Question

【題目】科學家將線粒體洗滌后置于蒸餾水中，然后通過一定的方法獲取線粒體內膜，再用超聲波破壞線粒體內膜，破裂的內膜自動閉合成小泡，然后用尿素處理這些小泡，實驗結果如圖所示，線粒體內膜上的F0--F1顆粒物是ATP合成酶，請分析回答：

（1）據題干信息，在適宜成分溶液中，線粒體含F0--F1顆粒內膜小泡能生成__________（答兩種物質）。

（2）ATP合成酶可在跨膜H+濃度梯度推動下合成ATP，由此推測H+跨膜運輸的方式為_________。

（3）用_____法能將外膜與內膜等其他結構分開，最終得到的上清液中可能含有____（多選，填字母）

a.DNA b.丙酮酸 c.葡萄糖 d.染色質 e. t RNA f.RNA聚合酶

（4）根據題干信息設計實驗證明F1顆粒能催化ATP的合成，F0顆粒不能催化ATP的合成（寫出實驗設計思路即可） ___________________

Answer 1

【答案】水ATP和NAD+ 協助擴散 差速離心（離心） abef 在跨膜H+濃度梯度和有氧等條件下，將等量的含F1顆粒和F0顆粒內膜小泡分別加入適宜成分溶液中，一段時間后檢測是否有ATP的合成（多設置加含F0--F1顆粒內膜小泡組也行）

【解析】

有氧呼吸分為三個階段：第一階段，在細胞質基質，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，丙酮酸分解為二氧化碳和[H]，釋放少量能量；第三階段，前兩個階段產生的[H]與氧氣結合生成水，產生大量的能量。

分析題圖：F0-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。

（1）據題干信息，在適宜成分溶液中，線粒體含F0--F1顆粒內膜小泡進行的是有氧呼吸第三階段，因此生成的物質有水、ATP和NAD+。

（2）根據題意分析，ATP合成酶可在跨膜H+濃度梯度推動下合成ATP，說明H+是從高濃度向低濃度運輸的，為協助擴散。

（3）用差速離心法能將線粒體的外膜與內膜等其他結構分開，原因是它們大小、密度、質量不同。線粒體中含有少量的DNA和RNA，但是不含染色質；線粒體可以進行有氧呼吸第二階段，因此含有丙酮酸但是不含葡萄糖；線粒體內也可以進行轉錄，因此還含有RNA聚合酶。故選abef。

（4）根據題意分析，該實驗的目的是要證明F1顆粒能催化ATP的合成，F0顆粒不能催化ATP的合成，實驗的自變量是顆粒的種類，實驗設計思路為：在跨膜H+濃度梯度和有氧等條件下，將等量的含F1顆粒和F0顆粒內膜小泡分別加入適宜成分溶液中，一段時間后檢測是否有ATP的合成（多設置加含F0--F1顆粒內膜小泡組也行）。