Question

13．線粒體內(nèi)膜上的F₀-F₁顆粒物是ATP合成酶，下圖1是其結(jié)構(gòu)示意圖．科學(xué)家在研究線粒體組分時，首先將線粒體放在低滲溶液中使外膜漲破，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，實驗過程如圖2所示．請回答下列問題：

（1）研究人員發(fā)現(xiàn)，在適宜成分溶液中，線粒體含 F₀-F₁內(nèi)膜小泡能完成有氧呼吸第三階段的反應(yīng)，即實現(xiàn)[H] 的氧化，生成水，并能合成大量 ATP．
（2）線粒體內(nèi)膜上的F₀-F₁顆粒物中，疏水性的部分是F0．從圖1可以看出，當(dāng)線粒體內(nèi)膜內(nèi)外存在H+濃度梯度時，F(xiàn)₀-F₁顆粒物能催化ATP的合成．
（3）為了研究ATP合成與F₁顆粒是否有關(guān)，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，含F(xiàn)0-F1顆粒的內(nèi)膜小泡能合成ATP，處理后含F(xiàn)0顆粒的內(nèi)膜小泡不能合成ATP，則說明F₁顆粒與催化ATP的合成有關(guān)．
（4）將線粒體放入低滲溶液中，外膜漲破的原理是滲透作用．用離心方法能將外膜與線粒體內(nèi)膜包裹的基質(zhì)分開，原因是兩種結(jié)構(gòu)的密度不同．線粒體基質(zhì)中不可能含有的化學(xué)成分有c．
a．水     b．丙酮酸   c．葡萄糖    d．ATP    e．核苷酸   f．氨基酸．

Answer 1

分析

解答 解：（1）有氧呼吸第三階段是前兩階段產(chǎn)生的[H]與O₂結(jié)合生成水，釋放大量能量的過程．
（2）由圖2所示知，F(xiàn)₀-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．用尿素破壞內(nèi)膜小泡將F₁顆粒與含F(xiàn)₀的小泡分開，在跨膜H⁺濃度梯度推動下含F(xiàn)₀的小泡不能合成ATP，則證明F₁顆粒的功能是催化ATP合成．
（3）為了研究ATP合成與F₁顆粒是否有關(guān)，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，含F(xiàn)0-F1顆粒的內(nèi)膜小泡能合成ATP，處理后含F(xiàn)0 顆粒的內(nèi)膜小泡不能合成ATP，則說明F₁顆粒與催化ATP的合成有關(guān)．
（4）將線粒體放入低滲溶液中，線粒體會滲透吸水漲破，兩個結(jié)構(gòu)的大小、密度、質(zhì)量不同，離心時，可以被分到不同的層次；葡萄糖不能直接進(jìn)入線粒體，所以線粒體基質(zhì)中不會含有葡萄糖．
故答案為：
（1）[H]水   
（2）F0      H+濃度梯度
（3）處理之前，含F(xiàn)0-F1顆粒的內(nèi)膜小泡能合成ATP，處理后含F(xiàn)0 顆粒的內(nèi)膜小泡不能合成ATP
（4）滲透作用    兩種結(jié)構(gòu)的密度不同     c

點評 本題結(jié)合圖解，考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識，要求考生識記細(xì)胞有氧呼吸的具體過程及場所，能結(jié)合圖中和題中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．