Question

【題目】科學(xué)家在研究線粒體組分時(shí)，首先將線粒體放在低滲溶液中獲得漲破的外膜，經(jīng)離心后將外膜與線粒體內(nèi)膜包裹的基質(zhì)分開。再用超聲波破壞線粒體內(nèi)膜，破裂的內(nèi)膜自動閉合成小泡，然后用尿素處理這些小泡，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。請分析回答：

圖1

(1)研究人員發(fā)現(xiàn)，在適宜成分溶液中，線粒體含F(xiàn)0—F1內(nèi)膜小泡能完成有氧呼吸第三階段的反應(yīng)，即實(shí)現(xiàn)__________________的氧化，生成________，并能合成大量ATP。

圖2 ATP合成酶分子結(jié)構(gòu)

(2)線粒體內(nèi)膜上的F0—F1顆粒物是ATP合成酶(見圖2)，其結(jié)構(gòu)由突出于膜外的親水頭部和嵌入膜內(nèi)的________尾部組成，其功能是在跨膜H＋濃度梯度推動下合成ATP。為了研究ATP合成酶的結(jié)構(gòu)與合成ATP的關(guān)系，用尿素破壞內(nèi)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____________________條件下，含__________________顆粒內(nèi)膜小泡能合成ATP；處理后含________顆粒內(nèi)膜小泡不能合成ATP，說明F1顆粒的功能是催化ATP的合成。

(3)將線粒體放入低滲溶液中，外膜漲破的原理是___________________。用離心方法能將外膜與線粒體內(nèi)膜包裹的基質(zhì)分開，原因是__________________。線粒體基質(zhì)中可能含有的化學(xué)成分有________(填選項(xiàng)前的字母)。

a．水

b．丙酮酸

c．葡萄糖

d．ATP

e．核苷酸

f．氨基酸

Answer 1

【答案】(1)[H]、(還原氫) 水

(2)疏水 有跨膜H＋濃度梯度 F0—F1 F0

(3)滲透作用 兩個(gè)結(jié)構(gòu)的大小、密度、質(zhì)量不同 abdef

【解析】(1)線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的是有氧呼吸的第三階段，將還原氫氧化生成水，合成大量ATP。(2)膜中磷脂分子的尾部由疏水脂肪鏈構(gòu)成，F(xiàn)0—F1顆粒物的尾部也應(yīng)該是疏水的，這樣的結(jié)構(gòu)才能保持穩(wěn)定。由題干可知，ATP合成酶的功能是在跨膜H＋濃度梯度推動下合成ATP。F1顆粒的功能是催化ATP的合成，F(xiàn)0顆粒的功能是將H＋跨膜運(yùn)輸，將F1顆粒與F0顆粒分開，可研究其功能。(3)由于線粒體膜的滲透作用，將線粒體放入低滲溶液中，線粒體吸水，外膜漲破。由于外膜與線粒體內(nèi)膜包裹的基質(zhì)的大小、密度、質(zhì)量不同，可用離心的方法將它們分開。線粒體基質(zhì)中可進(jìn)行有氧呼吸的第二階段，即將丙酮酸、水轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和還原氫，同時(shí)能合成ATP，且線粒體內(nèi)有DNA和核糖體，能夠獨(dú)立進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。故線粒體基質(zhì)中含有的物質(zhì)有水、丙酮酸、ATP、核苷酸、氨基酸等。