Question

ATP合酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP的合成，其作用机理如下图所示。请据图回答：

（1）生物膜结构的基本支架是_________，在真核细胞中，该酶主要分布于_________（填生物膜名称）。

（2）分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是___________，判断的依据是___________。

（3）ATP在细胞内的作用是___________；推测好氧性细菌细胞的细胞膜上存在该酶，理由是_________________________________。

（4）科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质——GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是_________________________________。

Answer

磷脂双分子层 线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜 协助扩散 顺浓度梯度，需载体协助且不消耗能量 生命活动的直接能源物质 该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，而好氧性细菌的膜结构只有细胞膜 含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂，释放能量

【解析】

ATP是细胞生命活动的直接能源物质，由1分子核糖、1分子腺嘌呤、3个磷酸基组成，ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解，释放高能磷酸键中的能量，供生命活动需要，同时形成ADP和磷酸，ADP和Pi也可以吸收能量合成ATP，通过ATP与ADP的快速转化，满足细胞对ATP的大量需求。

（1）生物膜结构的基本支架是磷脂双分子层；该酶能催化ATP形成，在真核细胞中，该酶主要分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜。

（2）分析此图可知：H＋跨越该膜的过程中是顺着浓度梯度进行的，需要载体（ATP合成酶）的协助且不消耗能量，其运输方式是协助扩散。

（3）ATP在细胞内的作用是生命活动的直接能源物质；由于该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，好氧细菌能进行有氧呼吸产生ATP，而好氧性细菌的膜结构只有细胞膜，故推测好氧性细菌细胞的细胞膜上存在该酶。

（4）由于GTP（三磷酸鸟苷）含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的高能磷酸键容易水解断裂，其化学结构与ATP相似的物质，故GTP也能为细胞的生命活动提供能量。