题目内容

【题目】下图表示线粒体内膜上发生的部分代谢过程,载体蛋白A可以传递有机物分解产生的电子,同时又将H运输到膜间隙,使膜两侧形成H浓度差。回答下列问题:

(1)在线粒体内膜上发生的是有氧呼吸的第______阶段,其主要的生理意义是____________

(2)由图可知,H通过结构B__________(填“主动运输”或“被动运输”)的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成。上图生理过程中发生的能量转换是__________(用文字和箭头表示)

(3)某些早春开花植物的花器官能够自主产生热量,使花部温度明显高于周围环境温度,从而促使生殖发育顺利完成。这些植物的花器官细胞线粒体内膜上存在UCP蛋白(H通道蛋白)。由图可知,UCP蛋白的存在能使线粒体内膜合成ATP减少,原因是_______________。试分析早春开花植物的花抵御低温冻伤的机理是____________________________________

【答案】 为生命活动供能 被动运输 电能(→势能)→化学能 H+通过UCP蛋白扩散到线粒体基质,导致通过结构B进入线粒体基质的H+减少,ATP合成减少 线粒体产生的ATP减少,有氧呼吸中释放的热能比例增大,花器官在短期内能产生大量热量

【解析】

有氧呼吸主要分为三个阶段:

第一阶段:在细胞质的基质中,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,同时脱下4[H];在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生少量的ATP。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质基质中进行的。

第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下,共脱下20[H],丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量,其中一部分用于合成ATP,产生少量的能量。这一阶段也不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。

第三阶段:在线粒体的内膜上,前两阶段脱下的共24[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6O2结合成水;在此过程中释放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生大量的能量。这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。

(1)由分析可知,在线粒体内膜上发生的是有氧呼吸的第三阶段,在此过程中释放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,产生大量的能量,其主要的生理意义是为生命活动供能。

(2)通过图示可知,电子经ABC传递时释放的能量用于将H+跨膜运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差,伴随着H+顺浓度梯度转运产生ATP,因此H通过结构B以被动运输的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成;上图生理过程中发生的能量转换是电子中储存的电能(→分子浓度差产生的势能)→ATP中储存的化学能;

(3) 由图可知,AOX蛋白可使电子绕过BC,直接传递给O2,将减少一条电子传递路径与O2结合,因此,此电子传递路径将会导致线粒体内膜产生的ATP减少。由于UCP蛋白可以使H+由膜间隙跨膜运输到线粒体基质,消弱了原本形成H+浓度梯度(降低了形成的浓度差),所以UCP蛋白的存在使线粒体内膜合成ATP减少。研究表明,AOXUCP蛋白表达量在生热开始时急速上调。据以上信息分析,早春开花植物的花通过AOXUCP蛋白,使线粒体产生的ATP减少,有氧呼吸中释放的热能比例增大,花器官在短期内能产生大量热量,从而抵御低温冻伤,促进生殖发育顺利完成

练习册系列答案
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2)若图2所示的种群为某鼠种群。在C点时,鼠种群的年龄组成类型为_________。在无迁入和迁出的情况下,该种群数量每年均以150%的速长率(出生率-死亡率)增长,若该种群初始数量为N,则两年后它们的数量将达到_____________

3)采用样方法调查该稀树草原中风信子的种群密度,选取样方的关键在于________。若同时统计各样方中物种数目,则可以起到调查__________的作用。

4)在图1所示的稀树草原的食物网中,最高营养级的能量去向包括:________________________。假设每种动物从上一营养级不同生物中获得的能量相同且能量传递效率均为10%,若狼种群增重6Kg,需要消耗草________Kg

5)某年气温明显增高,食物丰富,稀树草原昆虫数量也增多,但并没有呈现J型增长的状态,这是_________(填“负反馈”或“正反馈”)调节的结果。多年来,该稀树草原牧民大力植树种草,使草原生态环境明显好转,牧业产量呈持续增长势头,说明人类活动能影响群落演替的____________________,也使生态系统的抵抗力稳定性得以增强。

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