Question

下列有關哺乳動物成熟紅細胞的研究，請回答相關問題：
（1）人紅細胞中K⁺濃度比血漿中高30倍，而Na⁺濃度卻只有血漿的

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．紅細胞維持膜內(nèi)外K⁺、Na⁺不均勻分布

 

（“需要”或“不需要”）消耗ATP．
（2）科學家用丙酮從人的成熟紅細胞中提取所有磷脂并鋪成單分子層，其面積正好為紅細胞細胞膜面積的兩倍．其原因是①

 

②

 

（3）人的成熟紅細胞吸收的葡萄糖可通過

 

 （“有氧”或“無氧”）呼吸產(chǎn)生ATP，當紅細胞缺乏ATP時，會導致Na⁺進入多于K⁺排出、Ca²⁺無法正常排出，紅細胞會因

 

而膨大成球狀甚至破裂．
（4）氟中毒會改變細胞膜的通透牲和細胞代謝．科學家用含不同濃度NaF的飲水喂養(yǎng)小白鼠，一段時間后，培養(yǎng)并測量小白鼠紅細胞代謝產(chǎn)熱及細胞內(nèi)的ATP濃度，分別獲得產(chǎn)熱曲線和細胞內(nèi)的ATP濃度數(shù)據(jù)如下，請回答：

	NaF濃度（106g/mL）	ATP濃度 （10-4mol/L）
A組	0	2.97
B組	50	2.73
C組	150	1.40

①根據(jù)上述實驗設計及結果判斷，該實驗的目的是研究：

 

．
②分析細胞產(chǎn)熱量及ATP濃度：
B組產(chǎn)熱量峰值和ATP濃度均低于A組，原因可能是：低濃度的NaF

 

 （“抑制”或“促進”）了細胞代謝中有關的酶的活性；
C組產(chǎn)熱量峰值高于A組而ATP濃度低于A組，原因可能是：高濃度的NaF

 

（“抑制”或“促進”）了細胞代謝中有關的酶的活性，同時，由于損傷了細胞膜結構，細胞為維持正常的功能，需要消耗更多

 

．

Answer 1

考點：細胞膜的制備方法,細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：（1）各種運輸方式的特點比較：

名　稱	運輸方向	載體	能量	實　　例
自由擴散	高濃度→低濃度	不需	不需	水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
協(xié)助擴散	高濃度→低濃度	需要	不需	紅細胞吸收葡萄糖
主動運輸	低濃度→高濃度	需要	需要	小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等

（2）制備細胞膜用哺乳動物成熟的紅細胞，理由是細胞中沒有細胞核和細胞器；放在蒸餾水中吸水脹破，離心后可獲得純凈的細胞膜，而膜的基本骨架是磷脂雙分子層．
（3）根據(jù)表格分析，A組是對照組，B、C是實驗組，自變量是NAF濃度，因變量是ATP濃度（產(chǎn)熱量）．B組產(chǎn)熱量峰值和ATP濃度均低于A組；C組產(chǎn)熱量峰值高于A組而ATP濃度低于A組．

解答： 解：（1）由于“人體紅細胞中K⁺的濃度比血漿中K⁺的濃度高30倍，而紅細胞中Na⁺的濃度卻是血漿中的“1/6”，說明鉀離子和鈉離子的運輸都是逆濃度進行運輸?shù)模�所以紅細胞運輸鉀離子和鈉離子的運輸方式是主動運輸． 
（2）小鼠的成熟紅細胞中提取所有磷脂并鋪成單分子層，其面積正好為紅細胞細胞膜面積的兩倍．其原因是：①成熟紅細胞無細胞核和細胞器，②細胞膜由雙層磷脂分子構成．
（3）人的成熟紅細胞吸收的葡萄糖，因為沒有細胞核和細胞器，可通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，當紅細胞缺乏ATP時，會導致Na⁺進入多于K⁺排出、Ca²⁺無法正常排出，紅細胞會因滲透壓升高吸水過多而膨大成球狀，甚至破裂．
（4）①據(jù)表格分析，A組是空白對照組，BC是實驗組，其中自變量是NaF濃度，因變量是ATP濃度（產(chǎn)熱量）．該實驗的目的是研究：不同濃度的NaF對能量代謝的影響． 
②根據(jù)曲線圖和表格分析，B組產(chǎn)熱量峰值和ATP濃度均低于A組，原因可能是低濃度的NaF抑制了細胞代謝中有關酶的活性，釋放的能量減少．
C組產(chǎn)熱量峰值高于A組而ATP濃度低于A組，原因可能是高濃度的NaF促進了細胞代謝中有關酶的活性，釋放的能量增加，則產(chǎn)熱量增加；同時損傷了細胞膜結構，細胞為維持正常的功能，需要消耗更多ATP．
故答案為：（1）需要 
（2）人的成熟紅細胞沒有細胞核及其細胞器   細胞膜是由磷脂雙分子層組成
（3）無氧   滲透壓升高吸水過多  
（4）不同濃度的NaF對能量代謝的影響  抑制   促進  ATP

點評：本題考查制備細胞膜的方法、實驗分析的相關知識，意在考查學生提取信息和分析問題的能力，屬于中檔題．