Question

8．Donal Parsons和他的同事最先建立了分離線粒體內(nèi)膜、外膜及其他組分的方法，如圖所示．請分析實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）線粒體內(nèi)膜上的F_o-F₁顆粒物是ATP合成酶，其結(jié)構(gòu)由突出于膜外的親水頭部和嵌入膜內(nèi)疏水的尾部組成，其功能是在跨膜H⁺濃度梯度推動下合成ATP．
（2）為了研究ATP合成酶的各部分結(jié)構(gòu)與合成ATP的關(guān)系，請?jiān)趫D示實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上和含有ADP、Pi等適宜條件下，完善下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：

	對照組	實(shí)驗(yàn)組
自變量	①含F(xiàn)0-F1顆粒的內(nèi)膜小泡	②含F(xiàn)0顆粒的內(nèi)膜小泡	③F1顆粒
因變量	ATP合成量
實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論	①③組能合成ATP，②組不能合成ATP，說明F1顆粒的功能是催化ATP的合成

Answer 1

分析 （1）有氧呼吸分為三個階段：第一階段，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖分解為丙酮酸和[H]，釋放少量能量；第二階段，在線粒體基質(zhì)，丙酮酸分解為二氧化碳和[H]，釋放少量能量；第三階段，前兩個階段產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合生成水，產(chǎn)生大量的能量．
（2）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+濃度梯度推動下合成ATP．

解答 解：（1）由圖示知，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+濃度梯度推動下合成ATP．用尿素破壞內(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．
（2）從題目可以知道本實(shí)驗(yàn)的目的是：研究能催化ATP合成的是F₀顆粒還是F₁顆粒，從而可知本實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)是不同的顆粒物，故對照組是F₀顆粒和F₁顆粒都有，從圖中來找應(yīng)為含F(xiàn)₀-F₁顆粒的內(nèi)膜小泡，實(shí)驗(yàn)組是一組F₀顆粒從圖來看應(yīng)為含F(xiàn)₀顆粒的內(nèi)膜小泡，一組F₁顆粒；從實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知F₁顆粒能催化ATP的合成，故有F₁顆粒的組均可以合成ATP． 
故答案為：
（1）疏水   
（2）①含F(xiàn)₀-F₁顆粒的內(nèi)膜小泡    ②含F(xiàn)₀顆粒的內(nèi)膜小泡   ATP合成量   ①③

點(diǎn)評 本題考查有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化、ATP合成酶的作用機(jī)制和線粒體結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，意在考查考生從圖表中獲取有效信息，并運(yùn)用這些信息結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)生物學(xué)問題的能力和運(yùn)用所學(xué)知識，通過分析與綜合等方法對ATP合成酶的作用機(jī)制進(jìn)行解釋、推理，做出合理判斷的能力．