高中生物所有的ATP驱动泵

高中生物所有的ATP驱动泵

双重功能：这种载体蛋白具有两种功能，既作为载体的功能，又具有ATP水解酶活性。

最初源自人教版必修一88页

高中阶段主要有以下几种泵：

1、Na-K泵（Na-K-ATPase）

Na-K泵几乎存在于一切动物细胞膜上，据说细胞1/3的能量被这个泵消耗，而神经细胞2/3的能量用于Na-K-泵。

①是神经细胞等可兴奋性细胞的静息电位和动作电位的参与者之一。

②是协同转运的直接动力。如图，葡萄糖逆浓度跨膜转运的直接动力来自Na-K-ATPase建立的Na浓度差。

2、Ca泵（Ca-ATPase）

一般情况下细胞质基质中是个低Ca的环境，Ca离子被储存在细胞外和内质网中，这点很重要。当细胞受到某种信号刺激时，细胞膜上的或内质网膜上Ca通道开放，Ca离子流入细胞质基质中，Ca离子作为信使，引发一系列生理生化反应。

那么，细胞质基质中低Ca环境是如何维持的呢？细胞膜和内质网膜上存在Ca泵，可以逆浓度的将胞质中的Ca转运到胞外或内质网中。也就是说细胞膜和内质网膜上Ca泵和Ca通道联合工作，使细胞对内外环境变化做出相应的应答反应。

3、H+泵（H+-ATPase）

质子泵主要存在于液泡膜、溶酶体膜、胞内体膜以及植物细胞和细菌细胞的细胞膜上。

①液泡膜、胞内体膜和溶酶体膜上的质子泵主要是将H+从胞质逆浓度泵入，从而维持内部的酸性环境，进而维持内部酶的最适pH。

②由于植物细胞、细菌细胞膜上不存在Na-K-ATPase，因此，质子泵就充当了Na-K-ATPase的功能，主要是为其他物质协同转运提供动力。

保卫细胞膜上的H+-ATPase就是一种质子泵，只不过这个泵的活性需要蓝光激活。所示蓝光只是一个信号，为质子逆浓度转运提供动力的是ATP。这是植物的蓝光效应，当蓝光照射到叶片时，保卫细胞膜上的H+-ATPase被激活，将质子从细胞质基质中逆浓度泵出，使细胞外积累大量质子，H+再通过细胞膜上载体返回到细胞中时，协同其他离子逆浓度进入细胞中，使细胞内的渗透压增大，引起保卫细胞吸水，从而使气孔打开，细胞吸收CO2，进行光合作用。

比较特别的H+泵：这类蛋白质利用H+的顺浓度流过时释放的能量来合成ATP，这类蛋白统称为ATP合酶。主要存在于线粒体内膜、叶绿体的类囊体膜和细菌细胞膜上。如下图所示，图1为类囊体膜，图2为线粒体内膜或细胞菌细胞膜。

如图所示的实验揭示了质子（H+）顺浓度跨膜转运可以可以合成ATP。

总之，H+逆浓度运输时消耗ATP（即H+-ATPase），H+顺浓度转运时合成ATP（即ATP合酶）。如图。

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