文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
尖子生突破04 主动运输所需能量的三种来源
应用一：ATP 驱动泵
ATP 驱动泵（ATP poweredpumps）是指以ATP 水解释放能量作为能源进行主动运输的载体蛋
白家族。如Na+-K+泵、钙泵、P 型质子泵、V-型H+泵和F-型H+泵、ABC 超家族等。
应用二：协同转运或偶联转运
协同转运即偶联运输，是指不直接消耗ATP，但要依赖离子泵建立的离子梯度，一种物质转运
同时偶联其他物质转运的运输方式，包括同向转运蛋白和反向转运蛋白等2 种基本类型。偶联转
运蛋白所利用的能量是由其中一种溶质的电化学梯度来提供的，而溶质的电化学梯度则依赖 ATP
的消耗来维持。因此，偶联转运蛋白介导各种离子和分子的跨膜运动是间接消耗 ATP 来实现的。
应用三：光驱动泵
光驱动泵主要在细菌细胞中发现，对溶质的主动运输与光能的输入相偶联，如菌紫红质利用
光能驱动H+的转运，光能驱动比较少见。
一、单选题
1．Ca2+的正常分布与人体生命活动有着非常密切的联系，Ca2+泵亦称为Ca2+-ATP 酶，它能催化
质膜内侧的ATP 水解，释放出能量，驱动细胞内的Ca2+泵出细胞，以维持细胞内游离Ca2+的低浓
度状态。下图为Ca2+运输的能量供应机制，下列相关说法错误的是（ ）
A．图示Ca2+泵承担着催化和运输的功能
B．磷酸化的Ca2+泵做功，失去的能量主要用于转运Ca2+
C．Ca2+泵运输Ca2+时需与Ca2+结合，空间结构发生变化
D．ATP 分子的三个磷酸基团中，离腺苷最近的具有的转移势能最高
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2．继发性主动运输是一种不直接消耗ATP 的主动运输方式，小肠上皮细胞可通过这种方式吸收葡
萄糖，如下图所示。Na+由肠腔一侧顺浓度梯度转运进入小肠上皮细胞所释放的势能是驱动葡萄
逆浓度梯度运输的直接动力，但细胞内外Na+的势能差则需要钠-钾泵（Na+/K+ATPase）的活动来
维持，而这一过程需要ATP 水解供能。下列相关分析错误的是（ ）
A．葡萄糖经GLUT 进入组织液的方式属于协助扩散
B．GLUT 失活不会影响机体对葡萄糖的吸收利用
C．钠-钾泵所需ATP 来自此细胞的细胞质基质和线粒体
D．钠-钾泵所维持的Na+浓度差保证了小肠上皮细胞对葡萄糖的正常吸收
3．α-变形菌的细胞膜镶嵌有光驱动蛋白，其作为“质子泵”可将H+从细胞内侧泵到细胞膜外，
形成的H+浓度梯度（化学势能）可用于ATP 合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动。如图为
α-变形菌能量转化的部分示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．质子泵将H+从细胞内侧泵到细胞膜外，有利于调节变形菌细胞的pH
B．H+从细胞内侧泵到细胞膜外过程中，光驱动蛋白的构象不会发生变化
C．H+从细胞内侧泵到细胞膜外没有消耗ATP，为被动运输
D．α-变形菌的鞭毛运动可利用光能作为直接能源
4．胃内的酸性环境是通过质子泵维持的，质子泵催化1 分子的ATP 水解所释放的能量，可驱动1
个H＋从胃壁细胞进入胃腔和1 个K＋从胃腔进入胃壁细胞，K＋又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔。
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
下列相关叙述错误的是（ ）
A．抑制细胞呼吸速率会影响K＋进出胃壁细胞 B．H＋从胃壁细胞进入胃腔是逆浓度梯度运输
C．质子泵能降低ATP 水解所需的活化能
D．胃内酸性环境的维持通过质子泵控制H＋和K＋的进出实现
5．部分耐盐植物的根部细胞可以利用细胞膜上P 型质子泵——H+-ATPase 建立的跨膜质子梯度作
为驱动力，驱动根部的Na+运到细胞外。研究发现，耐盐植物的HKT 基因在根中能够大量表达，
