北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 A
应用 主动运输的能量来源
1.(2022届河南名校质检,3 生理情境)肾小管上皮细胞基底外侧膜上的Na+-K+泵通过消
耗ATP建立胞内的低Na+电化学梯度,细胞顶部膜借助Na+电化学梯度,通过膜上的
Na+/K+/Cl-共转运体从肾小管腔中同时重吸收Na+、K+和Cl-,细胞内液的Cl-浓度增加
后,Cl-顺浓度梯度运出细胞到组织液。下列相关分析正确的是( )
A.肾小管上皮细胞运出Na+的方式属于被动运输
B.肾小管上皮细胞对Na+、K+的运输不具有特异性
C.Na+/K+/Cl-共转运体转运离子的过程会消耗ATP
D.若组织液中Cl-含量过多,则可能导致抗利尿激素分泌增加
答案 D 肾小管上皮细胞基底外侧膜上的Na+-K+泵通过消耗ATP建立胞内的低Na+电
化学梯度,所以肾小管上皮细胞逆浓度梯度运出Na+,属于主动运输,A错误;肾小管上皮细
胞对Na+、K+的运输虽然可通过离子通道、Na+-K+泵或Na+/K+/Cl-共转运体,但是这些转
运蛋白不能运输其他离子,仍具有特异性,B错误;Na+/K+/Cl-共转运体转运离子的过程是
借助Na+的电化学梯度进行的,不需要消耗ATP,C错误;若组织液中Cl-过多,可能会使细
胞外液渗透压增大,从而使抗利尿激素分泌增加,D正确。
2.(2021河南顶尖名校联考,26 生理情境:脂质体)脂质体是一种类似于生物膜的由磷脂
双分子层构成的封闭囊泡,图1为不同物质透过脂质体的能力的示意图,图2表示胆固醇
含量对脂质体磷脂双分子层流动性的影响。回答下列问题:
图1
第 1 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
图2
(1)据图分析,K+、Ca2+等的运输方式可能为 。
(2)体外培养人的成熟红细胞能使其维持一段时间的活性,但相比其他细胞成活时间较短,
其原因是 。某同学欲确认红细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输还是协助
扩散,请你根据所学知识给该同学提供一种思路: 。
(3)动物细胞中胆固醇应该在图1的 (填“甲”“乙”或“丙”)处,胆固醇在人
体中还参与 的运输。根据图2,当脂质体中胆固醇含量在0~40%时,随胆固醇含量
升高,脂质体对氧的通透性 ,理由是 。
答案 (1)主动运输或协助扩散 (2)人的成熟红细胞不含细胞核等 在培养液中增加
ATP的量或降低ATP的量(或加入呼吸抑制剂),检测葡萄糖运输速率;在培养液中适量增
加葡萄糖的量(不能过高),检测葡萄糖运输速率(合理即可) (3)乙 血液中脂质 降低
胆固醇含量在0~40%范围内,随胆固醇含量升高,脂质体的微粘度上升,脂质体的流动性
下降,而自由扩散与脂质体的流动性有关,因此随胆固醇含量升高,脂质体对氧的通透性降
低
解析 (1)据图可知,K+、Ca2+等不能透过脂双层,说明K+、Ca2+等的运输需要载体,故运输
方式可能为主动运输或协助扩散。(2)因哺乳动物成熟红细胞不含细胞核和众多细胞器,
故体外培养人的成熟红细胞较其他细胞成活时间短。主动运输和协助扩散的区别在于
是否需要能量,故欲确认红细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输还是协助扩散,实验的自变
量为能量的有无,实验设计需遵循单一变量原则和对照原则。(3)胆固醇属于脂质,在磷脂
双分子层中应处于磷脂分子的疏水部分,即乙处,胆固醇除参与构成动物细胞膜外,在人体
中还参与血液中脂质的运输。据图2可知,当脂质体中胆固醇含量在0~40%时,随胆固醇
第 2 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
含量升高,脂质体的微粘度上升,脂质体的流动性下降,而自由扩散与脂质体的流动性有关,
因此随胆固醇含量升高,脂质体对氧的通透性降低。
易错警示 第(2)问中确认红细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输还是协助扩散,注意该实
