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,经使用一定方法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,实验结果如图一所示。图二为内膜与F0-F1颗粒物局部结构图。请分析并回答下面的问题。
12.将线粒体放入低渗溶液中,外膜涨破的原理是_______________。将外膜与线粒体内膜及其他结构分离的方法是________________。线粒体基质中可能含有________(填选项前的字母)。
a脱氧核糖核酸 b丙酮酸 c葡萄糖
d胸腺嘧啶 e核苷酸 fRNA聚合酶
13.研究发现,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
_________阶段的反应,其反应式为__________________________________。
14.图二所示的线粒体内膜上的F0-F1颗粒物是ATP合成酶,该结构的亲水头部与疏水尾部依次_______________________(与内膜的位置关系),其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP。
15.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,在有跨膜H+浓度梯度条件下,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颗粒的功能是催化ATP的合成。
渗透作用 差速离心法 abdef
线粒体内膜向内折叠形成嵴增大线粒体的膜面积,比外膜面积大,所以在低渗溶液中外膜先发生渗透吸水而胀破,再根据密度不同,利用差速离心法获得各种细胞器。
考查获取细胞器的方法。
通常让细胞渗透吸水胀破,再利用差速离心法获得各种细胞器。
注意线粒体内膜向内折叠形成嵴,增大线粒体的膜面积。
掌握获得各种细胞器的原理和方法是解题关键,难度适中。
三
在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段,是将前二阶段产生的[H]与氧气结合生成水并放出大量能量过程。
考查细胞呼吸过程及场所相关知识。
在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段,是将前二阶段产生的[H]与氧气结合生成水并放出大量能量过程。
注意在线粒体内膜上进行是有氧呼吸第三阶段。
掌握有氧呼吸各个阶段的原料、条件、场所是解题关键,难度适中。
突出于膜外、嵌于膜内
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,其亲水性F1突出于膜外、F0嵌于膜内是催化ATP合成。
考查构成膜结构物质的关系。
根据化学上的相似相溶原理,亲水性与亲水性结合,疏水性与疏水性相连,膜上的疏水性位于膜内,膜两侧均是亲水性的物质。
注意磷脂双分子层的排布,内外侧均是亲水性的,中间是疏水性的尾部。
掌握膜结构的特点是解题的关键,难度适中。
含F0-F1 含F0
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;用尿毒破坏内膜小泡将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。
考查线粒体内膜上的物质功能。
通常实验设计,去除后看其是否具有该功能,即看ATP能否合成。
注意实验设计过程的单一变量原则,实验结果如何呈现。
掌握实验设计原则及结果呈现是解题的关键,难度适中。