Question

某种H^﹢-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H^﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成甲乙两组，甲组照射蓝光后溶液的pH明显降低；乙组先在溶液中加入H^﹢-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，回答下列问题

（1）照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明蓝光能引起细胞内H⁺转运到细胞外，这种跨膜运输方式称为__________。

（2）该H^﹢-ATPase蛋白既有__________功能，又有__________功能。

（3）实验②甲组实验中引起pH明显降低的能量直接由__________提供。

（4）H^﹢跨过膜的过程中，H^﹢-ATPase蛋白的形状发生改变，这是__________（可逆、不可逆）的。

（5）已知该H^﹢-ATPase蛋白是由一条肽链构成，它是由a个氨基酸脱水缩合而成的，这些氨基酸上共有b个氨基（b大于a），则H^﹢-ATPase蛋白上共有氨基的数目为__________，该蛋白上的氮原子主要存在于__________上。

（6）某植物分化形成保卫细胞的过程中，细胞内的核酸__________（填“不变”或“改变”）；在保卫细胞衰老的过程中，细胞核体积__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer

主动转运 运输 催化 ATP 可逆 b-a+1 肽键和游离的氨基 改变 增大

【解析】

1、主动运输：从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。转运蛋白，又称载体蛋白，载体蛋白分子会与被转运的分子或离子结合而改变形状，于是把分子或离子转运至膜的另一侧，将分子或离子释放后，载体蛋白又恢复至原来的形状。

2、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程；细胞分化的特点：普遍性、稳定性、不可逆性和不变性；细胞分化的实质：基因的选择性表达；细胞分化的结果：细胞的种类增多，细胞中细胞器的种类和数量发生改变，细胞功能趋于专门化。

3、衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深。（2）细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。（3）细胞内的色素随着细胞衰老逐渐累积，某些酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢减慢。

（1）照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明蓝光能引起细胞内H+转运到细胞外，由于细胞内的pH值高于细胞外，说明细胞外H+浓度高，而此时蓝光能引起细胞内H+转运到细胞外，说明是逆浓度梯度进行的转运，故这种跨膜运输方式称为主动转运。

（2）由题目信息可知：该H﹢-ATPase蛋白既有运输功能，又有催化功能。

（3）由于ATP是细胞内的直接供能物质，又因实验②中发生了H+的主动转运，故甲组实验中引起pH明显降低的能量直接由ATP提供。

（4）载体转运完成之后能恢复原来的结构，以便于进行后续的转运过程，故H﹢跨过膜的过程中，H﹢-ATPase蛋白的形状发生改变，这是可逆的。

（5）已知该H﹢-ATPase蛋白是由一条肽链构成，它是由a个氨基酸脱水缩合而成的，这些氨基酸上共有b个氨基（b大于a），由于肽链中氨基的位置在肽链的一端和氨基酸中R基的位置，由题目可知:R基中氨基的数目为b-a，游离于肽链一端的有1个，故H﹢-ATPase蛋白上共有氨基的数目为b-a+1，该蛋白上的氮原子主要存在于肽键和游离的氨基上。

（6）分化的本质是基因的选择性表达，故某植物分化形成保卫细胞的过程中，细胞内的核酸改变；在保卫细胞衰老的过程中，细胞核体积增大。