高中生物钠钾泵与离子通道关系

(每日一练)(文末附答案)人教版2022年高中生物第四章细胞的物质输入和输出必考知识点归纳单选题1、植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有一种H+-ATP酶，可以转运H+，有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环境。

下图是植物细胞对H+运输示意图，下列相关说法错误的是（）A．在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中，细胞质基质的pH值最大B．H+进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输C．H+-ATP酶是一种膜蛋白，能催化ATP水解和运输H+出细胞D．植物细胞呼吸受到抑制，会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收2、胃蛋白酶、抗体和神经递质都是人体内有重要作用的物质。

下列有关这几种物质的叙述，正确的是（）A．都是由氨基酸通过肽键连接而成的B．都是生物大分子且以碳链为骨架C．都可通过体液运输到达全身D．都通过胞吐的方式释放到细胞外3、下列实例不能体现细胞膜结构特点的是（）A．水渗透进入根尖细胞B．小肠细胞分泌消化酶C．白细胞吞噬绿脓杆菌D．小鼠细胞与人细胞融合4、科研人员将A、B两种植物叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其重量变化，结果如图所示。

下列相关描述正确的是（）A．甲浓度条件下，A植物细胞的液泡体积变大B．乙浓度条件下，A、B两种植物细胞处于吸水膨胀状态C．两种植物细胞液浓度的大小关系为B>AD．五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙>戊>甲>丁>乙5、如图为细胞膜结构及其部分功能的示意图。

图中G表示与胞吞、胞吐有关的蛋白质，①②表示物质跨膜运输方式。

下列叙述错误的是（）A．E是糖蛋白，细胞识别与E有关，E侧为细胞的外侧B．②方式的运输速率与膜两侧的物质的浓度差无关，与外侧的物质的浓度有关C．①方式运输时F的结构会发生形变，运输速率与膜两侧的物质的浓度差呈正相关D．胞吞进入细胞的物质与细胞质基质隔着一层磷脂双分子层多选题6、下图为①③是物质不同的跨膜运输方式，相关叙述正确的是（）A．方式①为自由扩散，②为主动运输，③为协助扩散B．方式②依赖于载体蛋白，在运输过程中其结构会发生变化C．方式③依赖于通道蛋白，在运输过程中具有一定的特异性D．方式②和③都依赖于膜蛋白，因此需要ATP提供能量7、某同学在“探究植物细胞的吸水与失水”的实验过程中，得到如下图像a、b。

