Question

【題目】下圖為有氧呼吸的部分過程示意圖。

（1）圖示為有氧呼吸過程的第__________階段，通過Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的作用，__________（增大/減少）該細胞器的__________兩側氫離子濃度差，形成電位差得以合成ATP。

（2）UCP是分布在②上的載體蛋白。UCP基因在酵母菌中過量表達，可降低酵母菌的②內外電位差，表明UCP運輸的物質及方向是___，從而使生成ATP的效率_____，能量以熱能形式釋放。

（3）肥胖抵抗即吃高脂肪食物而不發生肥胖的現象。科研人員篩選出高脂飲食肥胖大鼠、高脂飲食肥胖抵抗大鼠，探究不同飼料飼喂后，檢測大鼠UCP基因的mRNA表達量變化（以峰面積表示表達量；UCP1基因主要在褐色脂肪組織中表達，UCP2基因主要在白色脂肪組織中表達，UCP3基因主要在骨骼肌中表達），結果如下圖所示。

①據圖可知，高脂飲食肥胖組與基礎飲食組相比，高脂飲食肥胖組UCP1～3基因的表達情況是__________。

②由實驗結果可知，高能量攝入的條件下，高脂飲食肥胖抵抗組大鼠UCP基因的表達量____。基于酵母菌中UCP的作用及以上以大鼠為實驗材料的研究結果推測，高脂飲食肥胖抵抗組大鼠在高能量攝入的條件下，未出現肥胖現象的原因是_____。

Answer 1

【答案】三 增大 內膜（②） 將H+從膜間隙運回線粒體基質 降低 ①UCP1基因表達上基本不變，UCP2和UCP3基因的表達量均降低（注：UCP2、3，與UCP1分別表述） ②提高 UCP基因的表達量高，能量以熱能形式釋放比例增加（ATP生成效率降低），同時增加機體能量消耗

【解析】

分析圖可知，該過程中存在O2和H生成水的過程，屬于有氧呼吸的第三階段；有氧呼吸的第三階段是在線粒體內膜上進行的；①為線粒體外模，②為線粒體內膜。

（1）分析圖示，該過程消耗O2、NADH，所以屬于有氧呼吸的第三階段。通過I、II、IV的作用可將H+從線粒體基質運進線粒體膜間隙，從而增大線粒體內膜兩側氫離子濃度差。

（2）依題意，UCP基因表達過量可以降低內膜內外電位差，判斷UCP可將H+從膜間隙運回線粒體基質，從而使ATP的生成效率降低。

（3）分析圖示，UCP1基因表達量基本不變，UCP2和UCP3基因的表達量均降低。分析圖示，能量攝入條件下，高脂飲食肥胖抵抗組大鼠UCP基因的表達量增加，使能量以熱能形式釋放比例增加，而ATP的生成效率降低，機體能量消耗增加，所以未出現肥胖。