Question

【题目】正常细胞内K+浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na+浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na+浓度差、K+浓度差减小时，细胞膜上的Na+/K+-ATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na+移出膜外，将细胞外的K+移入膜内，具体过程如图1所示。请回答问题：

(1)膜内外Na+具有浓度差，与膜的_______________性有关。

(2)在运输Na+和K+的过程中，Na+/K+-ATP酶的__________发生改变，有利于与离子的结合与分离。

(3)比较图2和图3，当Na+和K+______（顺/逆）浓度差流过Na+/K+-ATP酶，将ADP合成ATP，反之则分解ATP，进行ATP合成或分解的反应条件取决于___________________________。从吸能或放能角度看，ATP的合成与分解反应分别是________________________反应。

(4)生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图______（填编号）的过程。

Answer 1

【答案】选择透过性 空间结构 顺浓度 钠离子和钾离子顺浓度运输还是逆浓度运输 吸能、放能 2

【解析】

分析题图获取信息可知，图1中钠离子从细胞内运输到细胞外是从低浓度向高浓度运输，且需要ATP水解提供能量，属于主动运输过程，且在该过程中Na+/K+-ATP酶的构象发生改变，钾离子从细胞外运输到细胞内也是从低浓度向高浓度运输，且需要ATP水解提供能量，属于主动运输过程，且在该过程中Na+/K+-ATP酶的构象发生改变；分析题图2可知，钠离子从细胞外运输到细胞内、钾离子从细胞内运输到细胞外都是高浓度向低浓度运输，该过程中伴随ATP的合成过程，是放能反应；分析图3可知，钠离子从细胞内运输到细胞外、钾离子从细胞外运输到细胞内都是低浓度向高浓度运输，该过程中伴随ATP的水解过程，是吸能反应。

（1）由题意知，细胞外Na+浓度约为细胞内的12倍，这与细胞膜的选择透过性有关；

（2）分析图1运输Na+和K+的过程图解可知，运输Na+和K+的过程中，Na+/K+-ATP酶的空间结构发生改变，有利于与离子的结合与分离；

（3）分析题图可知，当Na+和K+从高浓度向低浓度（顺浓度差）运输时，伴随ATP的合成过程，当Na+和K+从低浓度向高浓度（逆浓度差）运输时，伴随ATP的水解过程，说明ATP合成或分解的反应条件取决于离子是顺浓度还是逆浓度运输；ATP的合成是吸能反应，ATP的水解是放能反应。

（4）生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上还原氢与氧气反应生成水，释放能量，该过程伴随ATP的合成过程，类似于图2过程。