细胞膜离子通道钠钾泵作用细胞膜离子通道钠钾泵是细胞膜上的一种重要蛋白质，它在维持细胞内外离子浓度差异和细胞膜电位稳定中起着至关重要的作用。

这一过程对于细胞的正常生理功能以及神经传递、肌肉收缩等生理过程的顺利进行至关重要。

钠钾泵由一系列蛋白质亚单位组成，通过将细胞内的钠离子（Na+）和细胞外的钾离子（K+）在细胞膜上进行运输，维持了细胞内外的离子浓度差异。

具体来说，钠钾泵将细胞内的三个钠离子（Na+）与一个细胞外的两个钾离子（K+）交换，使得细胞内的钠离子浓度相对较低，而细胞外的钾离子浓度相对较高。

这种钠钾交换的过程需要消耗细胞内的能量，主要通过细胞内的三磷酸腺苷（ATP）分解为二磷酸腺苷（ADP）和无机磷酸盐（Pi）来提供能量。

当细胞内的ATP水解为ADP和Pi时，钠钾泵的构象发生变化，使得细胞内的钠离子被泵出，而细胞外的钾离子则被泵入。

细胞膜离子通道钠钾泵的作用非常重要，它在细胞的正常生理功能中发挥着关键的调节作用。

首先，钠钾泵维持了细胞内外的离子浓度差异，这对于细胞内的各种代谢过程至关重要。

其次，钠钾泵还参与了神经传递的过程。

在神经元中，钠钾泵通过将细胞内的钠离子泵出，细胞外的钾离子泵入，使得细胞膜内外的电位差得以建立，从而形成神经冲动的传导。

此外，在肌肉收缩过程中，钠钾泵也发挥着重要的作用，通过维持细胞内外的离子浓度差异，调节肌肉细胞的兴奋性和收缩力度。

细胞膜离子通道钠钾泵的作用具有重要的生理意义，它不仅维持了细胞内外的离子平衡，还参与了神经传递和肌肉收缩等重要生理过程。

对于细胞的正常功能和机体的正常运作来说，细胞膜离子通道钠钾泵的作用是不可或缺的。

通过深入了解和研究钠钾泵的机制和调控，我们可以更好地理解细胞的生理功能，为相关疾病的治疗提供新的思路和方法。

钾离子外流和钠离子内流的运输方式
钾离子和钠离子是细胞内外重要的离子，在细胞内外浓度的平衡维持中发挥重要的作用。

细胞膜上有许多蛋白通道，可以通过不同的运输方式调节钾离子外流和钠离子内流。

一种运输方式是通过离子泵来调节钠离子和钾离子进出细胞。

这种泵又被称为钠钾泵。

在这种泵中，开始时，3个钠离子结合到泵的内侧，而泵的外侧的一个磷酸化ATP分子被水解，并释放能量，将离子泵至其反向。

然后，外侧的离子释放到外部，而钾离子结合到内侧。

最后，钾离子释放到细胞内，3个钠离子重新结合到泵的内侧，过程重复开始。

这个循环的结果是在细胞膜上形成负电荷，维持细胞内外浓度的平衡。

除了离子泵之外，运输方式还包括载体和通道。

载体通过被膜蛋白运输到细胞膜上，从而可以通过特定的通路进出细胞。

这种运输方式需要相应的物质作用，如分子大小、化学结构和化学性质等。

通道是另一种运输方式，它们是蛋白质的孔，可以让离子和小分子通过。

通道又可分为隧道、门控通道和超家族通道。

隧道是一种简单的透明通道，是小分子的非特异性转运；门控通道是创造环境条件使其具有选择通道的功能，如钾离子通道和钙离子通道；而超家族通道在分子间的运输中发挥着重要的作用，因为它们能控制分子的大小、形状和极性，从而帮助离子和小分子进出细胞。

在细胞内外浓度的平衡中，钾离子外流和钠离子内流的调节是至关重要的。

离子泵、载体和通道是三种不同的运输方式, 它们可以协同作用来维持细胞内部的离子平衡。

通过了解这些运输方式的细节，我们可以更好地理解离子的运输机制，这有助于研究人员设计更好的药物以治疗各种疾病。

钠钾泵钠钾泵（sodium potassium pump）又称钠钾帮浦，它会使细胞外的NA+浓度高于细胞内，当NA+顺着浓度差进入细胞时，会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。

原理编辑钠钾泵（也称钠钾转运体），为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。

每消耗一个ATP分子，逆电化学梯度泵出三个钠离子2作用细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件；防止细胞水肿；势能贮备。

钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异，在红细胞膜中可能有以下几种方式：⒈正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联.⒉泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.⒊ Na+ - Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.⒋ K+ - K+交换反应与Pi和H2⒅O的交换反应相偶联.⒌依赖ATP水解，解偶联使Na+排出.3组成Na—K 泵由α、β两亚基组成。

α亚基为分子量约 120KD 的跨膜蛋白，既有Na、K 结合位点，又具 ATP 酶活性，因此 Na—K 泵又称为 Na—K—ATP 酶。

β亚基为小亚基，是分子量约 50KD 的糖蛋白。

一般认为 Na—K 泵首先在膜内侧与细胞内的 Na 结合，ATP 酶活性被激活后，由ATP 水解释放的能量使“泵”本身构象改变，将 Na 输出细胞；与此同时，“泵”与细胞膜外侧的 K 结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将 K 输入细胞内。

研究表明，每消耗 1 个ATP 分子，可使细胞内减少 3 个 Na 并增加 2 个 K。

细胞膜钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes（1955）所发现.1957年Skou发现了Na+-K+ ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关.4工作原理Na+-K+泵——实际上就是Na+-K+ATP酶，存在于动，植物细胞质膜上，它有大小两个亚基，大亚基催化ATP水解，小亚基是一个糖蛋白.Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+,K+的亲和力发生变化.大亚基以亲Na+态结合Na+后，触发水解ATP.每水解一个ATP释放的能量输送3个Na+到胞外，同时摄取2个K+入胞，造成跨膜梯度和电位差，这对神经冲动传导尤其重要，Na+-K+泵造成的膜电位差约占整个神经膜电压的80%.若将纯化的Na+-K+泵装配在红细胞膜囊泡（血影）上，人为地增大膜两边的Na+,K+梯度到一定程度，当梯度所持有的能量大于ATP水解的化学能时，Na+,K+会反向顺浓差流过Na+-K+泵，同时合成ATP.钠钾泵的一个特性是他对离子的转运循环依赖自磷酸化过程，ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上，导致构象的变化.通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type，与之相类似的还有钙泵和质子泵.它们组成了功能与结构相似的一个蛋白质家族 .Na-K泵作用是：①维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境，维持细胞的静息电位.乌本苷（ouabain）、地高辛（digoxin）等强心剂在高浓度下能抑制心肌细胞Na+-K+泵的活性；这是强心苷中毒机制的主要原因，而在低浓度下能够兴奋Na+-K+泵，目前研究认为这才是强心苷治疗充血性心衰的真正机制。

