钠钾泵的的工作原理
问题的提出动作电位的产生是教学中的难点，尤其是离子活动和电位的变化情况，有时学生会问到离子转运完成后，离子如何恢复到原来状态的原因，那么，教师往往会提到钠钾泵的作用。如果要真正让学生理解可能还需要详细介绍钠钾泵的工作原理，毕竟教材上没有这个内容。
问题：钠钾泵的结构和工作原如何？它对生命活动还有哪些作用？
01钠钾泵结构和组成
细胞膜上钠钾泵作用首先是由Hodkin和Keynes年所发现，年Skou发现了Na+－K+－ATP酶并证明其与钠钾泵的作用有关。
钠钾泵为蛋白质分子，进行钠离子和钾离子之间的交换。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。
钠钾泵结构和组成
Na+-K+泵通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+和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。
02钠钾泵的工作原理
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+。保持膜内高钾膜外高钠的不均匀离子分布。次/秒高速运转。总的结果是每一消耗一个ATP；输出3个Na+，输入2个K+。使细胞外带正电荷。
钠钾泵工作原理
钠钾泵的作用：
（1）维持细胞的渗透平衡，保持细胞的体积；（2）维持低Na+高K+的细胞内环境，为协同运输提供驱动力；（3）维持细胞的静息电位。
03钠钾泵和人体健康
经科学研究，发现Na+－K+泵在人体的正常代谢中具有非常重要的作用，与一些疾病的发生也有着密切的关系。如脑水肿、白内障、囊纤维化、癫痫、偏头痛、高血压等。1．白内障与Na+－K+泵白内障的病因较为复杂，可能是环境，营养，代谢和遗传等多种因素对晶状体长期综合作用的结果。一般认为，氧化作用会损伤晶状体细胞膜，使维持细胞内正常低钠和高钾离子浓度的Na+－K+泵功能明显改变，对钠离子的通透性增加，使晶状体内的钠离子增加，导致水的流失，开始了皮质性白内障的过程。2．高血压与Na+－K+泵据报道，高血压患者及有高血压家族史而血压正常者有跨膜电解质转运紊乱，其血清中有一种激素样物质，可抑制Na+－K+泵活性，以致钠钾泵功能降低，导致细胞内Na+，Ca2+浓度增加，动脉壁收缩加强，肾上腺素能受体密度增加，血管反应性加强。这些都有助于动脉血压升高。04疑难问题解析
问题1：用药物抑制Na+－K+泵的活性，为什么会增强心肌收缩？
答：乌本苷（ouabain）、地高辛（digoxin）等强心剂能抑制心肌细胞Na+-K+泵的活性使细胞内Na+增高；从而提高钠钙交换器效率，使内流钙离子增多，加强心肌收缩，因而具有强心作用。
问题2：葡萄糖的吸收和钠离子的吸收有什么关系？
答：葡萄糖的吸收是消耗能量的主动过程，它可逆着浓度差进行，能量来自钠泵，属于继发性主动转运。在肠粘膜上皮细胞的纹状缘上存在着一种转运体蛋白，它能选择性地把葡萄糖从纹状的肠腔面运入细胞内，然后再扩散入血。
转运体蛋白在转运葡萄糖的同时，需要钠的存在。
一般认为，一个转运体蛋白可与两个Na+和一个葡萄糖分子结合。由此可见，钠对单糖的主动转运是必需的。用抑制钠泵的哇巴因，或用能与Na+竞争转运体蛋白的Na+，均能抑制葡萄糖的主动转运。（图示如下）
葡萄糖和钠离子的吸收关系
05典型试题解析
试题1：钠一钾泵（钠钾转运体）位于细胞膜上，每消耗一分子ATP，可泵出3个Na+和泵入2个K+。下列说法错误的是（ ）
A.钠一钾泵的化学本质是蛋白质
B.泵出Na+和泵入K+的过程为主动运输
C.钠钾泵保持了膜内高钾、膜外高钠的离子分布
D.钠一钾泵可以泵出Na+和K+，也可转运其他分子
答案：D
解析：钠钾泵是细胞膜上的钠钾转运体，化学本质是蛋白质，A正确；泵出Na+和泵入K+的过程需要载体和能量，为主动转运，B正确；钠钾泵保持了膜内高钾、膜外高钠的离子分布，C正确；细胞膜上的载体具有特异性，故钠一钾泵不可转运其他分子，D错误。
试题2：下图为动物小肠上皮细胞吸收葡萄糖的原理图，这种运输方式被称为协同运输，下列关于该原理图分析错误的是（）
A．小肠腔中的钠离子浓度高于小肠细胞内
B．吸收葡萄糖时不直接利用ATP提供的能量
C．细胞吸收葡萄糖时属于易化扩散，不可以逆浓度梯度进行
D．钠钾泵可以水解ATP中的高能磷酸键
答案：C
解析：分析题图可知，小肠中的钠离子浓度要高于小肠细胞内，A正确；动物小肠细胞对葡萄糖的吸收不直接利用ATP水解的能量，而是依赖于Na+梯度形式储存的能量，B正确；动物小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动转运，可以逆浓度梯度运输，C错误；通过钠钾泵运输钠离子和钾离子需要消耗ATP水解释放的能量，因此钠钾泵可以水解ATP中的高能磷酸键，D正确。▼
如何在