验的自变量是能量的有无,也可以是呼吸抑制剂的有无。因人成熟红细胞不消耗氧气,故
不能以氧气的有无作为自变量进行探究。
创新篇 守正出奇
创新 离子泵
1.(素材新)离子通道依据活化的方式不同分为电压门通道和配体门通道。在电压门通道
中,带电的蛋白质结构会随跨膜电位梯度的改变发生相应的移动,使离子通道开启或关闭,
从而使膜电位发生改变;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引
起通道蛋白构象改变,从而使离子通道开启或关闭。下列相关叙述错误的是( )
A.生物膜上的离子通道与细胞生命活动过程的正常进行密切相关
B.离子通道蛋白受到相应刺激后结构改变会导致离子通道的失活
C.配体门通道蛋白能体现细胞膜控制物质运输和信息交流的功能
D.神经纤维兴奋时细胞外Na+减少,说明神经纤维上可能有电压门通道蛋白
答案 B 接受刺激时,神经细胞膜上的钠离子通道打开,导致钠离子顺浓度梯度内流,产
生兴奋,A正确;离子通道蛋白受到某些小分子配体与通道蛋白结合继而引起通道蛋白构
象改变,从而使离子通道开启或关闭,此过程中离子通道并未失活,且能体现细胞膜控制物
质运输和信息交流的功能,B错误,C正确;神经纤维兴奋时细胞外Na+减少,说明Na+通过
第 3 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
蛋白进入细胞,而离子的进入需要通过电压门,据此说明神经纤维上可能存在电压通道蛋
白,D正确。
2.(2022届江西赣抚吉名校联考,5 知识新)原尿中的葡萄糖浓度与血浆中的基本相等,原
尿中的葡萄糖正常情况下能经肾小管的重吸收作用被全部吸收。如图表示肾小管上皮
细胞重吸收葡萄糖等物质的过程。下列叙述错误的是( )
A.肾小管上皮细胞的细胞膜上具有多种载体蛋白,且都具有特异性
B.Na+出入肾小管上皮细胞的方式都是协助扩散
C.肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,但消耗的能量不直接来自ATP
D.钠钾泵可以逆浓度梯度运输Na+和K+,且细胞呼吸强度会影响钠钾泵的运输速率
答案 B 从图中可以看出,Na+运入肾小管上皮细胞的方式是协助扩散,但Na+运出肾小
管上皮细胞的方式是主动运输,B错误;肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,需
要载体,且消耗Na+浓度电化学梯度中的势能提供的能量,C正确;钠钾泵可以逆浓度梯度
运输Na+和K+,此过程需要ATP,所以细胞呼吸强度会影响钠钾泵的运输速率,D正确。
解题关键 正确解读题图,是解题关键:Na+运入肾小管上皮细胞的方式是协助扩散,Na+运
出肾小管上皮细胞的方式是主动运输(利用钠钾泵),葡萄糖运入肾小管上皮细胞利用了
Na+电化学梯度中的势能提供的能量,故运输方式是主动运输。
3.(2022届陕西宝鸡质检,25 素材新)土壤盐化是目前的主要环境问题之一。在盐化土
壤中,大量Na+会不需能量迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过
Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力。其主要
机制如图:
第 4 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白
C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。
请回答:
(1)在盐胁迫下,Na+进入细胞的运输方式是 。
(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,Na+的排出量会明显减少,其原因是 。
(3)据图分析,在高盐胁迫下,根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能,如胞外
Ca2+ (填“抑制”或“促进”)转运蛋白A,胞内Ca2+ (填“抑制”或
“促进”)转运蛋白C,从而 细胞内Na+浓度。
答案 (1)协助扩散 (2)使用ATP抑制剂处理导致ATP合成量减少,排出H+量减少,膜内
