Question

【題目】北極熊是生活在寒冷地帶的一種哺乳動物。下圖為持續寒冷刺激下北極熊機體調節褐色脂肪組織細胞（BAT細胞）產熱過程的示意圖。請據圖分析回答：

（1）圖中①～③體現了激素分泌的________調節機制。

（2）BAT細胞內的UCP1基因的表達與________________的共同調節有關。

（3）有氧呼吸所需的ATP合成酶大量分布在線粒體內膜上，能在跨膜H＋濃度梯度的推動下合成ATP，進入線粒體的UCP1蛋白，導致H＋外滲而消除跨膜的H＋梯度，線粒體雖能繼續產生CO2和H2O，但有氧呼吸釋放的能量大部分轉變成為熱能。造成上述結果的原因可能是_______________。

（4）綜上所述，在持續寒冷的環境中，北極熊通過上述__________調節方式引起BAT細胞內的____________，從而實現了產熱增加，維持了體溫的穩定。

Answer 1

【答案】（1）分級 （2）甲狀腺激素和cAMP （3）UCP1蛋白改變了線粒體內膜對H＋的通透性，抑制了ATP的合成 （4）神經—體液 脂肪分解增加，ATP合成減少

【解析】（1）圖中①～③為：下丘腦→①促甲狀腺激素釋放激素→垂體→②促甲狀腺激素→甲狀腺→③甲狀腺激素，體現了激素分泌的分級調節機制．

（2）從圖中可以看出，UCP-1基因的表達受到甲狀腺激素和cAMP的共同影響．

（3）有氧呼吸所需的ATP合成酶大量分布在線粒體內膜上，能在跨膜H+濃度梯度的推動下合成ATP．進入線粒體的UCP-1蛋白，導致H+外滲而消除胯膜的H+梯度，線粒體雖能繼續產生CO2和H2O，但有氧呼吸釋放的能量卻大部分轉變成為熱能．造成上述結果的原因可能是UCP-1蛋白改變了線粒體內膜對H+的通透性，抑制了ATP的合成．

（4）圖中的調節既有神經調節，又有體液調節；從圖中可以看出經過調節，引起BAT細胞中的脂肪分解加快，而ATP合成減少，產熱增加，從而維持體溫相對穩定．