高中常见跨膜运输实例高中生物课程中，我们学习了许多与细胞结构和功能相关的知识，其中跨膜运输是一个重要的内容。

本文将以高中常见跨膜运输实例为标题，介绍几个常见的跨膜运输实例。

一、离子泵离子泵是跨膜运输中的重要机制之一。

它通过将离子从低浓度区域转移至高浓度区域，消耗能量来维持细胞内外离子浓度的差异。

其中，钠钾泵是最为典型的例子。

钠钾泵将细胞内的钠离子推向细胞外，同时将细胞外的钾离子推进细胞内。

这一过程需要细胞消耗大量的三磷酸腺苷（ATP）来提供能量。

二、细胞内膜运输细胞内膜运输是指物质在细胞内部不同膜系统之间的运输过程。

其中，内质网（endoplasmic reticulum，ER）和高尔基体（Golgi apparatus）之间的运输是常见的跨膜运输实例。

内质网是细胞内的膜系统，负责蛋白质的合成和折叠，而高尔基体则负责蛋白质的修饰和分装。

细胞内膜运输通过囊泡的形式进行，即将物质包裹在膜囊泡中，在细胞内不同膜系统之间进行运输。

这一过程涉及到许多蛋白质的参与，确保物质的准确运输和分布。

三、细胞外膜运输细胞外膜运输是指物质在细胞外膜系统之间的运输过程。

其中，胞吐（exocytosis）和胞吞（endocytosis）是常见的跨膜运输实例。

胞吐是指细胞内的物质通过囊泡融合与细胞膜，释放到细胞外的过程。

这一过程常见于分泌型细胞，如胰岛细胞释放胰岛素。

胞吞则是指细胞通过膜囊泡将外界物质包裹并带入细胞内。

胞吞过程中，膜囊泡与细胞膜融合形成胞吞体，然后细胞膜再次合并，使囊泡内的物质进入细胞内。

这一过程在免疫细胞吞噬病原体时非常重要。

四、细胞膜通道细胞膜通道是跨膜运输中的另一种重要机制。

细胞膜通道是一种膜蛋白，具有特异性地选择性地允许特定物质通过。

其中，离子通道是最为典型的例子。

离子通道能够选择性地允许某种特定离子通过，同时阻止其他离子的通过。

这一过程是被细胞膜上的离子通道蛋白所调控的。

离子通道的开闭状态受到许多因素的调控，如电压、配体和细胞内外离子浓度等。

静息电位知识点总结一、细胞膜的离子泵和离子通道1. 离子泵：细胞膜上存在着多种离子泵，如钠钾泵、钙泵等，它们能够通过主动转运机制将特定离子跨膜，维持细胞内外的离子分布不均，是静息电位形成的重要因素之一。

2. 离子通道：细胞膜上还存在着多种离子通道，如钠通道、钾通道等，它们能够通过通道蛋白媒介的被动扩散机制，让特定离子通过膜而发生电位变化，也是静息电位形成的关键因素之一。

二、静息电位的形成过程在正常情况下，细胞内外的离子分布不均存在着以下特点：1. 细胞内：主要含有大量的负离子，如蛋白质阴离子，细胞器、核酸、脂质等；而钾离子的浓度也相对较高。

2. 细胞外：主要含有大量的阳离子，如钠离子、氯离子、钙离子等。

当细胞内外的离子分布不均时，就会形成静息电位。

其过程可概括为以下步骤：（1）静息电位的建立：在细胞静息状态下，由于钠钾泵的作用，细胞内外的钠离子和钾离子分布不均。

细胞内的钾离子浓度较高，而细胞外的钠离子浓度较高，这样就产生了细胞膜上的负内正外的电位差，即静息电位，也称为静息膜电位。

（2）离子通道的平衡：在细胞静息状态下，细胞膜上的离子通道大多处于关闭状态，只有极少量的离子通过，维持着静息电位的稳定。

（3）细胞内外离子分布的稳定：由于细胞膜上的离子泵和离子通道的作用，细胞内外的离子浓度分布保持相对稳定，从而维持着静息电位的稳定。

三、静息电位的生理意义静息电位作为神经细胞和肌肉细胞的重要生理特性，具有以下生理意义：1. 细胞兴奋传导：静息电位是神经细胞产生兴奋传导的前提，只有通过静息电位的建立，细胞才有可能产生兴奋传导和动作电位。

