植物“液泡膜”H+-PPase的功能与应用

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四川省部分中学2023高中生物第4章细胞的物质输入和输出笔记重点大全

四川省部分中学2023高中生物第4章细胞的物质输入和输出笔记重点大全单选题1、液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+，建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。

该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进行进入液泡并储存。

下列说法错误的是（）A．Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散B．Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺C．加入 H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢D．H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输答案：A分析：由题干信息可知，H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，且该过程需要借助无机焦磷酸释放的能量，故H＋跨膜运输的方式为主动运输； Ca2+通过 CAX 进行进入液泡并储存的方式为主动运输（反向协调运输）。

A、Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；B、Ca2+通过 CAX 的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界吸收水分，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；C、加入 H+焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H+浓度降低，液泡膜两侧的 H+浓度梯度差减小，为Ca2+通过 CAX 的运输提供的能量减少，C正确；D、H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。

故选A。

2、如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是（）A．图中1 .2 .6组成了细胞的原生质层B．图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度C．图中1是细胞壁，6中充满了外界溶液D．图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅答案：C分析：1 .据图分析，1表示细胞壁，2表示细胞膜，3表示细胞核，4表示液泡膜，5表示细胞质，6表示细胞壁和细胞膜之间的外界溶液，7表示液泡。

溶酶体、液泡保持低ph环境的机制

1、溶酶体如何保持一个低pH环境，什么样的机制在其中起作用？溶酶体膜中嵌有质子运输泵(H+-ATPase)，可以将H+ 泵入溶酶体内，使溶酶体中的H+ 浓度比细胞质中高。

同时，在溶酶体膜上有Cl-离子通道蛋白，可向溶酶体中运输Cl-离子。

两种运输蛋白共同作用，就等于向溶酶体中运输了HCl，以此维持溶酶体内部的酸性环境(pH 约为4.6～4.8)。

动物溶酶体膜上的质子泵为V型质子泵。

这种质子泵由许多亚基构成，通过水解ATP 产生能量。

其特点是在转运H+的过程中不形成磷酸化中间体，作用是保持细胞质基质内中性pH和细胞器内的酸性pH。

2、液泡如何保持一个低pH环境？什么样的机制在其中起作用？什么泵在其中起作用？植物液泡有两个不同的质子运输酶。

也就是V-PPase和H+-ATPase（V-ATPase，vacuolar-type H+-ATPase）。

这两个质子泵的功能是酸化液泡、使液泡保持低pH环境和在液泡膜两侧产生质子电位差。

V-ATPase 是一种广泛分布于真核细胞酸性细胞器膜和某些动物、细菌的质膜的通用酶。

其整体结构与F-ATPase相类似，是多亚基复合酶，包含V1和V0两个亚单位,共12个亚基。

其特点是在转运H+的过程中不形成磷酸化中间体，作用是保持细胞质基质内中性pH和细胞器内的酸性pH。

H+转运无机焦磷酸酶(H+-PPase)是一种区别于H+-ATPase的H+转运酶。

它广泛存在于植物和少数藻类、原生动物、细菌以及原始细菌中。

在液泡膜上，H+-PPase能够把无机焦磷酸(PPi)水解产生的自由能和H+跨膜转运相藕联，在将PPi水解为2个Pi的同时，还将细胞质中的H+经液泡膜进入液泡内，起质子泵的作用，与液泡膜H+-ATPase一起形成H+跨液泡膜电化学梯度，为各种溶质(如阳离子、阴离子、氨基酸和糖类等)分子跨液泡膜的次级主动运输提供驱动力。

植物生理重点简答题

1、植物细胞的水势有哪些基本组成？它们对水进出细胞有何影响？渗透势：细胞溶液中溶质颗粒的存在而使水势降低，促进水进入细胞，抑制水出细胞压力势：外界（如细胞壁）对细胞的压力而使水势增加，促进水出细胞，抑制水进细胞重力势：由于高度的存在而使水势增加，规定海平面上的重力势为0，10米高的水其水势为ρgh=0.1MPa,从实验室角度出发，重力势比较小因而认为可以忽略。

