Question

8．回答有关体温调节和血脂代谢的问题：布氏田鼠是生活在寒冷地带的一种非冬眠小型哺乳动物．如图1为持续寒冷刺激下布氏田鼠体内调节褐色脂肪组织细胞（BAT细胞）产热过程示意图．

（1）寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素（神经递质），该物质被BAT细胞识别后引起细胞中cAMP增加，进而促进脂肪分解参与细胞呼吸．另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素的量增加，最终导致体内甲状腺激素的量增加，从而促进UCP-1基因的表达．
（2）有氧呼吸过程中大量ATP的合成是在线粒体内膜处完成的，该结构富含ATP合成酶，能在跨膜H⁺浓度梯度的推动下合成ATP．在BAT细胞中，UCP-1蛋白能增大该结构对H⁺的通透性，消除H⁺梯度，无法合成ATP，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成热能．
（3）综上所述，在持续寒冷的环境中，布氏田鼠通过神经与体液调节，最终引起BAT细胞中脂肪分解加快和合成ATP减少，实现产热增加，以维持体温恒定．

Answer 1

分析 据图分析，寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素，导致BAT细胞中cAMP增加，cAMP的直接作用是促进脂肪分解和促进UCP-1基因的表达．另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素的量增加，最终导致体内甲状腺激素的量增加．

解答 解：（1）由图中可以看出，在持续寒冷刺激下，下丘脑一方面分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺，从而使甲状腺激素分泌增多，从而促进 UCP-1基因的表达，这体现了激素的分级调节的机制；另一方面下丘脑通过传出神经的神经末梢释放去甲肾上腺素，去甲肾上腺素与细胞膜上的相应受体结合，导致BAT细胞中cAMP增加．
（2）由于线粒体内膜富含ATP合成酶，能在跨膜H⁺浓度梯度的推动下合成ATP，所以有氧呼吸过程中大量ATP的合成是在线粒体内膜上；由题图可知，在BAT细胞中，UCP-1蛋白能增大该结构对H⁺的通透性，消除H⁺梯度，无法合成ATP，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成热能
（3）生命活动的调节方式是神经调节和体液调节，由图中可知，通过调节作用使细胞中脂肪氧化分解增加，同时减少ATP合成，使产热增加．
故答案为：
（1）去甲肾上腺素（神经递质）    甲状腺激素   UCP-1基因
（2）增大   热能
（3）神经与体液    脂肪

点评 本题考查神经调节、有氧呼吸、基因表达、脂质代谢等相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力，属于中档题．