Question

【題目】科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)脂肪的合成與有氧呼吸過程有關(guān)，機(jī)理如下圖l所示。

（1）據(jù)圖1可知，蛋白A位于________（細(xì)胞器）膜上，Ca2＋進(jìn)入該細(xì)胞器腔內(nèi)的方式是________。Ca2＋在線粒體基質(zhì)中參與調(diào)控有氧呼吸的________階段反應(yīng)，進(jìn)而影響脂肪合成。

（2）脂肪在脂肪細(xì)胞中以大小不一的脂滴存在，據(jù)此推測包裹脂肪的脂滴膜最可能由________（填“單”或“雙”）層磷脂分子構(gòu)成。

（3）棕色脂肪組織細(xì)胞內(nèi)含有大量線粒體，其線粒體內(nèi)膜含有UCP2蛋白，如上圖2所示。一般情況下，H＋通過F0F1ATP合成酶流至線粒體基質(zhì)，驅(qū)動ADP形成ATP，當(dāng)棕色脂肪細(xì)胞被激活時，H＋還可通過UCP2蛋白漏至線粒體基質(zhì)，此時線粒體內(nèi)膜上ATP的合成速率將________，有氧呼吸釋放的能量中________能所占比例明顯增大，利于御寒。

（4）蛋白S基因突變后，細(xì)胞中脂肪合成減少的原因可能是________________________。

Answer 1

【答案】內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 主動運(yùn)輸 第二 單 降低 熱 鈣離子吸收減少，丙酮酸生成檸檬酸受阻，檸檬酸減少

【解析】

識圖分析可知，由圖1可知，鈣離子在蛋白A、S的協(xié)助下進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，該過程消耗ATP水解釋放的能量，是主動運(yùn)輸過程，鈣離子再進(jìn)入線粒體，在線粒體基質(zhì)中參與檸檬酸循環(huán)，檸檬酸可以進(jìn)一步脫羧形成二氧化碳和還原氫，完成有氧呼吸第二階段，也可以合成脂肪，鈣離子在蛋白N的協(xié)助下還可以從線粒體中進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。

圖2為線粒體內(nèi)膜的結(jié)構(gòu)圖，線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段反應(yīng)的場所，還原劑氫與氧結(jié)合生產(chǎn)水，同時合成大量的能量。圖中H＋通過F0F1ATP合成酶流至線粒體基質(zhì)，驅(qū)動ADP形成ATP，H＋還可通過UCP2蛋白漏至線粒體基質(zhì)。

（1）識圖分析可知，蛋白A位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，鈣離子在蛋白A、S的協(xié)助下進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，該過程消耗ATP水解釋放的能量，是主動運(yùn)輸過程。由于有氧呼吸的第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，因此Ca2＋在線粒體基質(zhì)中參與調(diào)控有氧呼吸的第二階段，進(jìn)而影響脂肪合成。

（2）脂肪在脂肪細(xì)胞中以大小不一的脂滴存在，由于磷脂分子的頭部具有親水性，而尾部脂肪酸鏈具有疏水性的特點(diǎn)，推測包裹脂肪的脂滴膜最可能由單層磷脂分子構(gòu)成。

（3）根據(jù)題意可知，一般情況下，H＋通過F0F1ATP合成酶流至線粒體基質(zhì)，驅(qū)動ADP形成ATP，當(dāng)棕色脂肪細(xì)胞被激活時，H＋還可通過UCP2蛋白漏至線粒體基質(zhì)，導(dǎo)致H＋通過F0F1ATP合成酶流至線粒體基質(zhì)的量減少，引起線粒體內(nèi)膜上ATP的合成速率將降低，有氧呼吸釋放的能量包括熱能和轉(zhuǎn)移到ATP中的化學(xué)能，熱能用于維持體溫的穩(wěn)定，因此有氧呼吸釋放的能量中熱能所占比例明顯增大，利于御寒。

（4）根據(jù)以上分析可知，鈣離子在蛋白A、S的協(xié)助下進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，如果蛋白S基因突變，導(dǎo)致鈣離子吸收減少，進(jìn)入到線粒體基質(zhì)的鈣離子減少，丙酮酸生成檸檬酸受阻，檸檬酸減少，因此導(dǎo)致細(xì)胞中脂肪合成減少。