Question

【題目】正常細(xì)胞內(nèi)K+濃度約為細(xì)胞外的30倍，細(xì)胞外Na+濃度約為細(xì)胞內(nèi)的12倍。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的Na+濃度差、K+濃度差減小時(shí)，細(xì)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(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外，將細(xì)胞外的K+移入膜內(nèi)，具體過程如圖1所示。請(qǐng)回答問題：

(1)膜內(nèi)外Na+具有濃度差，與膜的_______________性有關(guān)。

(2)在運(yùn)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(jié)合與分離。

(3)比較圖2和圖3，當(dāng)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(jìn)行ATP合成或分解的反應(yīng)條件取決于___________________________。從吸能或放能角度看，ATP的合成與分解反應(yīng)分別是________________________反應(yīng)。

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

Answer 1

【答案】選擇透過性 空間結(jié)構(gòu) 順濃度 鈉離子和鉀離子順濃度運(yùn)輸還是逆濃度運(yùn)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(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外是從低濃度向高濃度運(yùn)輸，且需要ATP水解提供能量，屬于主動(dòng)運(yùn)輸過程，且在該過程中Na+/K+-ATP酶的構(gòu)象發(fā)生改變，鉀離子從細(xì)胞外運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)也是從低濃度向高濃度運(yùn)輸，且需要ATP水解提供能量，屬于主動(dòng)運(yùn)輸過程，且在該過程中Na+/K+-ATP酶的構(gòu)象發(fā)生改變；分析題圖2可知，鈉離子從細(xì)胞外運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)、鉀離子從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外都是高濃度向低濃度運(yùn)輸，該過程中伴隨ATP的合成過程，是放能反應(yīng)；分析圖3可知，鈉離子從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外、鉀離子從細(xì)胞外運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)都是低濃度向高濃度運(yùn)輸，該過程中伴隨ATP的水解過程，是吸能反應(yīng)。

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

（2）分析圖1運(yùn)輸Na+和K+的過程圖解可知，運(yùn)輸Na+和K+的過程中，Na+/K+-ATP酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，有利于與離子的結(jié)合與分離；

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

（4）生物膜系統(tǒng)的分隔作用及能量是維系細(xì)胞有序性的基礎(chǔ)，線粒體內(nèi)膜上還原氫與氧氣反應(yīng)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。