞膜上Na＋-H＋协同转运蛋白输出H＋的同时伴随Na＋输入细胞，H＋的输出由Na＋浓度梯度驱动

3．离子泵、质子泵

(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，如图所示钠钾泵：

(2)质子泵：具有运输H^＋的功能，也称为H^＋泵，又可分为P型、V型和F型质子泵。

①P型泵和V型泵利用ATP释放的能量进行物质跨膜运输，不同的是V型质子泵运输过程不涉及磷酸化和去磷酸化。

②F型质子泵存在于细菌细胞膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，转运H^＋过程中不形成磷酸化的中间体；F型质子泵不同于P型和V型质子泵，它以相反的方式发挥生理作用，利用质子动力势能合成ATP，又称作H^＋－ATP合成酶。

1．(2025·陕晋宁青，8)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如图。下列叙述错误的是(　　)

A．MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加

B．丙酮酸根、H^＋共同与MPC结合使后者构象改变

C．线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率

D．线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高

答案　D

解析　MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体，就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸，导致产生更多的乳酸，则动物细胞中乳酸积累将会增加，A正确；结合题图可知，丙酮酸分解形成丙酮酸根和H^＋，两者共同与MPC结合使MPC构象改变，从而运输丙酮酸根和H^＋，B正确；结合题图可知，H^＋会协助丙酮酸根进入线粒体，pH的变化受H^＋浓度的影响，因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率，C正确；丙酮酸根的运输需要MPC的参与，且需要H^＋电化学梯度(H^＋浓度差)提供能量，因此丙酮酸根的运输速率受MPC的数量及H^＋浓度的影响，并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高，D错误。

2．(2025·四川，4)某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO₂，相关物质的跨膜运输过程如图。下列叙述正确的是(　　)

A．转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞

B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量

C．转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性

D．CO₂分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外

答案　B

解析　从图中看出，转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞，A错误；胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度，属于主动运输，需要消耗能量，能量由组氨酸电化学梯度提供，B正确；转运蛋白W能同时转运两种物质，也具有特异性，C错误；CO₂分子经自由扩散，也可以从胞外运输至胞内，例如从血浆进入肺部细胞，D错误。

3．(2023·湖北，15)心肌细胞上广泛存在Na^＋－K^＋泵和Na^＋－Ca^2＋交换体(转入Na^＋的同时排出Ca^2＋)，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^＋－Ca^2＋交换体的活动加强

答案　C

解析　特异性阻断Na^＋－K^＋泵，Na^＋外流减少，膜外Na^＋浓度降低，则细胞膜上的Na^＋－Ca^2＋交换体(即细胞外Na^＋进入细胞内的同时细胞内Ca^2＋流出细胞外)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，故细胞内液的钠离子浓度升高，钾离子浓度降低，B错误。

1．(2025·沈阳一模)细胞膜H^＋－ATP酶(PMA)是具有ATP水解酶活性的载体蛋白。PMA磷酸化时会被激活，从而将H^＋运输到细胞外；磷酸酶可使PMA发生去磷酸化。下列叙述错误的是(　　)

A．PMA转运H^＋时，需要与H^＋相结合并发生构象改变

B．PMA的作用有利于维持细胞膜两侧H^＋浓度差

C．细胞内pH的降低可能使PMA活性增强

D．抑制磷酸酶活性可以使细胞外pH持续升高

答案　 D

解析　细胞膜H^＋－ATP酶(PMA)是具有ATP水解酶活性的载体蛋白，载体蛋白在运输物质时，需要与相应物质结合并发生构象改变，A正确；根据题意可知，PMA磷酸化时会被激活，将H^＋运输到细胞外，说明H^＋运输到细胞外属于逆浓度梯度的主动运输，有利于维持细胞膜两侧H^＋浓度差，B正确；细胞内pH降低，H^＋浓度升高，可能使PMA活性增强，及时将H^＋运输到细胞外，C正确；抑制磷酸酶活性，会导致PMA的去磷酸化受到抑制，那么PMA持续被激活将会促进H^＋运输到细胞外，会使细胞外pH进一步降低，D错误。

2．(2025·长沙一中阶段检测)由通道蛋白形成的离子通道包括电压门通道和配体门通道。在电压门通道中，带电荷的蛋白质结构域会随膜电位的改变而发生相应的移动，从而使离子通道开启或关闭。在配体门通道中，细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合，继而引起通道蛋白开启与关闭。图1中A、B、C通道处于关闭状态，图2中A、B、C通道处于开启状态，据图判断，下列叙述错误的是(　　)

A．离子通道A属于电压门通道，离子通道B、C属于配体门通道

B．离子通过配体门通道运输需要与通道蛋白发生结合，并引起通道蛋白构象改变

C．电压门通道的离子转运过程不需要消耗ATP

D．通过离子通道转运的方式属于协助扩散

答案　B

解析　由题图可知，离子通道A(由于膜两边的电位差导致打开或关闭)属于电压门通道，离子通道B、C(由于与特定小分子配体结合打开或关闭)分别属于胞外配体门通道、胞内配体门通道，A正确；配体门通道运输离子时，细胞内外的某些小分子配体需要与通道蛋白结合，会引起通道蛋白开启与关闭，该过程中通道蛋白的构象会发生改变，继而引起通道蛋白开启与关闭，但离子本身不会与通道蛋白结合，B错误；电压门通道在转运离子时，由于是顺浓度梯度转运物质，因此该过程不需要消耗ATP，C正确；通过离子通道转运的方式是顺浓度梯度转运，属于协助扩散，D正确。

3．(2025·赣州一模)当土壤盐化后，细胞外的Na^＋通过转运蛋白A顺浓度梯度大量进入细胞，影响植物细胞的代谢，某耐盐植物可通过Ca^2＋介导的离子跨膜运输来减少Na^＋在细胞内的积累，从而提高植物的抗盐胁迫能力，相关机制如图所示。图中膜外H^＋经转运蛋白C进入细胞的同时，可驱动转运蛋白C将Na^＋运输到细胞外。下列有关叙述正确的是(　　)

A．转运蛋白C能同时转运H^＋和Na^＋，故其不具有特异性

B．使用Na^＋受体抑制剂会提高植物的抗盐胁迫能力

C．H^＋进入细胞的方式为被动运输，Na^＋运出细胞的方式为主动运输

D．胞外Ca^2＋对转运蛋白A以及胞内Ca^2＋对转运蛋白C都起促进作用

答案　C

解析　如图所示

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