Question

18．回答有关体温调节和细胞产热的问题．
动物体在寒冷刺激下下丘脑通过神经和体液的途径调节体温，如图1，图中字母表示器官或组织细胞，数字表示途径．图2为生活在寒冷地带非冬眠小型哺乳动物体内褐色脂肪组织细胞（BAT细胞）产热过程的示意图．请分析回答．

（1）图1中，A代表的组织细胞是肾上腺髓质．途径①以神经调节方式传递信息，途径②的信号分子是促甲状腺素释放激素．在持续的寒冷环境中，动物体调节机体产热的主要途径是②③．（用图1数字编号表示）
（2）图2中，甲状腺激素对BAT细胞的作用是CE（多选）．
A．促进线粒体的氧化分解
B．使细胞中cAMP（环磷酸腺苷）增加
C．促进UCP-1基因的表达
D．促进去甲肾上腺素进入细胞
E．增加去甲肾上腺素受体的数量
（3）在持续寒冷刺激的条件下，BAT细胞中的脂肪酸主要去路是D．
A．与甘油在线粒体内重新合成甘油三酯
B．转化成丙酮酸后再进入线粒体参与糖代谢
C．在细胞质基质中被氧化成二碳化合物后再进入线粒体
D．在线粒体基质中被氧化成二碳化合物后再参与三羧酸循环
线粒体内膜上富含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蛋白的作用是能增大线粒体内膜对H⁺的通透性，消除H⁺梯度，减少ATP的合成．
（4）由此可知，UCP-1蛋白对细胞呼吸的作用效应是（使有氧呼吸的最后阶段释放出来的）能量更多地转化成热能，减少ATP的生成．
（5）分析图2，cAMP促进BAT细胞产热的机理是一方面cAMP促进脂肪氧化分解；另一方面促进UCP-1蛋白的合成，增加热能转化．

Answer 1

分析 据图示分析，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）寒冷刺激使冷觉感受器兴奋，下丘脑体温调节中枢使机体增加产热减少散热以维持体温恒定，增加产热的途径是骨骼肌颤栗、立毛肌收缩、下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素分泌增加，使细胞代谢增强、下丘脑分泌②促甲状腺激素释放激素增加作用于B垂体，使垂体分泌促甲状腺激素增加作用于C甲状腺，使甲状腺激素分泌增加作用几乎于全身每一个细胞，使细胞代谢增强，从而增加产热．另一方面皮肤血管收缩血流量减少、减少排汗等使散热减少．此过程是神经和体液调节共同作用的结果．在持续的寒冷环境中，动物体调节机体主要通过肾上腺激素和甲状腺激素增强细胞代谢来增加产热量．
（2）据图分析可知，甲状腺激素被BAT细胞吸收后，一方面增加去甲肾上腺素受体的数量；另一方面进入细胞核中，促进UCP-1基因的表达出UCP-1．故选：CE．
（3）在持续寒冷的环境中，通过神经调节和体液调节，最终引起BAT细胞脂肪在细胞质中分解为脂肪酸，脂肪酸进入线粒体中，在线粒体基质中被氧化成二碳化合物后再参与三羧酸循环，分解脂肪增加和ATP合成减少，实现产热增加，维持体温的稳定．故选：D．
（4）分析图2可知，UCP-1蛋白促进线粒体，（使有氧呼吸的最后阶段释放出来的）能量更多地转化成热能，减少ATP的生成，实现产热增加．
（5）分析图2可知，cAMP促进BAT细胞产热的机理是一方面cAMP促进脂肪氧化分解；另一方面促进UCP-1蛋白的合成，增加热能转化．
故答案为：
（1）肾上腺髓质     神经调节     促甲状腺素释放激素     ②③
（2）CE
（3）D
（4）（使有氧呼吸的最后阶段释放出来的）能量更多地转化成热能，减少ATP的生成
（5）一方面cAMP促进脂肪氧化分解；另一方面促进UCP-1蛋白的合成，增加热能转化

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，意在考查考生的识图能力、能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．