Question

【題目】線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，科學(xué)家在研究線粒體組分時(shí)，首先將線粒體放在低滲溶液中獲得漲破的外膜，經(jīng)使用一定方法后將外膜與線粒體內(nèi)膜包裹的基質(zhì)分開。再用超聲波破壞線粒體內(nèi)膜，破裂的內(nèi)膜自動(dòng)閉合成小泡，然后用尿素處理這些小泡，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖一所示。圖二為內(nèi)膜與F0-F1顆粒物局部結(jié)構(gòu)圖。請(qǐng)分析并回答下面的問題。

（1）將線粒體放入低滲溶液中，外膜漲破的原理是_______________。將外膜與線粒體內(nèi)膜及其他結(jié)構(gòu)分離的方法是________________。線粒體基質(zhì)中可能含有________(填選項(xiàng)前的字母)。

a．脫氧核糖核酸 b．丙酮酸 c．葡萄糖

d．胸腺嘧啶 e．核苷酸 f．RNA聚合酶

（2）研究發(fā)現(xiàn)，在適宜成分溶液中，線粒體含F(xiàn)0-F1內(nèi)膜小泡能完成有氧呼吸第_________階段的反應(yīng)，其反應(yīng)式為______________。

（3）圖二所示的線粒體內(nèi)膜上的F0-F1顆粒物是ATP合成酶，該結(jié)構(gòu)的親水頭部與疏水尾部依次_______（與內(nèi)膜的位置關(guān)系），其功能是在跨膜H＋濃度梯度推動(dòng)下合成ATP。

（4）為了研究ATP合成酶的結(jié)構(gòu)與合成ATP的關(guān)系，用尿素破壞內(nèi)膜小泡將F1顆粒與小泡分開，檢測(cè)處理前后ATP的合成。若處理之前，在有跨膜H＋濃度梯度條件下，含________顆粒內(nèi)膜小泡能合成ATP；處理后含________顆粒內(nèi)膜小泡不能合成ATP，說明F1顆粒的功能是催化ATP的合成。

Answer 1

【答案】

（1）滲透作用 差速離心法 abdef

（2）三 [H]+O2 H2O+能量

（3）突出于膜外、嵌于膜內(nèi)

（4）含F(xiàn)0-F1 含F(xiàn)0

【解析】

（1）滲透作用原理是當(dāng)細(xì)胞液濃度低于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞會(huì)持續(xù)不斷的吸水；當(dāng)細(xì)胞液濃度高于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水皺縮；根據(jù)外膜與內(nèi)膜包裹的基質(zhì)的大小、密度、質(zhì)量等不同，可以利用差速離心的方法將它們分開；線粒體基質(zhì)是進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，同時(shí)還有DNA，所以線粒體基質(zhì)中可能含有丙酮酸、產(chǎn)生ATP、核苷酸和氨基酸及RNA聚合酶等。

（2）有氧呼吸第三階段是前兩階段產(chǎn)生的[H]與O2結(jié)合生成水，釋放大量能量的過程。

（3）線粒體內(nèi)膜上的F0-F1顆粒物是ATP合成酶（見圖2），其結(jié)構(gòu)由突出于膜外的親水頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水（親脂）尾部組成。

（4）由圖2所示知，F(xiàn)0-F1顆粒物即ATP合成酶由親水的F1（頭部）與疏水的F0（尾部）組成，其功能是在跨膜H+濃度梯度推動(dòng)下合成ATP；用尿毒破壞內(nèi)膜小泡將F1顆粒與含F(xiàn)0的小泡分開，在跨膜H+濃度梯度推動(dòng)下含F(xiàn)0的小泡不能合成ATP，則證明F1顆粒的功能是催化ATP合成。