衬质势：细胞胶体物质对自由水束缚而引起水势降低，促进水进入细胞，抑制水出细胞2、说明植物细胞成为一个渗透系统的证据植物质壁分离及其复原实验可以证明植物细胞是一个渗透系统因为植物细胞满足渗透系统成立的两个条件，其一，细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质合称原生质层，而完整的有生理功能的膜结构是选择透过性的，因此原生质层就相当于一层半透膜。

其二，植物细胞液泡中有细胞液，植物细胞外是环境溶液，它们之间被原生层这个半透膜隔开，且这两种溶液之间存在浓度差。

3、水如何通过植物根进入植物体？植物根借助根压和蒸腾作用拉力作为动力，通过质外体途径、跨膜途径和共质途径吸收水分使水分有植物根到植物体4、高大树木导管中的水柱为何连续不断？假如某部分导管水柱中断了，顶部叶片还能否得到水分？为什么？蒸腾作用产生的强大拉力把导管中的水往上拉，而导管中柱可以克服重力的影响而不中断,水分子的内聚力大于张力，从而能保证水分在植物体内的向上运输。

会，导管水溶液中有溶解的气体，当水柱张力增大时，溶解的气体会从水中逸出形成气泡。

在张力的作用下，气泡还会不断扩大，产生气穴现象。

然而，植物可通过某些方式消除气穴造成的影响。

例如气泡在某一些导管中形成后会被导管分子相连处的纹孔阻挡，而被局限在一条管道中。

当水分移动遇到了气泡的阻隔时，可以横向进入相邻的导管分子而绕过气泡，形成一条旁路，从而保持水柱的连续性。

且夜晚蒸腾减弱，木质部的负压会消失，导管或管饱内的气泡会缩小或消失；另外，在导管内大水柱中断的情况下，水流仍可通过微孔以小水柱的形式上升。

2024届高三生物二轮复习练习：物质出入细胞的方式

物质出入细胞的方式练习一、选择题1．下列有关物质出入细胞的叙述，正确的是( )A．K＋只能从低浓度一侧向高浓度一侧运输B．神经细胞跨膜转运Na＋不一定消耗ATPC．在质壁分离过程中，植物细胞失水速率逐渐增大D．只有大分子物质通过胞吐的方式出细胞2．小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远低于小肠上皮细胞中的浓度，人红细胞中K＋的浓度比血浆高30倍，轮藻细胞中K＋的浓度是周围环境的64倍。

下列关于细胞吸收这些物质时，跨膜运输方式的说法不正确的是( )A．细胞通过载体蛋白吸收这些离子B．细胞吸收这些物质时伴随着ATP的水解C．细胞逆浓度梯度吸收这些物质一定是主动运输D．细胞上一种转运蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合3．细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。

下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是( )A．水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，需要借助转运蛋白但不需要消耗能量B．钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，不需要借助通道蛋白但需要消耗能量C．轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量D．巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，不需要膜上蛋白质参与但需要消耗能量4．当细胞向前迁移时，在细胞后会产生一个囊泡状细胞结构，该细胞结构称为迁移体，胞内物质可通过迁移体释放到胞外。

下列叙述错误的是( )A．迁移体的释放过程依赖于生物膜的流动性B．迁移体的释放过程属于主动运输C．迁移体膜的基本支架为磷脂双分子层D．可通过密度梯度离心法对迁移体进行纯化5．为了探究温度和氧气含量对某植物幼根吸收M离子的影响，某兴趣小组进行了相关实验，一段时间后，测定根吸收M离子的量，实验的培养条件及结果如表所示。