外H+浓度梯度降低,使得转运蛋白C排出Na+量减少 (3)抑制 促进 降低
解析 (1)在盐胁迫下,盐化土壤中大量Na+会不需能量通过转运蛋白A迅速流入细胞,形
成胁迫,其运输方式是协助扩散。(2)若使用ATP抑制剂处理细胞,H+排出量减少,膜内外
H+浓度梯度降低,使得转运蛋白C排出Na+量减少。(3)降低胞内Na+浓度可以抵抗盐胁
迫,图示胞外Ca2+可通过抑制转运蛋白A阻止Na+进入细胞,同时胞内Ca2+可促进转运蛋
白C排出Na+,降低细胞内Na+浓度,从而提高植物抗盐胁迫的能力。
第 5 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 B
应用 主动运输的能量来源
1.(2021茂名二模,4 生理情境)人体小肠上皮细胞依赖其细胞膜上的Na+-K+泵,通过消
耗ATP不断将Na+排出细胞,以维持细胞外高浓度的Na+环境,而进入小肠上皮细胞的葡
萄糖顺浓度梯度进入组织液,然后进入血液循环,最终完成葡萄糖的吸收。据图分析错误
的是 ( )
A.K+进入小肠上皮细胞的方式为主动运输
B.葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式不同
C.ATP供应受阻会影响到葡萄糖进入小肠上皮细胞
D.结构Ⅰ和Na+-K+泵均能转运多种物质,不具特异性
答案 D K+进入小肠上皮细胞需要消耗ATP,为主动运输,A正确;葡萄糖进入小肠上皮
细胞的方式为主动运输,顺浓度梯度出细胞进入组织液的方式为协助扩散,B正确;因葡萄
糖进入小肠上皮细胞为主动运输,需要ATP提供能量,ATP供应受阻则会影响到葡萄糖
进入小肠上皮细胞,C正确;结构Ⅰ和Na+-K+泵都有所转运物质的相应结合部位,具有特异
性,D错误。
2.(2021安徽六安期末,42 实验情境)科学研究发现,细胞进行主动运输主要以几种方式
进行:①偶联转运蛋白:把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联。
②ATP驱动泵:把上坡转运与ATP的水解相偶联。③光驱动泵:主要在细菌中发现,能把
上坡转运与光能的输入相偶联(如图1所示,图中a、b、c代表主动运输的三种类型,■、
▲、○代表主动运输的离子或小分子)。葡萄糖是细胞的主要能源物质,其进出小肠上皮
细胞的运输方式如图2所示。回答下列问题:
第 6 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
图1
图2
(1)分析图1所示的细胞膜结构, 侧(填“P”或“Q”)为细胞外。
(2)在小肠腔面,细胞膜上的蛋白S有两种结合位点:一种与Na+结合,一种与葡萄糖结合。
当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠
上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中 (填“a”“b”或“c”)类型的主动运输,葡
萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是 。
(3)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,α亚基上既有Na+、K+的结合位点,又具有
ATP水解酶的活性,据此分析图中Na+-K+泵的功能是 。
(4)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)以协助扩散
的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程
也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运
输快数倍。请你设计实验加以验证。
实验步骤:
第 7 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
第一步:取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋
