Question

【題目】線粒體是有氧呼吸的主要場所，科學家在研究線粒體組分時，首先將線粒體放在低滲溶液中獲得漲破的外膜，經使用一定方法后將外膜與線粒體內膜包裹的基質分開。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，實驗結果如圖一所示。圖二為內膜與F0-F1顆粒物局部結構圖。請分析并回答下面的問題。

（1）將線粒體放入低滲溶液中，外膜漲破的原理是_______________。將外膜與線粒體內膜及其他結構分離的方法是________________。線粒體基質中可能含有________(填選項前的字母)。

a．脫氧核糖核酸 b．丙酮酸 c．葡萄糖

d．胸腺嘧啶 e．核苷酸 f．RNA聚合酶

（2）研究發現，在適宜成分溶液中，線粒體含F0-F1內膜小泡能完成有氧呼吸第_________階段的反應，其反應式為______________。

（3）圖二所示的線粒體內膜上的F0-F1顆粒物是ATP合成酶，該結構的親水頭部與疏水尾部依次_______（與內膜的位置關系），其功能是在跨膜H＋濃度梯度推動下合成ATP。

（4）為了研究ATP合成酶的結構與合成ATP的關系，用尿素破壞內膜小泡將F1顆粒與小泡分開，檢測處理前后ATP的合成。若處理之前，在有跨膜H＋濃度梯度條件下，含________顆粒內膜小泡能合成ATP；處理后含________顆粒內膜小泡不能合成ATP，說明F1顆粒的功能是催化ATP的合成。

Answer 1

【答案】

（1）滲透作用 差速離心法 abdef

（2）三

（3）突出于膜外、嵌于膜內

（4）含F0-F1 含F0

【解析】

（1）滲透作用原理是當細胞液濃度低于外界溶液濃度時，細胞會持續不斷的吸水；當細胞液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水皺縮；根據外膜與內膜包裹的基質的大小、密度、質量等不同，可以利用差速離心的方法將它們分開；線粒體基質是進行有氧呼吸的主要場所，同時還有DNA，所以線粒體基質中可能含有丙酮酸、產生ATP、核苷酸和氨基酸及RNA聚合酶等。

（2）有氧呼吸第三階段是前兩階段產生的[H]與O2結合生成水，釋放大量能量的過程。

（3）線粒體內膜上的F0-F1顆粒物是ATP合成酶（見圖2），其結構由突出于膜外的親水頭部和嵌入膜內的疏水（親脂）尾部組成。

（4）由圖2所示知，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；用尿毒破壞內膜小泡將F1顆粒與含F0的小泡分開，在跨膜H+濃度梯度推動下含F0的小泡不能合成ATP，則證明F1顆粒的功能是催化ATP合成。