下列相关叙述错误的是( ) 组别密闭培养瓶中气体温度/℃离子相对吸收量/%甲空气17 100乙氮气17 10丙空气 3 28．该植物幼根细胞可通过主动运输的方式吸收B．甲组和丙组可构成对照实验，甲组和乙组也可构成对照实验C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收M离子时需要载体蛋白的协助D．低温主要通过影响膜蛋白的活性来降低该幼根细胞吸收M离子的速率6．科学家测出了K＋通道蛋白的立体结构，揭示了离子通道的工作原理。

河南省高中生物第4章细胞的物质输入和输出名师选题

河南省高中生物第4章细胞的物质输入和输出名师选题单选题1、液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+，建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。

该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进行进入液泡并储存。

故选A。

2、下图是某哺乳动物成熟红细胞裂解后正常小泡和外翻性小泡的形成示意图。

下列相关分析错误的是（）A．该动物成熟红细胞低渗裂解的原理是细胞渗透吸水B．该动物成熟红细胞细胞膜的基本支架是磷脂双分子层C．细胞形成小泡的过程说明细胞膜具有一定的流动性D．外翻性小泡膜外侧一定会有糖蛋白答案：D分析：分析题图：哺乳动物成熟红细胞在低渗溶液中由于吸水会导致裂解，之后会形成正常小泡和外翻性小泡。

2022-2023学年吉林省长春市高三上学期质量监测(一)生物试题

2022-2023学年吉林省长春市高三上学期质量监测（一）生物试题1.良好的饮食习惯对人体健康至关重要。

下列有关叙述正确的是（）A．饮水和食物中长期缺少碘，会引起甲状腺肿大B．只要减少摄入富含脂肪的食物就能避免出现肥胖C．饮食中补充一些DNA，就能增强基因的修复能力D．长期摄入Na +不足，会引起神经细胞的兴奋性升高2.下列关于几丁质功能的叙述，错误的是（）A．甲壳类动物和昆虫细胞内的重要储能物质B．能与溶液中的重金属离子结合，用于处理废水C．可用于制作食品的包装纸和食品添加剂D．可用于制作人造皮肤，治疗烧伤患者3.人乳头瘤病毒（HPV）是一种DNA病毒，可通过人体皮肤或黏膜破损进入表皮细胞，引起表皮细胞增殖而长出各种类型的疣体。

下列有关叙述正确的是（）A．HPV和表皮细胞中都有合成蛋白质的核糖体B．HPV和表皮细胞的遗传物质载体都是染色体C．HPV无线粒体，可以通过无氧呼吸供能D．皮肤疣体可作为初步诊断感染HPV的依据4.科研人员将变形虫（甲）置于放射性同位素标记的磷脂介质中培养一段时间后，将其被标记的细胞核取出并移植到未被标记的去核变形虫（乙）中，置于普通培养基中继续培养，观察到变形虫（乙）进行有丝分裂产生的两个子细胞的核膜均被放射性标记。

由此可以说明（）A．细胞核的核膜是由两层磷脂分子组成的B．分裂时细胞核中部内陷，缢裂为两个新核C．亲代变形虫的核膜可参与子代核膜的建立D．细胞核是变形虫遗传和代谢的控制中心5.下列有关生物学常用研究方法的描述，正确的是（）A．归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法，研究中经常运用完全归纳法B．以实物或图画的形式直观地表达认识对象特征的模型被称为物理模型C．差速离心主要是采取逐渐降低离心速率来分离不同大小颗粒的方法D．同位素标记法所使用的同位素，不但物理性质特殊且都具有放射性6.用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如下图所示。

植物中液泡膜H+—PPase的研究进展

植物中液泡膜H+—PPase的研究进展摘要液泡膜H+-PPase是一种广泛存在于很多生物体内的H+转运酶，主要介绍近年来该酶在植物抗逆性以及植物生长的调节作用上的研究进展。

