2025届高考生物二轮专题复习与测试板块一细胞生物学命题最前沿二偶联转运蛋白ATP驱动泵光驱动泵

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参与主动运输的三种载体蛋白的比较
1．溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( D )
A．H＋进入溶酶体的方式属于主动运输
B．H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
解析：Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明溶酶体内H＋浓度较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度梯度运输，属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若H＋载体蛋白失活，溶酶体内pH改变导致溶酶体内的酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内的不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。
2．植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。下列叙述正确的是( B )
A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化
B．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降
C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D．培养基的pH高于细胞内，有利于蔗糖的吸收
解析：共转运体是转运蛋白，在运输蔗糖过程中会发生构型改变，A错误；蔗糖的运输需要借助H＋顺浓度梯度运输产生的化学势能，使用ATP合成抑制剂会抑制组织细胞内的H＋运输到细胞外，破坏了细胞内外的H＋浓度差，进而影响蔗糖运输，B正确；植物组织培养的培养基中还有氨基酸等有机物也可以作为碳源，C错误；培养基的pH高于细胞内的意味着H＋浓度小于细胞内的，不利于蔗糖吸收，D错误。
3．冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的盐生植物，其茎、叶表面有盐囊细胞，下图表示盐囊细胞中3种离子的转运方式。下列说法正确的是( A )
A．冰菜可通过积累相关离子来提高细胞的吸水能力
B．CLC蛋白开放后H＋顺浓度梯度转运属于主动运输
C．图示过程中P型和V型ATP酶不具备转运蛋白的功能
D．NHX蛋白能转运H＋和Na＋两种离子说明其不具有特异性
解析：由题图可知，冰菜可通过积累相关离子来提高细胞液的浓度，从而提高细胞的吸水能力，A正确；CLC蛋白开放后H＋顺浓度梯度转运属于协助扩散，B错误；题图过程中P型和V型ATP酶都能转运H＋，都具备转运蛋白的功能，C错误；NHX蛋白具有特异性，只能特异性地转运一种或几种离子，D错误。
4．(2024·江门高三一模)为探究人工膜通过H＋的跨膜转运合成ATP的机制，科学家在脂质体(一种人工膜)上分别嵌入细菌紫膜质(一种膜蛋白)和ATP合酶，光照后结果如下图。下列说法正确的是( B )
A．光能先转化为ATP中的化学能，再为H＋进入脂质体内部供能
B．ATP合酶既可催化ATP的合成，又是H＋协助扩散的通道
C．照射细菌紫膜质由强光变为弱光时，ATP 的合成速率显著上升
D．推测线粒体内膜、类囊体薄膜上也存在图中所示的能量转换机制
解析：依据题图可知，脂质体上有ATP合酶，有光照时，光能在脂质体上不能直接转化为ATP中的化学能，A错误；由图可知，ATP 合酶作为转运蛋白，协助H＋扩散出脂质体，同时催化合成ATP，故ATP 合酶既可催化ATP的合成，又是H＋协助扩散的通道，B正确；由图可知，ATP合酶利用H＋浓度差催化合成ATP，照射细菌紫膜质由强光变为弱光时，H＋浓度差会减小，ATP的合成速率显著下降，C错误；图示能量转换机制为光能转化成ATP中的化学能，推测类囊体薄膜上存在图中所示的能量转换机制，但线粒体不能利用光能，故线粒体内膜上不存在图中所示的能量转换机制，D错误。项目
转运方向
能量来源
举例
ATP驱动泵
逆浓度梯度
ATP
Na＋—K＋泵、Ca2＋泵、H＋泵等
光驱动泵
逆浓度梯度
光能
细菌视紫红质等物质利用光能驱动H＋的转运
偶联转运蛋白
同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运
利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中
①动物细胞的细胞膜上，Na＋是常用的偶联转运离子，它的电化学梯度为一种分子的主动运输提供驱动力；
②细菌、酵母菌和动物细胞的绝大多数主动运输靠H＋的电化学梯度来驱动