微专题2 主动运输的方式
1.D [解析] 据题图分析:Na+外流、K+内流消耗ATP,属于主动运输;I-内流是主动运输,需要依靠Na+浓度差,故I-进入甲状腺滤泡需要Na+内流所提供的势能,是主动运输过程,A错误;Na+外流消耗ATP,Na+进入甲状腺滤泡上皮细胞是被动运输过程,B错误;抑制ATP水解酶的活性,会抑制Na+外流,从而降低该细胞摄取I-的能力,C错误;载体蛋白具有特异性,钠碘同向转运体只能转运Na+和I-,说明该转运体有特异性,D正确。
2.C [解析] 细胞膜上的H+-ATP酶介导的H+向细胞外转运属于主动运输,H+-ATP酶为载体蛋白且能催化ATP水解释放磷酸基团,使其被磷酸化,引起空间结构改变,A正确;细胞膜两侧的H+浓度梯度产生的势能是驱动Na+转运到细胞外的直接动力,B正确;H+-ATP酶抑制剂干扰H+从细胞内转运至细胞外,进而影响膜两侧H+浓度差,故对Na+的运输同样起到抑制作用,C错误;盐胁迫下,H+-ATP酶和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平,因此盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D正确。
3.A [解析] Ca2+进入液泡需要消耗ATP,是主动运输,Ca2+出液泡是顺浓度梯度的协助扩散,不需要消耗能量,A错误;Ca2+主动运输出细胞和进入液泡,依赖载体蛋白,载体蛋白构象会发生改变,若Ca2+跨膜运输方式是协助扩散,依赖的载体蛋白也会发生构象改变,B正确;Ca2+出细胞和进入液泡都需要消耗ATP,说明是主动运输,同时也能说明胞外和液泡内Ca2+的浓度均高于细胞质基质,C正确;由题图可知,生物膜上既存在能够介导Ca2+主动运输的载体蛋白,也存在介导Ca2+协助扩散的载体蛋白等,D正确。
4.A [解析] 植物细胞利用ATP水解的能量将H+运出,因此细胞外的H+浓度大于细胞内,蔗糖利用H+的浓度梯度产生的化学势能进入细胞,为主动运输,该过程被运输的物质需要与蔗糖-H+共转运体结合,蔗糖-H+共转运体的空间结构需要发生变化,才能进行转运,A错误;蔗糖进入植物细胞的方式是消耗H+的浓度梯度产生的化学势能的主动运输,而H+的浓度差的维持需要ATP的直接供能,因此蔗糖进入植物细胞的方式属于ATP间接供能的主动运输,B正确;植物细胞运输蔗糖需要借助膜外的高浓度H+,因此培养基的pH低于细胞内,有利于蔗糖的吸收,C正确;水解产生的单糖也可被植物细胞吸收,因此蔗糖酶将细胞外的蔗糖水解为单糖可提高蔗糖的利用率,D正确。
5.B [解析] 据题图可知,Na+经转运蛋白C流出细胞直接利用的是H+的梯度势能,A错误;H+泵有运输(协助H+的跨膜运输)和降低活化能(催化ATP水解,作用机理是降低活化能)的作用,起作用时空间结构会发生可逆改变,B正确;转运蛋白C能同时转运H+和Na+,而不能转运其他离子,故其仍具有特异性,C错误;据题图可知,H+运出细胞需要ATP提供能量,属于主动运输,H+顺浓度梯度进入细胞产生的势能驱动Na+经转运蛋白C运出细胞,使用ATP抑制剂处理细胞,H+运出细胞的量减少,细胞内外H+浓度差降低,为Na+运出细胞提供的势能减少,Na+的排出量会明显减少,D错误。
6.D [解析] 在光能驱动下,细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内,造成脂质体内H+浓度高于脂质体外,形成H+电化学梯度,ATP合酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP,说明光能并非直接转化为ATP中的能量,同时该实验证明了生物膜具有能量转换作用,A正确,D错误;细菌紫膜质能利用光能驱动H+运输,将悬液置于光照之下时,细菌紫膜质将H+泵入脂质体消耗光能,B正确。微专题2 主动运输的方式
根据能量来源不同,主动运输可分为ATP直接驱动(ATP驱动泵)、ATP间接驱动(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)三种基本类型。
一、ATP直接驱动
由ATP水解提供能量直接驱动相应物质的运输。
1.Na+-K+泵
2.质子泵
3.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Ca2+梯度。通常细胞质中游离的Ca2+浓度很低,胞外的Ca2+即使很少量涌入胞内都会引起细胞质游离的Ca2+浓度显著变化,导致一系列生理反应。Ca2+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。
1.[2024·湖北宜昌质检] 下图是甲状腺滤泡上皮细胞与运输I-有关的物质运输示意图,钠钾泵可维持细胞外较高的Na+浓度,血浆中I-进入甲状腺滤泡上皮细胞内需要钠碘同向转运体介导。下列叙述正确的是( )
A.I-进入甲状腺滤泡是被动运输过程
B.Na+进入甲状腺滤泡上皮细胞是主动运输过程
C.抑制ATP水解酶的活性不会降低该细胞摄取I-的能力
D.钠碘同向转运体只能转运Na+和I-,说明该转运体有特异性
