Question

【题目】线粒体是有氧呼吸的主要场所。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，实验结果如下图所示。请分析回答下列有关问题

（1）研究发现，线粒体内膜蛋白质含量高于外膜，原因是__________。用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内膜自动闭合成小泡，说明生物膜结构具有__________的特点。

（2）图中含F0—F1颗粒的内膜小泡有可能完成有氧呼吸第__________阶段的反应。

（3）线粒体内膜上的F0—F1颗粒物是ATP合成酶，如下图所示，其结构由突出于膜外的亲水头部和嵌入膜内的疏水尾部组成，其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP。

①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F1颗粒与小泡分开，检测处理前后ATP的合成。若处理之前，在具有跨膜H+浓度梯度的条件下，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颗粒参与催化ATP的合成。

②ATP合成酶在植物细胞中还可能分布于__________膜上。

Answer 1

【答案】含有大量与有氧呼吸有关的酶 流动 三 F0—F1 F0 类囊体

【解析】

有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段的场所在细胞质基质，第二阶段在线粒体基质，第三阶段在线粒体内膜，三个阶段都能生成ATP。分析题图：F0—F1颗粒物是ATP合成酶，由亲水头部F1和嵌入膜内的疏水尾部F0组成，其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP。

（1）线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，含有大量与有氧呼吸有关的酶，因此，线粒体内膜蛋白质含量高于外膜。用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内膜自动闭合成小泡，说明生物膜的结构特点是：具有一定的流动性。

（2）线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此，图中含F0—F1颗粒的内膜小泡有可能完成有氧呼吸第三阶段的反应。

（3）线粒体内膜上的F0—F1颗粒物是ATP合成酶，如图所示，其结构由突出于膜外的亲水头部F1和嵌入膜内的疏水尾部F0组成，其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP。

①线粒体内膜上的F0—F1颗粒物是ATP合成酶，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F1颗粒与小泡分开，检测处理前后ATP的合成。若处理之前，在具有跨膜H+浓度梯度的条件下，含F0—F1颗粒内膜小泡能合成ATP，处理后含F0颗粒内膜小泡不能合成ATP，说明F1颗粒参与催化ATP的合成。

②线粒体和叶绿体中都能合成ATP，因此，ATP合成酶在植物细胞中还可能分布于叶绿体类囊体膜上。