Question

【題目】正常細胞內K+濃度約為細胞外的30倍，細胞外Na+濃度約為細胞內的12倍。當細胞內外的Na+濃度差、K+濃度差減小時，細胞膜上的Na+/K+-ATP酶發(fā)揮作用，這種酶可以通過水解ATP，將細胞內的Na+移出膜外，將細胞外的K+移入膜內，具體過程如圖1所示。請回答問題：

(1)膜內外Na+具有濃度差，與膜的_______________性有關。

(2)在運輸Na+和K+的過程中，Na+/K+-ATP酶的__________發(fā)生改變，有利于與離子的結合與分離。

(3)比較圖2和圖3，當Na+和K+______（順/逆）濃度差流過Na+/K+-ATP酶，將ADP合成ATP，反之則分解ATP，進行ATP合成或分解的反應條件取決于___________________________。從吸能或放能角度看，ATP的合成與分解反應分別是________________________反應。

(4)生物膜系統(tǒng)的分隔作用及能量是維系細胞有序性的基礎，線粒體內膜上主要完成類似圖______（填編號）的過程。

Answer 1

【答案】選擇透過性 空間結構 順濃度 鈉離子和鉀離子順濃度運輸還是逆濃度運輸 吸能、放能 2

【解析】

分析題圖獲取信息可知，圖1中鈉離子從細胞內運輸?shù)郊毎�外是從低濃度向高濃度運輸，且需要ATP水解提供能量，屬于主動運輸過程，且在該過程中Na+/K+-ATP酶的構象發(fā)生改變，鉀離子從細胞外運輸?shù)郊毎麅纫彩菑牡蜐舛认蚋邼舛冗\輸，且需要ATP水解提供能量，屬于主動運輸過程，且在該過程中Na+/K+-ATP酶的構象發(fā)生改變；分析題圖2可知，鈉離子從細胞外運輸?shù)郊毎麅取⑩涬x子從細胞內運輸?shù)郊毎�外都是高濃度向低濃度運輸，該過程中伴隨ATP的合成過程，是放能反應；分析圖3可知，鈉離子從細胞內運輸?shù)郊毎�外、鉀離子從細胞外運輸?shù)郊毎麅榷际堑蜐舛认蚋邼舛冗\輸，該過程中伴隨ATP的水解過程，是吸能反應。

（1）由題意知，細胞外Na+濃度約為細胞內的12倍，這與細胞膜的選擇透過性有關；

（2）分析圖1運輸Na+和K+的過程圖解可知，運輸Na+和K+的過程中，Na+/K+-ATP酶的空間結構發(fā)生改變，有利于與離子的結合與分離；

（3）分析題圖可知，當Na+和K+從高濃度向低濃度（順濃度差）運輸時，伴隨ATP的合成過程，當Na+和K+從低濃度向高濃度（逆濃度差）運輸時，伴隨ATP的水解過程，說明ATP合成或分解的反應條件取決于離子是順濃度還是逆濃度運輸；ATP的合成是吸能反應，ATP的水解是放能反應。

（4）生物膜系統(tǒng)的分隔作用及能量是維系細胞有序性的基礎，線粒體內膜上還原氫與氧氣反應生成水，釋放能量，該過程伴隨ATP的合成過程，類似于圖2過程。