2. 细胞内稳态维持：静息电位的形成，能够维持细胞内外的离子分布平衡，从而维持细胞内环境的稳态，保障细胞正常的生理功能。

3. 膜电位的调节：静息电位是细胞膜电位的基础，它能够调节细胞的电生理活动，如膜通透性的改变、离子内外浓度分布的调节等。

四、静息电位的调节机制静息电位的稳定与调节是由离子泵和离子通道的作用所致，它们能够通过主动和被动机制调节细胞膜上的离子通透性，从而保持静息电位的稳定。

钠、钾离子通道和钠钾泵的辨析
梁文硕
【期刊名称】《生物学教学》
【年(卷),期】2014(39)6
【摘要】1什么是细胞膜上的钠钾泵？钠钾泵（也称钠钾转运体）化学本质是蛋白质,能进行钠离子和钾离子间的交换,每消耗一个ATP分子,逆化学梯度泵出三个钠离子和泵入两个钾离子,使细胞内保持钾离子浓度较高,细胞外的钠离子浓度也较高。

【总页数】1页(P79-79)
【作者】梁文硕
【作者单位】河北省保定市定兴中学 072650
【正文语种】中文
【相关文献】
1.人参皂苷Re对大鼠心室肌细胞钠、钾离子通道的影响 [J], 孟红旭;姚明江;刘建勋
2.钾离子通道及作用于钾离子通道的抗心律失常药物 [J], 邝日禹
3.抑制内源性延迟钠电流对钾离子通道抑制剂引起的动作电位时程延长和跨室壁离散度增大及其反向频率依赖性的影响 [J], 吴林
4.高频即时磁刺激对神经兴奋性与电压门控钠钾离子通道的影响 [J], 朱海军;尹晓楠;丁冲;侯文涛;徐桂芝
5.KcsA钾离子通道导通钾离子的能力受水分子影响的分子模拟研究 [J], 李鹏飞;吴荻
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第2节物质出入的方式——钠钾泵1、Na-K泵的组成和作用方式2、钠钾泵的工作原理和作用3、钠钾泵与神经的生物电现象4、Na-K泵与疾病5、Na-K泵的前景展望英文名称：sodium potassium pump中文名称：钠钾泵,钠钾帮浦名词解释：会使细胞外的NA+浓度高于细胞内，当NA+顺着浓度差进入细胞时，会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。

原理：钠离子出膜，钾离子进膜，保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。

作用：细胞内高钾是许多代谢反应进行的必需条件；防止细胞水肿；势能贮备。

Na-K泵的组成和作用方式Na—K泵由α、β两亚基组成。

α亚基为分子量约120KD的跨膜蛋白，既有Na、K结合位点，又具ATP酶活性，因此Na—K泵又称为Na—K—ATP酶。

β亚基为小亚基，是分子量约50KD的糖蛋白。

一般认为Na—K泵首先在膜内侧与细胞内的Na结合，ATP酶活性被激活后，由ATP水解释放的能量使“泵〞本身构象改变，将Na输出细胞；与此同时，“泵〞与细胞膜外侧的K结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K输入细胞内。

研究说明，每消耗1个ATP分子，可使细胞内减少3个Na并增加2个K。

细胞膜钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes(1955)所发现.1957年Skou发现了Na+-K+ ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关.钠钾泵的作用方式可因不同生理条件而异,在红细胞膜中可能有以下几种方式:1.正常的作用方式——利用ATP的水解与Na+-K+的跨膜转运相偶联.2.泵的反方向作用——利用Na+-K+的跨膜转运来推动ATP的合成.3.Na+-Na+交换反应可能与ATP和ADP交换反应相偶联.4.K+-K+交换反应与Pi和H2(18)O的交换反应相偶联.5.依赖ATP水解,解偶联使Na+排出.钠钾泵的工作原理和作用Na+-K+泵——实际上就是Na+-K+ATP酶,存在于动,植物细胞质膜上,它有大小两个亚基,大亚基催化ATP水解,小亚基是一个糖蛋白.Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+,K+的亲和力发生变化.大亚基以亲Na+态结合Na+后,触发水解ATP.每水解一个ATP释放的能量输送3个Na+到胞外,同时摄取2个K+入胞,造成跨膜梯度和电位差,这对神经冲动传导尤其重要,Na+-K+泵造成的膜电位差约占整个神经膜电压的80%.假设将纯化的N a+-K+泵装配在红细胞膜囊泡(血影)上,人为地增大膜两边的Na+,K+梯度到一定程度,当梯度所持有的能量大于ATP水解的化学能时,Na+,K+会反向顺浓差流过Na+-K+泵,同时合成ATP.钠钾泵的一个特性是他对离子的转运循环依赖自磷酸化过程,ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上,导致构象的变化.通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做P-type,与之相类似的还有钙泵和质子泵.它们组成了功能与结构相似的一个蛋白质家族.Na-K泵作用是:①维持细胞的渗透性,保持细胞的体积;②维持低Na+高K+的细胞内环境,维持细胞的静息电位.乌本苷(ouabain),地高辛(digoxin)等强心剂能抑制心肌细胞Na+-K+泵的活性;从而降低钠钙交换器效率,使内流钙离子增多,加强心肌收缩,因而具有强心作用.钠钾泵与神经的生物电现象静息电位产生机制静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。