从而阻止Na+向地上部分运输而进入根中柱细胞（根中的一类细胞）。下列叙述正确的是（
）
A．根部细胞可通过跨膜质子梯度将Na+以协助扩散的方式运出细胞
B．细胞对水分和离子的吸收是两个完全独立的过程，不会相互影响
C．根中的HKT 基因大量表达后能够将更多的Na+阻隔在根中，减少叶片中Na+的积累
D．Na+浓度过高会占用Mg2+的运输载体，导致叶绿素合成受到影响，从而影响植物的光合作用
6．植物细胞膜上存在“H＋－ATP 酶”（质子泵），其水解ATP 的活性位点在细胞内。下图为质
子泵运输和由质子泵运输偶联引起的相关运输过程示意图。当细胞外侧H＋浓度增加时，可使细
胞膜两侧产生电化学势梯度。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞外的H＋顺浓度梯度运输到细胞内
B．细胞外的K＋利用电化学势梯度跨膜运输的方式属于协助扩散
C．细胞外的I－可与H＋一起经膜上的载体蛋白同向运输到细胞内
D．ATP 驱动细胞膜上的质子泵将细胞内的H＋运向细胞外
7．ABC 蛋白又称为ATP 结合盒，是一类ATP 驱动泵，由两个跨膜结构域及两个胞质侧ATP 结合域
组成。人体内发现的ABC 蛋白有48 种，其中14 种与人类疾病相关。下列说法正确的是（ ）
A．肌细胞通过ABC 蛋白吸收氨基酸属于协助扩散
B．48 种ABC 蛋白功能不同与其空间结构不同相关
C．性激素可以通过ABC 蛋白运输到胞内 D．一氧化碳中毒对ABC 蛋白功能无影响
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
8．Na＋-K＋泵是一种常见的ATP-驱动泵（如图所示），是一种在动物细胞的能量系统中起主要作
用的载体，也是一种能催化ATP 水解的酶。这种泵每消耗1 分子的ATP，就逆浓度梯度将3 分子的
Na+泵出细胞外，将2 分子的K+泵入细胞内。由此可知（ ）
A．该载体不一定能催化ATP 水解，但一定能促进物质的转运
B．Na+通过Na+-K+泵的跨膜运输方式是主动运输，K+通过Na+-K+泵的跨膜运输方式是协助扩散
C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na+和K+通过Na＋-K＋泵的跨膜运输的方式相同
D．Na＋、K＋泵对维持动物细胞的渗透压平衡起重要作用
9．
（
—葡萄糖协同转运蛋白2）是肾小管对
、葡萄糖重吸收的一种主要转运蛋白
（如图所示）。血钠和血糖浓度均能调节
的功能，高血钠会减少钠的重吸收，而高血糖会
增加钠的重吸收。下列叙述错误的是（ ）
A．图中运输葡萄糖进出肾小管上皮细胞的转运蛋白种类不同
B．正常机体摄入过量钠盐时，肾上腺皮质分泌醛固酮减少
C．糖尿病患者
的活性可能受到抑制
D．肾小管中的钠盐浓度影响葡萄糖的重吸收
10．人体小肠上皮细胞对3 种单糖吸收的方式如图所示，其中转运半乳糖与葡萄糖的载体蛋白是
同向协同转运蛋白（半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖），它们的运输是伴随钠离子从细胞外流
入细胞而完成的。动物细胞外高内低的钠离子浓度梯度是依靠细胞膜上的钠钾泵维持的。下列叙
述正确的是（ ）
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．果糖的转运速率会随着果糖浓度的升高持续增大
B．葡萄糖和半乳糖转运时直接消耗了大量ATP
C．半乳糖出现后，葡萄糖的转运量减少
D．抑制小肠上皮细胞的钠钾泵后，葡萄糖转运速率不变
二、多选题
11．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．溶酶体膜上存在F 型质子泵将H+运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境
D．F 型质子泵广泛分布于于线粒体内膜、叶绿体的类囊体薄膜上
