Question

（9分）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，实验结果如图所示。请分析回答：

（1）研究人员发现，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，即实现________的氧化，生成________，并能合成大量ATP。
（2）线粒体内膜上的F₀—F₁颗粒物是ATP合成酶（见图），其结构由突出于膜外的亲水头部和嵌入膜内的________尾部组成，其功能是在跨膜H⁺浓度梯度推动下合成ATP。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F_１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颗粒的功能是催化ATP的合成。

（3）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是       。用离心方法能将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开，原因是       。线粒体基质中可能含有的化学成分有        （填选项前的字母）。
a．水  b．丙酮酸 c．葡萄糖  d．ATP    e．核苷酸   f．氨基酸

Answer 1

（1）NADH（[H]、还原性氢）  水
（2）疏水    有跨膜H⁺浓度梯度     含F₀—F₁    含F₀
（3）渗透作用     两个结构的大小、密度、质量不同     abdef

解析试题分析：（1）有氧呼吸第三阶段是前两阶段产生的[H]与O₂结合生成水，释放大量能量的过程。
（2）由图2所示知，F₀—F₁颗粒物即ATP合成酶由亲水的F₁（头部）与疏水的F₀（尾部）组成，其功能是在跨膜H⁺浓度梯度推动下合成ATP。用尿素破坏内膜小泡将F_１颗粒与含F₀的小泡分开，在跨膜H⁺浓度梯度推动下含F₀的小泡不能合成ATP，则证明F₁颗粒的功能是催化ATP合成。
考点：本题考查有氧呼吸过程中的物质变化、ATP合成酶的作用机制和线粒体结构的相关知识，意在考查考生从图表中获取有效信息，并运用这些信息结合所学知识解决相关生物学问题的能力和运用所学知识，通过分析与综合等方法对ATP合成酶的作用机制进行解释、推理，做出合理判断的能力。