题目内容
【题目】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，实验结果如下图所示。请分析回答下列有关问题：
（1）研究发现，线粒体内膜蛋白质含量高于外膜，原因是____________________。将线粒体放入一定浓度的低渗溶液中，发现外膜涨破，内膜没有涨破，可能的原因是_____________。用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内膜自动闭合成小泡，说明生物膜的结构特点具有__________。
（2）线粒体内膜上的F0－F1颗粒物是ATP合成酶，其结构由突出于膜外的亲水头部和嵌入膜内的疏水尾部组成，其功能是在跨膜H＋浓度梯度推动下合成ATP。
①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颗粒参与催化ATP的合成。
②ATP合成酶在植物细胞中还可分布于_________膜上。
【答案】含有大量与有氧呼吸有关的酶 内膜向内腔折叠形成嵴 一定的流动性 有跨膜H＋浓度梯度 F0－F1 F0 ②类囊体
【解析】
本题以线粒体为知识背景，综合考查了生物膜的结构、功能及ATP合成的场所等基础知识，此外还考查了学生获取信息的能力。
（1）生物膜的主要成分是磷质和蛋白质，蛋白质在生物膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。线粒体内膜蛋白质含量高于外膜，原因是有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜发生，该阶段需要大量酶的催化。线粒体是由内外膜两层膜组成的细胞器，外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开，使得线粒体内的化学反应不受外部干扰，而内膜折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。因此将线粒体放入一定浓度的低渗溶液中，发现外膜容易吸水涨破，而内膜却不易涨破。生物膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性。（2）结合题目的图片信息和语言描述可知ATP合成酶是一个复合物由F0－F1颗粒物组成，在跨膜H＋浓度梯度推动下合成可催化ATP合成，用尿素破坏内膜小泡之前，内膜小泡含有F0－F1颗粒物（ATP合成酶），这时如果有跨膜H＋浓度梯度，则在F0－F1颗粒物（ATP合成酶）作用下小泡能合成ATP，用尿素处理小泡使得F1与小泡（内含F0）分开，结果含F0的颗粒小泡不能合成ATP，说明F1颗粒参与催化ATP的合成。在植物细胞内，合成ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质，其中与ATP合成有关的膜结构有线粒体内膜和类囊体薄膜。
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