Question

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：
（1）膜內外Na⁺具有濃度差，與膜的

 

性有關．Na⁺/K⁺-ATP酶將細胞內的Na⁺移出膜外的跨膜運輸方式是

 

．
（2）在運輸Na⁺和K⁺的過程中，Na⁺/K⁺-ATP酶的

 

發生改變，有利于與離子的結合與分離．

（3）比較圖2和圖3，當Na⁺和K⁺

 

濃度差流過Na⁺/K⁺-ATP酶，將ADP合成ATP，說明ATP的合成與分解反應是

 

反應，進行ATP合成或分解的反應條件取決于

 

．
（4）生物膜系統的

 

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

考點：主動運輸的原理和意義

專題：

分析：1、分析題圖獲取信息可知，圖1中鈉離子從細胞內運輸到細胞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⁺-ATP酶的構象發生改變，鉀離子從細胞外運輸到細胞內也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K⁺-ATP酶的構象發生改變．
2、分析題圖2可知，鈉離子從細胞外運輸到細胞內、鉀離子從細胞內運輸到細胞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；
3、分析圖3可知，鈉離子從細胞內運輸到細胞外、鉀離子從細胞外運輸到細胞內都是低濃度向高濃度運輸，該過程中伴隨ATP的水解過程，是耗能反應．

解答： 解：（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；Na⁺/K⁺-ATP酶將細胞內的Na⁺移出膜外是從低濃度向高濃度運輸，且需要ATP提供能量，是主動運輸方式．
（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⁺從高濃度向低濃度運輸時，伴隨ATP的合成過程，當Na⁺和K⁺從低濃度向高濃度運輸時，伴隨ATP的水解過程，說明ATP的合成與分解反應是可逆的；進行ATP合成或分解的反應條件取決于離子流動方向．
（4）生物膜系統把各種細胞器分隔開，使細胞內的許多化學反應可以同時高效、有序地進行，因此生物膜系統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．
（1）選擇（或選擇透過）   主動轉運（或主動運輸）
（2）空間結構
（3）順   可逆   離子濃度差（或離子流動方向）
（4）分隔    2．

點評：對于物質跨膜運輸方式、ATP與ADP相互轉化的過程、生物膜系統的功能的綜合理解，把握知識點間的內在聯系是解題的關鍵，分析題圖獲取信息的能力、并利用相關信息結合所學知識進行推理、判斷獲取結論的能力是本題考查的重點．