题目内容
【题目】人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对小鼠BAT代谢进行了相关研究。
(1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因:_________,体积变小,相对面积增大,易于分解产热;________(细胞器)增多,产热增加。
(2)雌激素相关受体γ(ERRγ)与BAT代谢密切相关。科研人员利用无活性DNA片段构建重组DNA,导入野生型小鼠(WT)_________细胞,使其插入ERRγ基因内部,导致ERRγ基因发生__________,获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验,结果如图2。在第6小时_________小鼠全部死亡。结果说明蛋白质___________________与抵抗寒冷关系密切。
(3)检测两种小鼠在4℃冷环境中体内BAT和WAT的数量,计算其比值(BAT/WAT),结果如图3,由此可推测___________________。
(4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如图4。据图可知,KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为_____________。同时利用分子生物学技术检测发现,KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上。结合图4结果推测,UCP-1蛋白的作用是___________________________________。
(5)综上研究可知,ERRγ,在相关激素的调节下,通过促进__________________;促进____________的表达使产热增加,这样的调节过程使小鼠适应寒冷环境。
【答案】脂肪滴变多 线粒体 受精卵 基因突变 KO ERRγ(或雌激素相关受体γ) 雌激素通过ERRγ蛋白(通过一系列信号传导通路)促进TWAT转化为BAT 1.4(17.5÷12.5) 减少ATP合成,促进能源物质中的化学能更大比例的转化为热能 WAT转化为BAT UCP-1基因
【解析】
根据题意可知,白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。通过题干及四个图示可知ERRγ在相关激素的调节下,通过促进WAT转化为BAT;促进UCP-1基因的表达,使产热增加过程使小鼠适应寒冷环境。
(1)根据题干信息可知:WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来,BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求;图中BAT内含有许多小的脂肪滴和线粒体,所以从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因脂肪滴变多,体积变小,相对面积增大,易于分解产热;线粒体增多,产热增加。
(2)已知雌激素相关受体γ(ERRγ)与BAT代谢密切相关,利用基因工程获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO),即利用无活性DNA片段构建重组DNA,导入野生型小鼠(WT)受精卵细胞,使其插入ERRγ基因内部,导致ERRγ基因发生基因突变,获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验,结果如图2。在第6小时ERRγ基因缺陷的KO小鼠全部死亡,结果说明ERRγ受体蛋白与抵抗寒冷关系密切。
(3)根据第(2)问的分析结合图3可知,雌激素通过ERRγ蛋白(通过一系列信号传导通路)促进WAT转化为BAT。
(4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如图4。据图可知图中所示的是释放的热量占释放总能量比例,分别为KO组为82.5%,WT组为87.5%,所以KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP分别比例为17.5%、12.5%,二者的比值为1.4。已知KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上,结合图4结果可以推测,UCP-1蛋白的作用是减少ATP合成,促进能源物质中的化学能更大比例的转化为热能。
(5)综上研究可知,ERRγ在相关激素的调节下,通过促进WAT转化为BAT;促进UCP-1基因的表达,使产热增加使小鼠适应寒冷环境。
【题目】回答下列温室大棚种植作物的相关问题:
(1)相对于晴朗夏日而言,阴天的温室内,应适当____________(填“升高”或“降低”)温度,原因是_______________。
(2)阴天时,需要人工补充光源,但到了夜晚,光源关闭,此刻的作物叶肉细胞的叶绿体内C3的含量会_____(填“升高”或“降低”),原因是____________________。
(3)某温室管理者将某工厂排放的废气(含较多CO2等)引入温室来提高作物的产量,将一些生长状况相近的同种幼苗平均分成两组,分别在两个相邻的温室培养,室内其他条件相同。
在实验前和实验第14天,这两组作物的株高平均高度如下表所示:
株高平均高度(cm) | ||
实验前 | 实验第14天 | |
A组 | 10.2 | 19.5 |
B组 | 10.5 | 14.5 |
试解释形成A.B两组株高差异的原因:_______________________________。