Question

【題目】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1/6。紅細胞維持膜內外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性和細胞代謝。科學家用含不同濃度NaF的飲水喂養小白鼠，一段時間后，培養并測量小白鼠紅細胞代謝產熱及細胞內的ATP濃度，分別獲得產熱曲線和細胞內的ATP濃度數據如下，請回答：

①根據上述實驗設計及結果判斷，該實驗的目的是：研究________________________。

②分析細胞產熱量及ATP濃度：B組產熱量峰值和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

【答案】需要 人的成熟紅細胞沒有細胞核及細胞器 細胞膜是由雙層磷脂分子構成 無氧 滲透壓升高吸水過多 不同濃度的NaF對能量代謝(或糖分解代謝產熱量及細胞內的ATP濃度)的影響 抑制 促進 ATP

【解析】

（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+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（產熱量）．B組產熱量峰值和ATP濃度均低于A組；C組產熱量峰值高于A組而ATP濃度低于A組。

（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的，所以紅細胞運輸鉀離子和鈉離子的運輸方式是主動運輸，而主動運輸通常都需要消耗細胞代謝產生的ATP。

（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根據曲線圖和表格分析，B組產熱量峰值和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。