Question

【题目】科学家将线粒体洗涤后置于蒸馏水中，然后通过一定的方法获取线粒体内膜，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，线粒体内膜上的F0--F1颗粒物是ATP合成酶，请分析回答：

（1）据题干信息，在适宜成分溶液中，线粒体含F0--F1颗粒内膜小泡能生成__________（答两种物质）。

（2）ATP合成酶可在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP，由此推测H+跨膜运输的方式为_________。

（3）用_____法能将外膜与内膜等其他结构分开，最终得到的上清液中可能含有____（多选，填字母）

a.DNA b.丙酮酸 c.葡萄糖 d.染色质 e. t RNA f.RNA聚合酶

（4）根据题干信息设计实验证明F1颗粒能催化ATP的合成，F0颗粒不能催化ATP的合成（写出实验设计思路即可） ___________________

Answer 1

【答案】水ATP和NAD+ 协助扩散 差速离心（离心） abef 在跨膜H+浓度梯度和有氧等条件下，将等量的含F1颗粒和F0颗粒内膜小泡分别加入适宜成分溶液中，一段时间后检测是否有ATP的合成（多设置加含F0--F1颗粒内膜小泡组也行）

【解析】

有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段，在细胞质基质，葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸分解为二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段，前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水，产生大量的能量。

分析题图：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。

（1）据题干信息，在适宜成分溶液中，线粒体含F0--F1颗粒内膜小泡进行的是有氧呼吸第三阶段，因此生成的物质有水、ATP和NAD+。

（2）根据题意分析，ATP合成酶可在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP，说明H+是从高浓度向低浓度运输的，为协助扩散。

（3）用差速离心法能将线粒体的外膜与内膜等其他结构分开，原因是它们大小、密度、质量不同。线粒体中含有少量的DNA和RNA，但是不含染色质；线粒体可以进行有氧呼吸第二阶段，因此含有丙酮酸但是不含葡萄糖；线粒体内也可以进行转录，因此还含有RNA聚合酶。故选abef。

（4）根据题意分析，该实验的目的是要证明F1颗粒能催化ATP的合成，F0颗粒不能催化ATP的合成，实验的自变量是颗粒的种类，实验设计思路为：在跨膜H+浓度梯度和有氧等条件下，将等量的含F1颗粒和F0颗粒内膜小泡分别加入适宜成分溶液中，一段时间后检测是否有ATP的合成（多设置加含F0--F1颗粒内膜小泡组也行）。