Question

【題目】布氏田鼠是生活在寒冷地帶的一種非冬眠小型哺乳動物。如圖為持續寒冷刺激下機體調節褐色脂肪組織細胞（BAT細胞）產熱過程的示意圖。請分析回答：

（1）寒冷刺激一方面使下丘腦部分傳出神經末梢釋放神經遞質，該遞質與BAT細胞膜上的________結合后，進行相關信息的傳遞。該反射活動的結構基礎是__________。此過程還會使BAT細胞中cAMP增加，在其作用下，部分脂肪分解，其產物進入線粒體參與細胞呼吸。另一方面寒冷刺激還能使下丘腦合成并釋放______________________的量增加，最終導致體內甲狀腺激素的量增加。

（2）UCP-1基因的表達要經過____和_____過程實現，據圖可知BAT細胞內的_________激素能促進該基因的表達。

（3）有氧呼吸過程中第三階段有大量ATP的合成是在__________完成的，該結構富含ATP合成酶，能在跨膜H+ 濃度梯度的推動下合成ATP。在BAT細胞中，UCP-1蛋白能增大該結構對H+ 的通透性，消除H+ 梯度，無法合成ATP，使有氧呼吸的最后階段釋放出來的能量全部變成_________能 。

（4）綜上所述，在持續寒冷的環境中，布氏田鼠通過___________調節，最終引起BAT細胞中___________分解增加和___________合成減少，實現產生的熱能增加，維持體溫的穩定。

Answer 1

【答案】去甲腎上腺素受體　 反射弧 促甲狀腺激素釋放激素 轉錄 翻譯 甲狀腺激素 線粒體內膜 熱能 神經調節和體液 脂肪 ATP

【解析】

題圖寒冷刺激一方面使下丘腦部分傳出神經末梢釋放去甲腎上腺素，導致BAT細胞中cAMP增加，cAMP的直接作用是促進脂肪分解和促進UCP-1基因的表達。另一方面寒冷刺激還能使下丘腦合成并釋放促甲狀腺激素釋放激素的量增加，最終導致體內甲狀腺激素的量增加，甲狀腺激素一方面能促進UCP-1基因的表達，另一方面還能促進去甲腎上腺素受體的增加。

（1）由圖中可以看出，在持續寒冷刺激下，一方面使下丘腦部分傳出神經末梢釋放神經遞質（去甲腎上腺素），該遞質與BAT細胞膜上的去甲腎上腺素受體結合，從而實現了相關信息的傳遞，該生理活動的結構基礎是反射弧。此過程還會使BAT細胞中cAMP增加，在其作用下，部分脂肪分解，其產物進入線粒體參與細胞呼吸。另一方面寒冷刺激還能使下丘腦合成并釋放促甲狀腺激素釋放激素的量增加，進而通過垂體合成并分泌的促甲狀腺激素，最終導致體內甲狀腺激素的量增加。
（2）蛋白質的合成過程包括轉錄和翻譯兩個步驟。這里，UCP-l基因首先要通過轉錄生成相應的mRNA，mRNA再通過核孔進入細胞質與核糖體結合，通過翻譯過程控制合成UCP-1蛋白。圖中信息顯示，甲狀腺激素也能促進該基因的表達。
（3）有氧呼吸第三階段釋放大最能量并合成大量ATP，該過程發生的場所是在線粒體內膜；該結構富含ATP合成酶，能在跨膜H+ 濃度梯度的推動下合成ATP。在BAT細胞中，UCP-1蛋白能增大該結構對H+的通透性，消除H+ 梯度，無法合成ATP，使有氧呼吸的最后階段釋放出來的能量全部變成熱能散失出去，從而使機體能夠抵御寒冷。
（4）綜上所述，在持續寒冷的環境中，布氏田鼠通過神經調節和體液調節，最終引起BAT細胞脂肪分解增加和ATP合成減少，從而使產熱增加，以維持體溫的穩定。