12．溶酶体作为细胞中的“回收站”，内部含有的酸性水解酶能将蛋白质等物质降解。其内部偏
酸的环境（pH 约为4.6），既能保障溶酶体功能，又能防止酸性水解酶泄露后破坏正常结构（细
胞质基质中的pH 约为7.2），V 型质子泵（V-ATPase）在溶酶体内部维持pH 的稳态发挥了重要功
能，作用机制如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．V 型质子泵可将细胞质基质中的H+逆浓度梯度转运进溶酶体
B．据图1 推测，H+通过H+通道运出溶酶体的方式是协助扩散
C．当pH 大于4.6 时，H+通过V 型质子泵运入溶酶体的数量减少
D．若溶酶体内pH 为3.5 时，膜内向膜外运输的H+数量将减少
三、综合题
13．主动运输是由载体蛋白介导的物质逆电化学梯度（由浓度梯度和电位梯度共同形成）或浓度
梯度运输的跨膜方式。根据能量来源的不同，可分为三种类型；ATP 驱动泵、协同转运蛋白以及
光驱动泵，相关结构及转运过程如下图。回答下列问题：
(1)物质跨膜运输的方式取决于物质的性质以及细胞膜的结构，细胞膜的基本骨架是__________；
图中主动运输过程体现了细胞膜具有__________的功能特性。
(2)ATP 驱动泵是ATP 酶直接利用ATP 水解的能量，实现离子或小分子物质跨膜运输的方式，ATP 的
结构简式为__________；在绿色植物叶肉细胞中该过程消耗的ATP 来自___________（填生理活
动）；此过程体现了细胞膜上的蛋白质具有__________功能。
(3)小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程伴随着Na+的吸收，该过程中为葡萄糖的运输直接提供驱动力
的是Na+的电化学梯度，推测Na+在细胞膜内外的分布情况是__________，结合图示该方式属于
___________类型的主动运输。
(4)影响细菌细胞通过光驱动泵吸收氯离子速率的因素有__________（写出两点）。
14．肾脏对维持血糖浓度相对稳定具有重要作用，在其从原尿中重吸收葡萄糖进入血液的过程中，
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
肾小管近端小管细胞管腔面的钠——葡萄糖协同转运蛋白（SGLT）和侧基底膜的葡萄糖转运蛋白
（GLUT）共同发挥作用。人体尿的形成如图1 所示，肾脏对葡萄糖的重吸收过程如图2 所示。
(1)据图2 判断，葡萄糖以____________方式进近端小管细胞，以____________方式出近端小管细
胞，这两种运输过程均体现了细胞膜的____________功能。
(2)据图2 进一步推测，影响肾近端小管细胞从原尿中重吸收葡萄糖进入小管细胞内的因素主要有
____________、____________。若某人一次性摄糖过多，导致血糖浓度超过了肾脏的重吸收能力，
则其尿量较平时____________（选填“少”或“多”）。
(3)目前已发现多种SGLT，其中SGLT1 是一种高亲和力、低转运能力的转运蛋白，除位于肾脏，还
大量存在于小肠、心脏等器官中；SGLT2 是一种低亲和力、高转运能力的转运蛋白，可完成原尿
中约90%葡萄糖的重吸收。
①根据SGLT1 和SGLT2 的功能特点，可确定在图1 中①，②位置其主要作用的SGLT 分别是
____________、____________。
②研究发现，部分2 型糖尿病患者SCLT2 的含量及转运能力增加，这一变化会_____________（选
填“加剧”或“减缓”）患者的高血糖症状。
③科学家研制了抑制SGLT2 的同时部分抑制SGLT1 功能的双靶点抑制剂，其降糖机理是：通过抑
制SGLT2 减少____________，同时部分抑制SGLT1 功能，主要减少____________对葡萄糖的吸收，
从而在一定程度上有效降低糖尿病患者的血糖水平。
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
8
