Question

【题目】某种H'-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶的活性，还能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H'。有人利用某种植物的保卫细胞做了如下实验：

实验一：将保卫细胞悬浮在pH低于细胞内液的某种溶液中，置于黑暗中一段时间后测溶液的pH。结果显示该溶液的pH不变。

实验二：将上述含保卫细胞的该溶液分成甲、乙两组，甲组用蓝光照射一段时间，再测溶液的pH，结果显示溶液的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，一段时间后测溶液的pH结果显示溶液的pH不变。

根据上述实验结果，分析回答：

（1）据题干信息推测，H'-ATPase具有__________功能。H'-ATPase在ATP水解过程中的作用原理为___________。

（2）实验一的结果说明，H'不能通过___________方式透过细胞膜进入保卫细胞。

（3）实验二中：甲组实验照射蓝光后溶液的pH明显下降，说明蓝光能够通过调节__________引起细胞内H+转运到细胞外；乙组实验的溶液中加入H'-ATPase的抑制剂后用蓝光照射，溶液的pH不变的原因是_____________________。

Answer 1

【答案】催化 降低化学反应所需活化能 自由扩散 H'-ATPase的活性 ATP不能水解，为H+的主动运输提供能量

【解析】

分析题意，实验一：最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞。

实验二的甲组照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外。对比实验二中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运。由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运。

（1）据题干信息推测，H'-ATPase具有催化功能。H'-ATPase具有ATP水解酶的活性，在ATP水解过程中的作用原理为降低化学反应所需活化能。

（2）由分析可知，实验一的结果说明，H'不能通过自由扩散方式透过细胞膜进入保卫细胞。

（3）实验二中：甲组实验照射蓝光后溶液的pH明显下降，说明蓝光能够通过调节H'-ATPase的活性，引起细胞内H+转运到细胞外；乙组实验的溶液中加入H'-ATPase的抑制剂后，ATP不能水解，为H+的主动运输提供能量，所以用蓝光照射，溶液的pH不变。