2.[2024·甘肃卷] 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(见下图)。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
3.[2024·广东佛山质检] Ca2+是一种重要的信号物质,植物细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运转来调节的。据图分析,下列叙述不合理的是( )
A.Ca2+进出液泡都由ATP直接供能
B.载体蛋白转运Ca2+时会发生构象改变
C.细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低
D.生物膜上存在多种运输Ca2+的转运蛋白
二、ATP间接驱动
需要借助协同转运蛋白(一种载体蛋白)进行。协同转运蛋白分为同向转运蛋白和反向转运蛋白。
[注意]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。
4.[2024·江苏南通一模] 植物组织培养所用的培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A.转运蔗糖时蔗糖-H+共转运体的空间结构不会发生变化
B.蔗糖进入植物细胞的方式属于ATP间接供能的主动运输
C.培养基的pH低于细胞内时,有利于植物细胞吸收蔗糖
D.蔗糖酶将细胞外的蔗糖水解为单糖可提高蔗糖的利用率
5.在盐化土壤中,大量Na+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。下列说法正确的是( )
A.Na+经转运蛋白C流出细胞需要直接消耗呼吸作用产生的ATP
B.H+泵有运输和降低活化能的作用,起作用时空间结构会发生可逆改变
C.转运蛋白C能同时转运H+和Na+,故其不具有特异性
D.加入呼吸酶抑制剂,ATP生成受阻,则Na+的排出量会明显增加
三、光驱动
光驱动主要发现于细菌细胞,光驱动蛋白可以利用光能逆浓度运输物质。
6.[2024·山东枣庄期末] 研究者把细菌紫膜质(一种光合细菌质膜的光驱动H+泵)和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上(结构如图所示);接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中,形成脂质体悬液;最后把该悬液置于光照下,发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验证明了生物膜具有能量转换作用
B.细菌紫膜质将H+泵入脂质体需要消耗光能
C.图示中的脂质体应该是由磷脂双分子层组成的
D.停止光照,ATP合成停止,说明光能可直接转化为ATP中的能量(共24张PPT)
微专题2
主动运输的方式
一、直接驱动
二、间接驱动
三、光驱动
根据能量来源不同，主动运输可分为直接驱动（ 驱动泵）、
间接驱动（协同转运蛋白）、光驱动（光驱动泵）三种基本类型。
一、 直接驱动
由 水解提供能量直接驱动相应物质的运输。
1. 泵
2.质子泵
3.钙泵
钙泵是激活的酶，每水解一个转运两个到细胞外，
形成梯度。通常细胞质中游离的浓度很低，胞外的即使
很少量涌入胞内都会引起细胞质游离的浓度显著变化，导致一系
列生理反应。内流能迅速地将细胞外信号传入细胞内，因此
是一种十分重要的信号物质。
1.[2024·湖北宜昌质检] 下图是甲状腺滤泡上皮
细胞与运输 有关的物质运输示意图，钠钾泵
可维持细胞外较高的浓度，血浆中 进入甲
状腺滤泡上皮细胞内需要钠碘同向转运体介导。
下列叙述正确的是( )
A. 进入甲状腺滤泡是被动运输过程
B. 进入甲状腺滤泡上皮细胞是主动运输过程
C.抑制水解酶的活性不会降低该细胞摄取 的能力
D.钠碘同向转运体只能转运和 ，说明该转运体有特异性
√
[解析] 据题图分析：外流、 内流
消耗，属于主动运输； 内流是主
动运输，需要依靠浓度差，故 进
入甲状腺滤泡需要 内流所提供的势
能，是主动运输过程，A错误； 外流
消耗， 进入甲状腺滤泡上皮细胞是被动运输过程，B错误；
抑制水解酶的活性，会抑制外流，从而降低该细胞摄取 的
能力，C错误；载体蛋白具有特异性，钠碘同向转运体只能转运
和 ，说明该转运体有特异性，D正确。
2.[2024·甘肃卷] 维持细胞的 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 酶（质子泵）和
逆向转运蛋白可将 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 水平（见下图）。下列
叙述错误的是( )
A.细胞膜上的 酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B.细胞膜两侧的浓度梯度可以驱动 转运到细胞外
C.酶抑制剂会干扰的转运，但不影响 转运
D.盐胁迫下 逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
√
[解析] 细胞膜上的
酶介导的 向细胞外转运属于
主动运输， 酶为载体
蛋白且能催化 水解释放磷
酸基团，使其被磷酸化，引起空间结构改变，A正确；细胞膜两侧的 浓度梯度产生的势能是驱动转运到细胞外的直接动力，B正确； 酶抑制剂干扰从细胞内转运至细胞外，进而影响膜两侧浓度差，故对 的运输同样起到抑制作用，C错误；
盐胁迫下， 酶和
逆向转运蛋白可将
从细胞质基质转运到细胞外（或
液泡中），以维持细胞质基质中
的低 水平，因此盐胁迫下 逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高，D正确。
3.[2024·广东佛山质检] 是一种重要的信号物
质，植物细胞内的钙稳态是靠 的跨膜运转来
调节的。据图分析，下列叙述不合理的是( )
A.进出液泡都由 直接供能
B.载体蛋白转运 时会发生构象改变
C.细胞质基质中 浓度比细胞外低
D.生物膜上存在多种运输 的转运蛋白
√
[解析] 进入液泡需要消耗 ，是主动运
输， 出液泡是顺浓度梯度的协助扩散，不
需要消耗能量，A错误； 主动运输出细胞
和进入液泡，依赖载体蛋白，载体蛋白构象会
发生改变，若 跨膜运输方式是协助扩散，依赖的载体蛋白也会
发生构象改变，B正确；出细胞和进入液泡都需要消耗 ，说
明是主动运输，同时也能说明胞外和液泡内 的浓度均高于细胞
质基质，C正确；由题图可知，生物膜上既存在能够介导 主动运
输的载体蛋白，也存在介导 协助扩散的载体蛋白等，D正确。
二、 间接驱动
需要借助协同转运蛋白（一种载体蛋
白）进行。协同转运蛋白分为同向转
运蛋白和反向转运蛋白。
［注意］钠驱动的葡萄糖载体蛋白可
利用钠钾泵产生的 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。
4.[2024·江苏南通一模] 植物组
织培养所用的培养基中常添加
蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方
式如图所示。下列叙述错误的
是( )
A.转运蔗糖时蔗糖 共转运体的空间结构不会发生变化
B.蔗糖进入植物细胞的方式属于 间接供能的主动运输
C.培养基的 低于细胞内时，有利于植物细胞吸收蔗糖
D.蔗糖酶将细胞外的蔗糖水解为单糖可提高蔗糖的利用率
√
[解析] 植物细胞利用 水解的
能量将 运出，因此细胞外的
浓度大于细胞内，蔗糖利用
的浓度梯度产生的化学势能进
入细胞，为主动运输，该过程被运输的物质需要与蔗糖共转运体结合，蔗糖 共转运体的空间结构需要发生变化，才能进行转运，A错误；蔗糖进入植物细胞的方式是消耗的浓度梯度产生的化学势能的主动运输，而 的浓度差的维持需要 的直接供能，因此蔗糖进入植物细胞的方式属 于 间接供能的主动运输，B正确；
植物细胞运输蔗糖需要借助膜外的高浓度 ，因此培养基的 低于细胞内，有利于蔗糖的吸收，C正确；水解产生的单糖也可被植物细胞吸收，因此蔗糖酶将细胞外的蔗糖水解为单糖可提高蔗糖的利用率，D正确。
5.在盐化土壤中，大量 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 介导的离子跨膜运输，减少 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。下列说法正确的是 ( )
A.经转运蛋白C流出细胞需要直接消耗呼吸作用产生的
B. 泵有运输和降低活化能的作用，起作用时空间结构会发生可逆改变
C.转运蛋白C能同时转运和 ，故其不具有特异性
D.加入呼吸酶抑制剂，生成受阻，则 的排出量会明显增加
√
间结构会发生可逆改变，B正确；转运蛋白C能同时转运和 ，
而不能转运其他离子，故其仍具有特异性，C错误；据题图可知，
运出细胞需要提供能量，属于主动运输， 顺浓度梯度进入
细胞产生的势能驱动经转运蛋白C运出细胞，使用 抑制剂处
理细胞，运出细胞的量减少，细胞内外浓度差降低，为 运
出细胞提供的势能减少， 的排出量会明显减少，D错误。
[解析] 据题图可知， 经转运蛋白C流
出细胞直接利用的是 的梯度势能，A
错误；泵有运输（协助 的跨膜运输）
和降低活化能（催化 水解，作用机
理是降低活化能）的作用，起作用时空
三、光驱动
光驱动主要发现于细菌细胞，光驱动蛋白可以利用光能逆浓度运输物质。
6.[2024·山东枣庄期末] 研究者把细菌紫膜质（一种光合细菌质膜的光
驱动泵）和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的 合酶一起构建在
脂质体上（结构如图所示）；接着研究者把和 加至培养该脂质
体的介质中，形成脂质体悬液；最后把该悬液置于光照下，发现脂质
体周围出现 。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验证明了生物膜具有能量转换作用
B.细菌紫膜质将 泵入脂质体需要消耗光能
C.图示中的脂质体应该是由磷脂双分子层组成的
D.停止光照， 合成停止，说明光能可直接转化
为 中的能量
√
[解析] 在光能驱动下，细菌紫膜质将 逆浓度转入
脂质体内，造成脂质体内 浓度高于脂质体外，形
成电化学梯度， 合酶利用该电化学梯度催化
和合成，说明光能并非直接转化为 中
的能量，同时该实验证明了生物膜具有能量转换作用，A正确，D错
误；细菌紫膜质能利用光能驱动 运输，将悬液置于光照之下时，
细菌紫膜质将 泵入脂质体消耗光能，B正确。
