Question

7．线粒体是有氧呼吸的主要场所，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，经使用一定方法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，实验结果如图一所示．图二为内膜与F₀-F₁颗粒物局部结构图．请分析并回答下面的问题．

（1）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是渗透作用．将外膜与线粒体内膜及其他结构分离的方法是差速离心法．线粒体基质中可能含有abdef（填选项前的字母）．
a．脱氧核糖核酸　b．丙酮酸　c．葡萄糖
d．胸腺嘧啶　e．核苷酸     f．RNA聚合酶
（2）研究发现，在适宜成分溶液中，线粒体含F₀-F₁内膜小泡能完成有氧呼吸第三阶段的反应，其反应式为[H]+O₂H₂O+能量．
（3）图二所示的线粒体内膜上的F₀-F₁颗粒物是ATP合成酶，该结构的亲水头部与疏水尾部依次突出于膜外、嵌于膜内（与内膜的位置关系），其功能是在跨膜H⁺浓度梯度推动下合成ATP．
（4）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，在有跨膜H⁺浓度梯度条件下，含含F₀-F₁颗粒内膜小泡能合成ATP；处理后含含F₀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．

Answer 1

分析

解答 解：（1）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是渗透作用．将外膜与线粒体内膜及其他结构分离采用差速离心法．线粒体基质中可能含有少量的DNA，因此含有胸腺嘧啶和脱氧核糖核苷酸；线粒体中能进行转录过程，因此也含有RNA聚合酶；有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸能通过线粒体膜进入线粒体，因此含有丙酮酸，但不含葡萄糖．
（2）线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上发生的反应为[H]+O₂→H₂O+能量．
（3）亲水头部突出于膜外，与疏水尾部嵌于膜内．
（4）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F₁颗粒的功能是催化ATP的合成，则处理之前，在有跨膜H⁺浓度梯度条件下，含F₀-F₁颗粒内膜小泡能合成ATP，处理后含F₀颗粒内膜小泡不能合成ATP．
故答案为：
（1）渗透作用　    差速离心法　    abdef
（2）三[H]+O₂→H₂O+能量
（3）突出于膜外、嵌于膜内
（4）含F₀-F₁     含F₀

点评 本题结合图解，考查细胞呼吸的相关知识，要求考生识记细胞有氧呼吸的具体过程及场所，能结合图中和题中信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．