Question

9．為了研究ATP合成過程中能量轉換機制，科學家利用提純的大豆磷脂、某種細菌膜蛋白（Ⅰ）和牛細胞中的ATP合成酶（Ⅱ）構建ATP體外合成體系，如圖所示．
請回答問題：
（1）科學家利用人工體系模擬了在葉綠體中的類囊體膜（囊狀結構薄膜）和線粒體內膜上合成ATP的能量轉換過程．
（2）科學家利用人工體系進行了相關實驗，如表．

組別	人工體系			H+通過Ⅰ的轉運	H+通過Ⅱ的轉運	ATP
	大豆磷脂構成的囊泡	Ⅰ	Ⅱ
1	+	+	+	有	有	產生
2	+	-	+	無	無	不產生
3	+	+	-	有	無	不產生

注：“+”、“-”分別表示人工體系中組分的“有”、“無”
①比較第1組和第2組的結果可知，Ⅰ可以轉運H⁺進入囊泡．進一步研究發現，第1組囊泡內pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內的H⁺濃度囊泡外高于．
②當第1組人工體系加入丙酮后，不再產生ATP，其原因可能是丙酮破壞了囊泡膜，導致囊泡內的H⁺滲漏．
③比較第1組和第3組的結果可知，伴隨H⁺通過Ⅱ向囊泡外轉運的過程，ADP和Pi合成ATP．
（3）上述實驗表明，人工體系產生ATP的能量轉換過程是光能→H⁺電化學勢能→ATP中的化學能．

Answer 1

分析 分析圖形：H⁺進入囊泡通過Ⅰ過程，需要光，說明該囊泡模擬的是葉綠體的類囊體薄膜；H⁺通過Ⅱ出囊泡，形成ATP，說明模擬的是線粒體的內膜．

解答 解：（1）根據圖形分析已知該圖模擬的是葉綠體的類囊體薄膜和線粒體的內膜上合成ATP的能量轉換過程．
（2）第1組囊泡內pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內的H⁺濃度高，大于囊泡外的H⁺濃度．
②當第1組人工體系加入丙酮后，不再產生ATP，可能是丙酮破壞了囊泡膜，導致囊泡內的H⁺滲漏．
③比較第1組和第3組的結果可知，伴隨H⁺通過Ⅱ向囊泡外轉運的過程，ADP和Pi合成ATP．
（3）上述實驗數據分析可知人工體系產生ATP的能量轉換過程是光能→H⁺電化學勢能→ATP中的化學能．
故答案為：
（1）類囊體膜（囊狀結構薄膜）
（2）①高于（大于）
②滲漏（與囊泡外無濃度差、不通過Ⅱ轉運）
③H⁺通過Ⅱ向囊泡外轉運
（3）H⁺電化學勢能（H⁺濃度梯度勢能）

點評 本題考查ATP在能量代謝中的作用的綜合的相關知識，意在考查考生的識記能力、識圖能力和理解能力，屬于中等難度題．