【正确答案】在给出的H⁺浓度梯度下，每摩尔H⁺可利用的自由能是：
   △G=2.303RTlog(C₂/C₁)=2.303RT(log[H⁺]内侧-log[H⁺]_外侧)
   =2.303×8.315×298(pH_外侧-pH_内侧)
   =2.303×8.315×310×(-1.0)=-5.94 kJ/mol
   在生理条件下，由于合成1mol ATP大约需要50.16kl/mol的能量，如果ATP：H⁺的化学计算量是1:1，那么在这个梯度中没有足够的可利用的自由能。但是，对于每产生1moll ATP来说，如果有6个以上的H⁺质子经F₁F₀—ATPase流动，那么可利用的自由能就足够了。
   按照化学渗透学说，当电子沿呼吸链传递时，伴随着H⁺从线粒体基质中转移到内膜外侧，于是就产生了一种跨膜的电化学梯度(即质子推动力，△p)。这种电化学梯度包括两种因素，即跨膜的pH梯度(△pH，较典型的基质pH比膜间空间高出1个pH单位)和跨膜的电位(△ψ，大约0.18V)。1mol的质子从膜内侧转移到膜外侧的自由能的变化(37℃)是：
   △G⁰=△p=2.303RT△pH+FAψ
   =2.303×8.313×310×1+96.485×0.18
   =23.3kJ/mol
   当H⁺从膜外侧经F₁F₀—ATPase返回到基质中时，所释放的自由能(△G)应该是-23.3kJ/mol。该自由能是推动ATP合成的能量。但是单一的质子返回产生的质子推动力不足以用来合成ATP。因此在生理条件下至少需要3个左右的质子。