Question

9．為了研究ATP合成過程中能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，科學(xué)家利用提純的大豆磷脂、某種細(xì)菌膜蛋白（Ⅰ）和牛細(xì)胞中的ATP合成酶（Ⅱ）構(gòu)建ATP體外合成體系，如圖所示．
請(qǐng)回答問題：
（1）科學(xué)家利用人工體系模擬了在葉綠體中的類囊體膜（囊狀結(jié)構(gòu)薄膜）和線粒體內(nèi)膜上合成ATP的能量轉(zhuǎn)換過程．
（2）科學(xué)家利用人工體系進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如表．

組別	人工體系			H+通過Ⅰ的轉(zhuǎn)運(yùn)	H+通過Ⅱ的轉(zhuǎn)運(yùn)	ATP
	大豆磷脂構(gòu)成的囊泡	Ⅰ	Ⅱ
1	+	+	+	有	有	產(chǎn)生
2	+	-	+	無(wú)	無(wú)	不產(chǎn)生
3	+	+	-	有	無(wú)	不產(chǎn)生

注：“+”、“-”分別表示人工體系中組分的“有”、“無(wú)”
①比較第1組和第2組的結(jié)果可知，Ⅰ可以轉(zhuǎn)運(yùn)H⁺進(jìn)入囊泡．進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，第1組囊泡內(nèi)pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內(nèi)的H⁺濃度囊泡外高于．
②當(dāng)?shù)?組人工體系加入丙酮后，不再產(chǎn)生ATP，其原因可能是丙酮破壞了囊泡膜，導(dǎo)致囊泡內(nèi)的H⁺滲漏．
③比較第1組和第3組的結(jié)果可知，伴隨H⁺通過Ⅱ向囊泡外轉(zhuǎn)運(yùn)的過程，ADP和Pi合成ATP．
（3）上述實(shí)驗(yàn)表明，人工體系產(chǎn)生ATP的能量轉(zhuǎn)換過程是光能→H⁺電化學(xué)勢(shì)能→ATP中的化學(xué)能．

Answer 1

分析 分析圖形：H⁺進(jìn)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(nèi)膜．

解答 解：（1）根據(jù)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(nèi)膜上合成ATP的能量轉(zhuǎn)換過程．
（2）第1組囊泡內(nèi)pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內(nèi)的H⁺濃度高，大于囊泡外的H⁺濃度．
②當(dāng)?shù)?組人工體系加入丙酮后，不再產(chǎn)生ATP，可能是丙酮破壞了囊泡膜，導(dǎo)致囊泡內(nèi)的H⁺滲漏．
③比較第1組和第3組的結(jié)果可知，伴隨H⁺通過Ⅱ向囊泡外轉(zhuǎn)運(yùn)的過程，ADP和Pi合成ATP．
（3）上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知人工體系產(chǎn)生ATP的能量轉(zhuǎn)換過程是光能→H⁺電化學(xué)勢(shì)能→ATP中的化學(xué)能．
故答案為：
（1）類囊體膜（囊狀結(jié)構(gòu)薄膜）
（2）①高于（大于）
②滲漏（與囊泡外無(wú)濃度差、不通過Ⅱ轉(zhuǎn)運(yùn)）
③H⁺通過Ⅱ向囊泡外轉(zhuǎn)運(yùn)
（3）H⁺電化學(xué)勢(shì)能（H⁺濃度梯度勢(shì)能）

點(diǎn)評(píng) 本題考查ATP在能量代謝中的作用的綜合的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力、識(shí)圖能力和理解能力，屬于中等難度題．