Question

13．线粒体内膜上的F₀-F₁颗粒物是ATP合成酶，下图1是其结构示意图．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使外膜涨破，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，实验过程如图2所示．请回答下列问题：

（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[H] 的氧化，生成水，并能合成大量 ATP．
（2）线粒体内膜上的F₀-F₁颗粒物中，疏水性的部分是F0．从图1可以看出，当线粒体内膜内外存在H+浓度梯度时，F₀-F₁颗粒物能催化ATP的合成．
（3）为了研究ATP合成与F₁颗粒是否有关，用尿素破坏内膜小泡将F₁颗粒与小泡分开，检测处理前后ATP的合成．若处理之前，含F0-F1颗粒的内膜小泡能合成ATP，处理后含F0颗粒的内膜小泡不能合成ATP，则说明F₁颗粒与催化ATP的合成有关．
（4）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是渗透作用．用离心方法能将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开，原因是两种结构的密度不同．线粒体基质中不可能含有的化学成分有c．
a．水     b．丙酮酸   c．葡萄糖    d．ATP    e．核苷酸   f．氨基酸．

Answer 1

分析

解答 解：（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F₁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．
（3）为了研究ATP合成与F₁颗粒是否有关，用尿素破坏内膜小泡将F₁颗粒与小泡分开，检测处理前后ATP的合成．若处理之前，含F0-F1颗粒的内膜小泡能合成ATP，处理后含F0 颗粒的内膜小泡不能合成ATP，则说明F₁颗粒与催化ATP的合成有关．
（4）将线粒体放入低渗溶液中，线粒体会渗透吸水涨破，两个结构的大小、密度、质量不同，离心时，可以被分到不同的层次；葡萄糖不能直接进入线粒体，所以线粒体基质中不会含有葡萄糖．
故答案为：
（1）[H]水   
（2）F0      H+浓度梯度
（3）处理之前，含F0-F1颗粒的内膜小泡能合成ATP，处理后含F0 颗粒的内膜小泡不能合成ATP
（4）渗透作用    两种结构的密度不同     c

点评 本题结合图解，考查细胞呼吸的相关知识，要求考生识记细胞有氧呼吸的具体过程及场所，能结合图中和题中信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．