Question

8．Donal Parsons和他的同事最先建立了分離線粒體內(nèi)膜、外膜及其他組分的方法，如圖所示．請分析實驗，回答下列問題：
（1）線粒體內(nèi)膜上的F_o-F₁顆粒物是ATP合成酶，其結構由突出于膜外的親水頭部和嵌入膜內(nèi)疏水的尾部組成，其功能是在跨膜H⁺濃度梯度推動下合成ATP．
（2）為了研究ATP合成酶的各部分結構與合成ATP的關系，請在圖示實驗基礎上和含有ADP、Pi等適宜條件下，完善下列實驗設計方案：

	對照組	實驗組
自變量	①含F(xiàn)0-F1顆粒的內(nèi)膜小泡	②含F(xiàn)0顆粒的內(nèi)膜小泡	③F1顆粒
因變量	ATP合成量
實驗結果及結論	①③組能合成ATP，②組不能合成ATP，說明F1顆粒的功能是催化ATP的合成

Answer 1

分析 （1）有氧呼吸分為三個階段：第一階段，在細胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖分解為丙酮酸和[H]，釋放少量能量；第二階段，在線粒體基質(zhì)，丙酮酸分解為二氧化碳和[H]，釋放少量能量；第三階段，前兩個階段產(chǎn)生的[H]與氧氣結合生成水，產(chǎn)生大量的能量．
（2）由圖2所示知，F(xiàn)₀-F₁顆粒物即ATP合成酶由親水的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．

解答 解：（1）由圖示知，F(xiàn)₀-F₁顆粒物即ATP合成酶由親水的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．用尿素破壞內(nèi)膜小泡將F₁顆粒與含F(xiàn)₀的小泡分開，在跨膜H⁺濃度梯度推動下含F(xiàn)₀的小泡不能合成ATP，則證明F₁顆粒的功能是催化ATP合成．
（2）從題目可以知道本實驗的目的是：研究能催化ATP合成的是F₀顆粒還是F₁顆粒，從而可知本實驗的自變量應是不同的顆粒物，故對照組是F₀顆粒和F₁顆粒都有，從圖中來找應為含F(xiàn)₀-F₁顆粒的內(nèi)膜小泡，實驗組是一組F₀顆粒從圖來看應為含F(xiàn)₀顆粒的內(nèi)膜小泡，一組F₁顆粒；從實驗結論可知F₁顆粒能催化ATP的合成，故有F₁顆粒的組均可以合成ATP． 
故答案為：
（1）疏水   
（2）①含F(xiàn)₀-F₁顆粒的內(nèi)膜小泡    ②含F(xiàn)₀顆粒的內(nèi)膜小泡   ATP合成量   ①③

點評 本題考查有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化、ATP合成酶的作用機制和線粒體結構的相關知識，意在考查考生從圖表中獲取有效信息，并運用這些信息結合所學知識解決相關生物學問題的能力和運用所學知識，通過分析與綜合等方法對ATP合成酶的作用機制進行解釋、推理，做出合理判斷的能力．