Abstract The Vacuolar-Type H+-Pyrophosphatase widely exists in many organisms as a H+ transport enzyme.The recently research progress on the plant resistance and the effect of the regulation of plant growth in the Vacuolar-Type H+-PPase were introduced.Key words Vacuolar-Type H+-PPase；plant resistance；auxin；gluconeogenesis植物体中存在Ⅰ型（A VP 1类）和Ⅱ型（A VP 2类）2种类型的H+-PPase，其中Ⅰ型H+-PPase定位在液泡膜上，而Ⅱ型H+-PPase定位在高尔基体膜上[1]。

笔者将定位于植物液泡膜上的H+-PPase称为液泡膜H+转运无机焦磷酸酶（H+-pyrophosphatase，H+-PPase，EC 3.6.1.1）。

液泡膜H+-PPase是一类与膜结合的不可溶酶类，广泛存在于植物和少数藻类、原生动物、细菌以及原始细菌中[2]。

在高等植物中，液泡膜H+-PPase结构相似并且以二聚体形式存在[3]。

早在20世纪80年代初期，Chuichill和Sze就利用燕麦根制备的膜微囊制剂检测到了PPase的活性与质子跨液泡膜转运的关系，发现了PPi的水解驱动质子跨膜转运。

现在人们普遍认为植物中液泡膜H+-PPase可与同在液泡膜上的H+-ATPase一起形成H+跨液泡膜电化学梯度，为各种溶质（如阳离子、阴离子、氨基酸和糖类等）分子跨液泡膜的次级主动运输提供驱动力[4]。

植物耐盐相关的生理生化机制

141植物耐盐相关的生理生化机制屈芳芳（辽宁师范大学生命科学学院，辽宁大连 116081）摘要：在非生物胁迫中，高盐胁迫是最严重的环境胁迫之一。

高盐对植物生长的不利影响主要由于特定的离子毒害、升高的渗透压或盐碱度的增加造成的，这些变化会影响植物对水的利用以及植物的新陈代谢途径。

为了提高生存能力,植物自身形成了一套适应高盐环境的生理生化机制，主要有离子的运输以及区域化、渗透调节以及抗氧化防御机制。

关键词：盐胁迫；离子；渗透调节；抗氧化中图分类号：X173 文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2015)-12-0141-2盐胁迫涉及各种生理变化和代谢过程，由于植物对盐分的敏感度和耐受程度不同最终会减少农作物产量。

盐胁迫主要是盐离子导致的，由于浓度较高，除了产生离子的直接伤害外，还会产生次生伤害，即由渗透胁迫产生的伤害。

本文主要对植物耐盐相关的主要生理生化机制进行阐述。

1 离子稳态与耐盐性离子的吸收和区域化作用对维持植物在盐胁迫环境下的正常生长十分重要。

一旦钠离子从外界进入细胞中，为了适应盐分的两种胁迫——离子胁迫和渗透胁迫，避免钠离子在细胞中积累，植物采取以下措施：1、通过液泡膜上的V-H +-ATPase 和H +-PPase 将Na +区域到液泡中；2、通过质膜的H +-ATPase 及SOS1等把Na +排除到细胞外。

1994年，DE MELO 等观察盐胁迫下豇豆（Vigna unguiculata）幼苗下胚轴的发育，发现液泡膜上的V-H +-ATPase 与H +-PPase 表达活性不同，在V-H +-ATPase 活性增加的同时H +-PPase 的活性却受到抑制，然而，相同情况下在盐生植物碱蓬（Suaeda glauca Bunge）中的V-H +-ATPase 上调过程中H +-PPase 却起辅助作用，这就证明液泡膜上的两种质子泵存在相互的作用，并且受盐胁迫诱导。

Dietz 等总结了在胁迫压力下V-H +-ATPase 的作用，认为正常情况下的植物中V-H +-ATPase 必不可少，在胁迫作用下植物细胞的存活很大程度上依赖V-H +-ATPase 的活性。

