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  • 所属章节：第3节 细胞呼吸的原理和应用

    • 【简答题】科学家在研究线粒体组分时，首先将线粒体放在低渗溶液中获得涨破的外膜，经离心后将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开，再用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内膜自动闭合成小泡，然后用尿素处理这些小泡，实验结果如下图1所示。请分析回答：

    YAWEN OFFICE  YAWEN OFFICE

    (1)研究人员发现，在适宜成分溶液中，线粒体含F0F1颗粒内膜小泡能完成有氧呼吸第三阶段的反应，即实现____的氧化，生成____，并能合成大量ATP。

    (2)线粒体内膜上的F0F1颗粒是ATP合成酶(见图2)，其结构由突出于膜外的亲水头部和嵌入膜内的____尾部组成，其功能是在跨膜H＋浓度梯度推动下合成ATP。为了研究ATP合成酶的结构与合成ATP的关系，用尿素破坏内膜小泡将F1颗粒与小泡分开，检测处理前后ATP的合成。若处理之前，在________________________
    条件下，含____颗粒内膜小泡能合成ATP；处理后含____颗粒内膜小泡不能合成ATP，说明F1颗粒的功能是催化ATP的合成。
    (3)将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是________。用离心方法能将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开，原因是_________________。线粒体基质中可能含有的化学成分有____(填选项前的字母)。
    a．水　 b．丙酮酸　　　　c．葡萄糖     d．ATP  e．核苷酸        f．氨基酸

     

     

    【答案】：(1)[H](或还原氢)　水　(2)疏水　有跨膜H＋浓度梯度　F0－F1　F0　(3)渗透作用　两种物质的结构的大小、密度、质量不同　abdef

    【解析】：(1)线粒体内膜上进行的是有氧呼吸的第三阶段，将还原氢氧化生成水，合成大量ATP。(2)膜中磷脂分子的尾部由疏水脂肪链构成，F0－F1颗粒的尾部也应该是疏水的，这样的结构才能保持稳定。由题干可知，ATP合成酶的功能是在跨膜H＋浓度梯度推动下合成ATP。F1颗粒的功能是催化ATP的合成，F0颗粒的功能是将H＋跨膜运输，将F1颗粒与F0分开，可研究其功能。(3)由于线粒体膜具有选择透过性，将线粒体放入低渗溶液中，线粒体吸水，外膜胀破。由于外膜与线粒体内膜包裹的基质的大小、密度、质量不同，可用离心的方法将它们分开。线粒体基质中可进行有氧呼吸的第二阶段，即将丙酮酸、水转变为CO2和还原氢，同时能合成ATP，且线粒体内有DNA和核糖体，能够独立进行转录和翻译过程。故线粒体基质中含有的物质有水、丙酮酸、ATP、核苷酸、氨基酸等。