白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞)三组细胞(三组其他生理状况均相同)。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于 。
第三步: 。
实验结果: ,则验证了此最新研究结果。
答案 (1)P (2)a 细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能 (3)运输钠、钾离子和催
化ATP水解(4)一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同),培养一段时间,其他条件相
同且适宜 检测培养液中葡萄糖浓度 若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养
液中葡萄糖浓度小于乙组
解析 (1)P侧含有糖蛋白,为细胞外侧。(2)当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输(下坡)进入上
皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞,此方式为偶联转运蛋白参与的主动运输,类似
于图1中的a过程。该过程中,葡萄糖主动运输所需的能量来自细胞膜内外两侧的Na+浓
度差形成的势能。(3)Na+-K+泵可以参与钠、钾离子的运输,也可以催化ATP的水解。(4)
甲组细胞敲除了SGLT1载体蛋白基因,只能进行协助扩散,乙组细胞敲除了GLUT2载体
蛋白基因,只能进行主动运输,丙组细胞正常,可以同时进行主动运输和协助扩散,将甲、
乙、丙三组细胞分别置于相同的较高浓度的葡萄糖溶液中,培养一段时间,其他条件相同
且适宜,检测培养液中葡萄糖的浓度。实验结果:丙组同时进行主动运输和协助扩散,葡
萄糖的吸收速率最快,因此培养液中葡萄糖的浓度最小;由于协助扩散的速率大于主动运
输,因此乙组吸收葡萄糖的速率慢,培养液中葡萄糖的剩余量最多,浓度最大。
创新 离子泵
1.(2020山东潍坊寿光一中月考,2)如图是细胞膜上普遍存在的钠钾泵的结构,判断下列说
法正确的是( )
A.该ATP酶的形状变化为ATP的水解提供能量
B.钠钾泵可同时转运Na+和K+,所以该载体蛋白不具有特异性
C.神经细胞Na+排出的方式和K+外流的方式不同
D.低温、低氧不会影响钠钾泵运输钠、钾离子
第 8 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 C ATP酶可催化ATP水解,不提供能量,A错误;钠钾泵在吸钾排钠的跨膜运输过
程中,钠、钾离子结合在不同的部位,因此该载体蛋白是具有特异性的,B错误;神经细胞
Na+排出的方式是主动运输,而K+外流的方式是协助扩散,C正确;低温、低氧会影响细胞
呼吸,从而影响钠钾泵运输钠、钾离子,D错误。
2.(2020江苏常州一模,3 模型新)如图是小肠上皮细胞吸收单糖的示意图,其中钠钾泵、
SGLT1、GLUT2、GLUT5代表载体。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞中氧气浓度影响钾离子吸收
B.SGLT1运输葡萄糖是协助扩散
C.GLUT5运输果糖属于被动运输
D.载体与所运输物质之间不是一一对应关系
答案 B 细胞中钾离子通过钠钾泵进入细胞,需要消耗能量,说明是主动运输,因此细胞
中氧气浓度会影响钾离子的吸收,A正确;SGLT1运输葡萄糖是从低浓度到高浓度,属于
主动运输,B错误;GLUT5运输果糖不消耗能量,需要载体协助,属于被动运输,C正确;载体
SGLT1所运输的物质有钠离子和葡萄糖,可见它们之间并非是一一对应关系,D正确。
3.(2020北京海淀二模,4)如图为细胞膜上承担物质运输的两类蛋白质及其功能示意图。
两类蛋白质结构或功能的不同是( )
A.氨基酸种类、数目、排列顺序
B.结构贯穿细胞膜内外
C.都能进行离子的跨膜运输
D.具有选择透过性
第 9 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
答案 A 由图可知,两种蛋白质执行的功能不同,所以组成二者的氨基酸的种类、数目、
排列顺序可能不同,A符合题意;由图可知,二者均为贯穿膜内外的蛋白质,钠钾泵运输钠、
钾离子,钾通道运输钾离子,均可进行离子跨膜运输,且二者均只能运输特定离子,体现了
选择透过性,B、C、D不符合题意。
4.(知识新)正常细胞内K+浓度远高于细胞外,细胞外Na+浓度远高于细胞内。当细胞内外
的Na+、K+浓度差减小时,细胞膜上的Na+-K+ATPase将细胞内的Na+移出膜外,将细胞外
的K+移入膜内,具体过程如图所示。回答下列问题:
(1)Na+对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,请列举两例:
、 。
(2)细胞膜内外Na+具有浓度差,Na+出细胞膜的跨膜运输方式为 ,判断的依据
是 。
(3)细胞膜上Na+-K+ATPase是一种蛋白质,组成它的多肽链经过加工、修饰后,最后由
形成的囊泡将蛋白质发送到细胞膜。据图分析可知,Na+-K+ATPase具有两项重要功能,即
和 。
答案 (1)维持细胞外液的渗透压 使神经细胞膜产生动作电位 (2)主动运输 逆浓度
梯度运输并消耗能量 (3)高尔基体 运输Na+和K+ 催化ATP的水解
解析 (1)见答案。(2)由图可知,Na+出细胞膜为逆浓度梯度,且需消耗能量,因此为主动运
输过程。(3)组成Na+-K+ATPase的多肽链经过内质网和高尔基体的加工、修饰后,最后
是由高尔基体形成的囊泡将蛋白质发送到细胞膜的,据图分析可知,Na+-K+ATPase既能作
为载体运输Na+和K+,又能作为酶催化ATP的水解,为其转运Na+和K+提供能量。
第 10 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 C
应用 主动运输的能量来源
1.(2021日照期末,16 生理情境:蔗糖吸收)(不定项)如图表示蚕豆细胞利用细胞膜上的
质子泵产生的H+梯度推动蔗糖吸收的过程。下列相关说法正确的是( )
A.质子泵将H+外运出细胞的方式属于主动运输
B.质子泵将H+外运的过程会导致ADP大量积累
C.抑制细胞呼吸不会影响植物细胞对蔗糖的吸收
D.外界溶液的pH升高会使细胞对蔗糖的吸收减少
答案 AD 质子泵将H+外运出细胞的方式属于主动运输,A正确;质子泵将H+外运的过
程会产生ADP,但不会导致ADP大量积累,因为细胞内的ATP和ADP会相互转化并保
持相对稳定,B错误;抑制细胞呼吸会影响H+的外运,而细胞内外H+浓度差会影响蔗糖的
吸收,所以抑制细胞呼吸会影响植物细胞对蔗糖的吸收,C错误;外界溶液的pH升高,会使
细胞内外的H+浓度差减小,使细胞对蔗糖的吸收减少,D正确。
2.协同运输是物质跨膜运输的一种方式,其过程如图所示。细胞膜上的载体蛋白同时与
Na+和葡萄糖结合后,在膜两侧Na+浓度梯度驱动下运输葡萄糖,跨膜的Na+再由另一种载
体蛋白运回膜外。对此过程分析错误的是( )
A.Na+的协同运输所需能量直接来自ATP水解
B.与Na+结合的两种载体蛋白结构不同
C.图示细胞吸收葡萄糖的方式是一种特殊的主动运输
D.当细胞内外Na+浓度相等时,Na+和葡萄糖的协同运输不能进行
答案 A Na+和葡萄糖的协同运输所需动力直接来自钠离子的浓度差,A错误;据题分析,
与Na+结合的两种载体蛋白的功能不同,说明蛋白质的结构不同,B正确;题图所示细胞在
膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖,说明题图所示细胞吸收葡萄糖的方式是一种特
殊的主动运输,C正确;细胞内外Na+浓度相等时,不能形成浓度梯度,Na+和葡萄糖的协同
第 11 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
运输不能进行,D正确。
易错警示 同种物质跨膜方式不一定相同
某物质进出细胞的方式并非只有一种。如葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式
是协助扩散,而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,要
视具体情况而定。
3.(2022届烟台期中,3 生理情境:单糖的吸收)人体小肠上皮细胞对3种单糖吸收的方式
如图所示,其中半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖。下列叙述正确的是( )
A.半乳糖的出现不影响细胞对葡萄糖的吸收
B.转运葡萄糖和半乳糖时不需要直接消耗 ATP
C.抑制小肠上皮细胞的钠钾泵不影响葡萄糖转运速率
D.随着果糖浓度的升高,果糖的转运速率会持续增大
答案 B 半乳糖和葡萄糖与载体的结合位点相同,且半乳糖的亲和力较大,A错误;转运
葡萄糖和半乳糖时所需要的能量来自Na+的电化学梯度形成的势能,B正确;抑制小肠上
皮细胞的钠钾泵会影响膜两侧的Na+浓度差,进而影响葡萄糖转运速率,C错误;受转运蛋
白数量的限制,随着果糖浓度的升高,果糖的转运速率不会持续增大,D错误。
4.(不定项)研究表明,主动运输根据能量的来源不同分为三种类型,如图中a、b、c所示,■、
▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是( )
A.a类型中Y离子转运所需的能量来自X离子的电化学梯度
B.小肠上皮细胞吸收葡萄糖分子是通过a类型进行的
C.蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光器细胞内均可发生c类型
D.温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率
答案 AB a类型中Y离子转运所需的能量来自X离子的电化学梯度,A正确;小肠上皮
细胞吸收葡萄糖分子是通过a类型进行的,B正确;萤火虫发光器细胞不能利用光能,故不
能发生c过程,C错误;温度、酸碱度均会影响a、b、c三种类型的运输速率,而氧气浓度
不能影响c类型的运输速率,D错误。
第 12 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
5.(2022届山师大附中期中,5 生理情境:钠钾泵与协同运输)(不定项)钠钾泵是普遍存在
于动物细胞表面的一种载体蛋白,如图所示,它具有ATP水解酶活性,能将Na+排到细胞外,
同时将K+运进细胞内,维持细胞内外Na+和K+的浓度差。载体蛋白1和载体蛋白2依赖
于细胞膜两侧Na+的浓度差完成相应物质的运输。下列相关叙述错误的是( )
A.图示钠钾泵运输K+和Na+的方式相同
B.如果钠钾泵的功能出现障碍,图中葡萄糖和H+的运输均不会受到影响
C.载体蛋白1和2能运输多种物质,所以其功能没有特异性
D.钠钾泵能催化ATP水解释放能量
答案 BC 图示钠钾泵运输K+和Na+的方式相同,都是主动运输,A正确;载体蛋白1和
载体蛋白2依赖于细胞膜两侧Na+的浓度差完成相应物质的运输,如果钠钾泵的功能出
现障碍,细胞膜两侧的Na+浓度差无法维持,因此图中葡萄糖和H+的运输均会受到影响,B
错误;载体蛋白1不能运输H+,只能运输Na+和葡萄糖,而载体蛋白2不能运输葡萄糖,只能
运输Na+和H+,所以载体蛋白1和2的功能具有特异性,C错误;钠钾泵具有ATP水解酶活
性,能催化ATP水解释放能量,D正确。
第 13 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
应用创新题组 D
应用 主动运输的能量来源
1.(2022届如皋中学期初,5 生理情境:协同转运)协同转运是一种常见的跨膜运输方式,
例如葡萄糖利用储存在Na﹢浓度梯度中的能量进入细胞(如图所示)。下列叙述错误的是
( )
A.细胞中的氧浓度会影响K﹢吸收
B.细胞内外Na﹢浓度相等时,协同转运一般不能进行
C.载体与所运输物质之间不是一一对应关系
D.图中葡萄糖以协助扩散的方式进入细胞
答案 D 题图所示K+的运输方式为主动运输,需要消耗能量,因而会受细胞中氧浓度
的影响,A正确;Na+由胞内运往胞外为主动运输,胞外运往胞内为协助扩散,膜两侧存在浓
度差,B正确;协同转运时,一种载体可同时转运两种物质,C正确;葡萄糖由胞外运往胞内
为主动运输,其所需的能量由膜两侧Na+浓度梯度的电化学势能提供,D错误。
2.(2022届如东中学期初,2 生理情境:钠钾泵)如图所示,载体蛋白甲和载体蛋白乙依赖
于细胞质膜两侧的Na+浓度差完成相应物质的运输,该Na+浓度差由膜上的钠钾泵来维持。
下列叙述错误的是( )
A.图中所示过程体现了细胞质膜的选择透过性
B.图中C H O 和K+的跨膜运输为主动运输
6 12 6
C.图中细胞的膜外pH高于膜内
第 14 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
D.图中载体蛋白有的具有催化功能
答案 C 题图中不同物质的运输方式不同,载体蛋白不同,体现了细胞质膜的选择透过
性,A正确;根据题干信息“载体蛋白甲和载体蛋白乙依赖于细胞质膜两侧的Na+浓度差
完成相应物质的运输”可知,载体蛋白甲和载体蛋白乙运输的Na+以协助扩散的方式运
输,而伴随Na+运输的C H O 和H+则是主动运输,而钾离子运输需要消耗ATP,因而也属
6 12 6
于主动运输,B正确;主动运输是从低浓度向高浓度运输的,因此题图中细胞的膜外pH低
于膜内,C错误;由题图可知,钠钾泵具有催化ATP水解的功能,D正确。
4.(2021福建福州4月质检,6 科研情境)科学家模拟叶绿体结构和功能,构建由磷脂双分
子层和蛋白质构成的ATP体外合成体系,图中Ⅰ、Ⅱ均为从叶绿体中提取的膜蛋白。据
图分析不合理的是( )
A.Ⅰ能利用光能将H+运输入膜内
B.H+能通过协助扩散进出反应体系
C.ATP合成与膜内外H+浓度差有关
D.推测Ⅱ能催化ATP合成且能运输H+
答案 B 图中,膜蛋白Ⅰ能利用光能将H+逆浓度运入膜内,A正确;H+进入反应体系需要
消耗能量,应属于主动运输,B错误;图中膜蛋白Ⅱ在运输H+的过程中可以合成ATP,推测
该过程利用了膜两侧H+的浓度差形成的势能,推动了ATP的合成,C、D正确。
创新 离子泵
1.(2021南通如皋期末,3)钠钾泵位于动物细胞的细胞质膜上,钠钾泵通过磷酸化和去磷酸
化过程发生空间结构的变化,导致其与Na+、K+的亲和力发生变化(如图所示)。钠钾泵还
具有ATP水解酶的活性。下列有关分析错误的是( )
第 15 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
A.钠钾泵既能协助Na+、K+跨膜运输,又能催化ATP水解
B.钠钾泵的磷酸化导致空间结构发生改变,Na+被排出细胞
C.钠钾泵的去磷酸化过程为K+运入细胞提供能量
D.钠钾泵有利于维持细胞内外Na+、K+的浓度差
答案 C 依据题干信息分析题图可知,图1显示ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵
上,导致钠钾泵的空间结构发生变化,图2显示Na+被排出细胞的同时,胞外的K+结合到钠
钾泵上,导致磷酸基团被释放,钠钾泵的空间结构恢复,如此循环重复,可见钠钾泵既能作
载体协助Na+、K+跨膜运输,又能催化ATP水解,A正确;依题图所示,ATP水解后产生
ADP和Pi,并释放能量,Pi使钠钾泵磷酸化,同时在能量驱动下运出Na+,运入K+,B正
确;K+运入细胞是逆浓度梯度进行的,需要消耗能量,钠钾泵的去磷酸化过程不能为K+运
入细胞提供能量,C错误;钠钾泵是逆浓度运输K+和Na+的,有利于维持细胞内外Na+和
K+的浓度差,D正确。
2.(2022届南通期中,15 素材新)无论动物、植物细胞或细菌,细胞内、外都存在离子浓
度差,如红细胞内 K+的含量比Na+高 20 倍左右,轮藻细胞中的 K+含量比其生存的水环
境中的高63倍左右,而叉轴藻细胞中甚至高出 1 000 倍以上。已知 Na+-K+泵工作时,
每水解 1 个 ATP 分子向细胞质膜外泵出 3 个 Na+,同时向膜内泵入 2 个 K+。下列
有关分析正确的是(多选)( )
A.钠离子和钾离子通过钠钾泵的跨膜运输属于主动运输
B.减少神经细胞的氧气供应,对该细胞质膜上的钠钾泵的工作会产生影响
C.神经细胞受到刺激后,钠离子通过钠钾泵内流形成动作电位
D.钠钾泵的工作结果使神经细胞内钾离子浓度明显高于膜外,而钠离子浓度比膜外低
答案 ABD 分析题干信息可知,Na+和K+通过钠钾泵的跨膜运输需要消耗能量,属于主
动运输,A正确;钠钾泵的工作需要消耗能量,减少神经细胞的氧气供应,将影响该细胞质
膜上的钠钾泵的工作,B正确;神经细胞受到刺激后,钠离子通过离子通道以协助扩散的方
第 16 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
式内流,形成动作电位,C错误;钠钾泵的工作结果使神经细胞内钾离子浓度明显高于膜外,
而钠离子浓度比膜外低,D正确。
3.(2021河北唐山一模,3 素材新)初级主动运输直接依赖水解ATP而获取所需能量,次
级主动运输依赖于其他物质的顺浓度梯度所提供的电化学势能。小肠上皮细胞吸收葡
萄糖和Na+、K+的方式如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.细胞吸收K+、排出Na+的方式是初级主动运输
B.蛋白1运输葡萄糖的动力是Na+的浓度差所提供的电化学势能
C.葡萄糖进入小肠上皮细胞与进入人成熟红细胞的方式相同
D.蛋白2能降低化学反应的活化能
C 葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散,葡萄糖进入小肠上皮细胞可为次级主
动运输,二者不同,C错误。
4.(2021重庆二诊,9 素材新)H+-K+-ATP酶位于胃壁细胞,是质子泵的一种,它通过自身
的磷酸化与去磷酸化完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中,对
胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义。其作用机理如图所示(“+”表示促进
磷酸化)。下列相关叙述正确的是( )
A.H+-K+-ATP酶的作用是作为载体蛋白和催化ATP水解
B.胃壁细胞中Ca2+浓度降低,会引起胃酸的分泌增多
C.促进H+-K+-ATP酶的活性可缓解胃酸过多的病症
D.由图推测,H+和K+的跨膜方式为自由扩散
答案 A H+-K+-ATP酶的作用是作为载体蛋白转运H+、K+和催化ATP水解,A正
确;Ca2+促进H+-K+-ATP酶磷酸化,胃壁细胞中Ca2+浓度增多,会引起胃酸的分泌增多,B错
第 17 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
误;抑制H+-K+-ATP酶的活性可缓解胃酸过多的病症,C错误;H+和K+的跨膜运输需要载
体蛋白和能量,方式为主动运输,D错误。
5.(2022届海南学业诊断,22 素材新)原尿中的葡萄糖浓度与血浆中的基本相等,原尿中
的葡萄糖正常情况下能经肾小管的重吸收作用被全部吸收。如图表示肾小管上皮细胞
重吸收葡萄糖等物质的过程,请回答下列问题:
(1)据图分析可知,肾小管上皮细胞的细胞质膜上含有多种蛋白质,钠钾泵除可作为ATP
酶外,还具有 功能。通常情况下,经高温处理的蛋白质与双缩脲试剂发生反应
呈 色。
(2)图中Na+进入肾小管上皮细胞的运输方式是协助扩散,判断依据是 。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,但消耗的能量不是ATP供给的,据图分
析,消耗的能量可能来自 。
(3)加入呼吸酶抑制剂会影响钠钾泵运输Na+和K+的速率,原因是
。
答案 (1)运输 紫 (2)从高浓度向低浓度运输,需要载体,不消耗能量 Na+在细胞内外
的浓度差而形成的势能 (3)钠钾泵运输Na+和K+为逆浓度梯度的主动运输,需要的能量
由细胞呼吸供给
解析 (1)钠钾泵可催化ATP的水解,还可运输Na+和K+。高温处理的蛋白质易变性,但
肽键没有断裂,遇双缩脲试剂仍呈紫色。(2)Na+进入肾小管上皮细胞是从高浓度向低浓
度运输的,需要载体,方式为协助扩散。肾小管上皮细胞吸收葡萄糖需要载体,且消耗
Na+在细胞内外浓度差而形成的势能,运输方式为主动运输。(3)钠钾泵运输Na+和K+需
要ATP水解供能,加入呼吸酶抑制剂会影响细胞呼吸,进而影响ATP的生成。
知识拓展 协同转运
协同转运是一类靠间接消耗能量完成的主动运输方式,某物质(如葡萄糖)跨膜运输
所需要的能量来自膜两侧另一种溶质(如Na+)的电化学浓度梯度,而钠钾泵或质子泵可维
持这种电化学浓度梯度。
第 18 页 共 19 页北京曲一线图书策划有限公司 2023版《5年高考3年模拟》A版
第 19 页 共 19 页