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ｐｌａｎｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏａｃｉｄｉｆｙｉｎｇｖａｃｕｏｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｏｘｉｃｉｏｎｓｉｎｔｈｅｖａｃｕ－
孙艳香，冯雪，贾永红，张一名，赵学良
（廊坊师范学院生命科学学院遗传与育种研究所，河北廊坊０６５０００）
摘要：Ｈ一ＰＰａｓｅ是一类将焦磷酸水解与质子转运相耦联的焦磷酸酶。在植物中，主要定位在液泡膜，少量定
术
位于细胞质膜，除具有酸化液泡、有助于有毒离子的液泡区室化功能外，还有调控质膜Ｈ一ＡＴＰａｓｅ介导的根际酸化，促进氮、磷吸收的功能。本文就植物 “ 液泡膜 ”Ｈ－ＰＰａｓｅ的定位、结构与性质、调控与作用机制及
ｗｅｒｅｖｉｅｗｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｎｔｈｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｓｔｕｃｒｔｕｒｅ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ “ｖａｃｕｏｌａｒ ’ ’ＨＰＰａｓｅ．ｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｅｎａｂｌｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅＨＰＰａｓｅ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐ－
ｃｏｕｐｌｅｓｔｏｐｒｏｔｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ｍａｉｎｌｙｌｏｃａｌｉｚｅｄｏｎｔｈｅｔｏｎｏｐｌａｓｔ，ｆｅｗＯＨｔｈｅｐｌａｓｍａｍｅｍｂｒａｎｅｉｎｈｉｇｈｅｒ
ｓｐｈｅｒｅａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｒｏｏｔｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｉｃｆｉｅｎｃｙ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，
ｏｌｅ，Ｈ一ＰＰａｓｅａｌｓｏｒｅｇｕｌａｔｅｓｐｌａｓｍａ — ｔｙｐｅａｄｅｎｏｓｉｎｅｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ（Ｐ－Ｈ一ＡＴＰａｓｅ）一ｍｅｄｉａｔｅｄｒｈｉｚｏ－
ＳＵＮＹａｎｘｉａｎｇ，ＦＥＮＧＸｕｅ，ＪＩＡＹｏｎｇｈｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｉｍｉｎｇ，ＺＨＡＯＸｕｅｌｉａｎｇ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｎｅｔｉｃｓａｎｄＢｒｅｅｄｉｎｇ，ＬａｎｇｆａｎｇＴｅａｃｈｅｒｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｇｆａｎｇ０６５０００，Ｃｈｉｎａ）
其在基因工程中的利用等方面展开论述，旨在使研究者系统地了解 “ 液泡膜 ” Ｈ一ＰＰａｓｅ的研究进展，为未来
通过调控Ｈ一ＰＰａｓｅ的表达来改进植物的生长发育、抗盐耐旱能力、氮、磷肥的利用效率等生产应用提供
参考。
云南农业大学学报
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１４，２９
ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｙｎａｕ．ｅｄｕ．ｃｎＥ— ｍａｉｌ：ｘｂ＠ｙｎａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＩＳＳＮ１００４—３９０Ｘ；ＣＯＤＥＮＹＮＤＸＡＸ
ＤＯ／：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４— ３９０Ｘ（ｎ）．２０１４．０４．０２３
植物 “ 液泡膜＂Ｈ＋．ＰＰａｓｅ的功能与应用
关键词：Ｈ一ＰＰａｓｅ；质子泵；抗盐耐旱；肥料利用率
中图分类号：Ｑ９４６．５５７文献标志码：Ａ文章编号：１００４— ３９０Ｘ（２０１４）０４— ０５９１ — ０６
ＦｕｎｃｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ“ Ｔｏｎｏｐｌａｓｔ ’ ’Ｈ・ＰＰａｓｅｆｒｏｍＰｌａｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈ－ＰＰａｓｅｉｓａｋｉｎｄｏｆｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅｓｔｈａｔｃａｔａｌｙｚｅｓｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｏｆＰＰｉａｎｄ