Question

【題目】科學家在研究線粒體膜的功能時，先去除外膜，再用超聲波破壞線粒體內膜，破裂的內膜自動閉合成小泡，然后用尿素處理這些小泡，實驗流程如下圖所示。請據圖回答：

(1)“內共生學說”認為線粒體是好氧細菌被原始真核生物吞噬后，經長期的共生而形成的，依據此學說，可推測線粒體的外膜與原始真核生物的___________(細胞結構)在化學組成上相似，主要成分都是___________。

(2)為研究線粒體內膜的具體功能，科研人員利用___________的原理，使線粒體的外膜先吸水漲破，經___________(實驗技術)后將外膜與線粒體內膜包裹的基質分開。

(3)研究人員發現線粒體內膜上的F0－F1顆粒物既是一種___________，也是ATP合成酶，其中___________是疏水的。為了研究F0－F1顆粒物的結構與合成ATP的關系，研究人員用尿素破壞內膜小泡將F1顆粒與小泡分開，檢測處理前后ATP的合成。若處理之前，在跨膜H+濃度梯度條件下，含F0－F1顆粒內膜小泡能合成ATP；處理后___________，說明F1顆粒的功能與催化ATP的合成有關。

(4)線粒體基質中可能含有的化學成分有___________(填字母)。

a.水 b.丙酮酸 c.葡萄糖 d.ATP e.核苷酸 f.氨基酸

Answer 1

【答案】細胞膜 蛋白質和磷脂（脂質） 滲透作用 離心技術 離子通道（通道蛋白） F0（尾部） 只含F0顆粒內膜小泡不能合成ATP abdef

【解析】

線粒體是一種存在于大多數細胞中的由兩層膜包被的細胞器，是細胞中制造能量的結構，是細胞進行有氧呼吸的主要場所，線粒體擁有自身的遺傳物質和遺傳體系，但其基因組大小有限，是一種半自主細胞器。除了為細胞供能外，線粒體還參與諸如細胞分化、細胞信息傳遞和細胞凋亡等過程，并擁有調控細胞生長和細胞周期的能力。線粒體是真核生物進行氧化代謝的部位，是糖類、脂肪和氨基酸最終氧化釋放能量的場所。線粒體負責的最終氧化的共同途徑是三羧酸循環與氧化磷酸化，分別對應有氧呼吸的第二、三階段。

（1）“內共生學說”認為線粒體是好氧細菌被原始真核生物吞噬后，經長期的共生而形成的，依據此學說，可推測線粒體的外膜與原始真核生物的細胞膜在化學組成上相似，主要成分都是蛋白質和磷脂（脂質）。

（2）滲透作用原理是當細胞液濃度低于外界溶液濃度時，細胞會持續不斷的吸水；當細胞液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水皺縮；根據外膜與內膜包裹的基質的大小、密度、質量等不同，可以利用差速離心的方法將它們分開。

（3）線粒體內膜上進行有氧呼吸第三階段，內膜也是一層生物膜，上面附著在許多與有氧呼吸相關的酶，F0－F1顆粒物是ATP合成酶，在結構上是一種通道蛋白，其由親水的F1（頭部）與疏水的F0（尾部）組成。其功能是在跨膜H+濃度梯度推動下合成ATP；用尿毒破壞內膜小泡將F1顆粒與含F0的小泡分開，在跨膜H+濃度梯度推動下含F0的小泡不能合成ATP，則證明F1顆粒的功能是催化ATP合成。

（4）線粒體基質是進行有氧呼吸的主要場所，同時還有DNA，所以線粒體基質中可能含有水、丙酮酸、無葡萄糖、產生ATP，有核苷酸和氨基酸及RNA聚合酶等。

故線粒體基質中可能含有的化學成分有abdef。