Question

【題目】布氏田鼠是生活在寒冷地帶的一種非冬眠小型哺乳動物。下圖為持續(xù)寒冷刺激下機體調(diào)節(jié)褐色脂肪組織細(xì)胞（BAT細(xì)胞）產(chǎn)熱過程的示意圖。請分析回答：

（1）寒冷刺激一方面使下丘腦部分傳出神經(jīng)末梢釋放___________，此過程還會使BAT細(xì)胞中cAMP增加，在其作用下，部分脂肪分解，其產(chǎn)物進入線粒體參與細(xì)胞呼吸。另一方面寒冷刺激還能使下丘腦合成并釋放_____的量增加，最終導(dǎo)致體內(nèi)甲狀腺激素的量增加。

（2） UCP—1基因的表達(dá)要經(jīng)過____________過程實現(xiàn)，BAT細(xì)胞內(nèi)的______________能促進該基因的表達(dá)。

（3）有氧呼吸過程中大量ATP的合成是在____________完成的，該結(jié)構(gòu)富含ATP合成酶，能在跨膜H+濃度梯度的推動下合成ATP。在BAT細(xì)胞中，UCP—1蛋白能增大該結(jié)構(gòu)對H+的通透性，消除H+梯度，無法合成ATP，使有氧呼吸的最后階段釋放出來的能量變成____________________________。

（4）綜上所述，在持續(xù)寒冷的環(huán)境中，布氏田鼠通過____________調(diào)節(jié)，最終引起BAT細(xì)胞中______________ 和_____________，實現(xiàn)產(chǎn)熱增加，維持體溫的穩(wěn)定。

Answer 1

【答案】神經(jīng)遞質(zhì)（遞質(zhì)、去甲腎上腺素） 促甲狀腺激素釋放激素 轉(zhuǎn)錄和翻譯 甲狀腺素和cAMP 線粒體內(nèi)膜 熱能 神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液（神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)） 脂肪分解增加 ATP合成減少

【解析】

有氧呼吸是指細(xì)胞或微生物在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把有機物徹底氧化分解（通常以分解葡萄糖為主），產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量（熱能），合成大量ATP的過程。人是恒溫動物，恒溫動物在低溫環(huán)境中要減少散熱，增加產(chǎn)熱，而在高溫環(huán)境中，要減少產(chǎn)熱，增加散熱，這樣才能維持體溫相對穩(wěn)定。很多類型的體液調(diào)節(jié)，是通過神經(jīng)影響激素分泌，再由激素對機體功能實行調(diào)節(jié)的方式，也被稱為神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)。如寒冷刺激導(dǎo)致下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素，通過垂體門脈傳至腺垂體，導(dǎo)致垂體釋放促甲狀腺激素，再通過體液的傳送運至甲狀腺，導(dǎo)致甲狀腺釋放甲狀腺激素，甲狀腺激素可作用于全身組織細(xì)胞，促進細(xì)胞代謝增強，產(chǎn)熱增多。

（1）寒冷刺激一方面使下丘腦部分傳出神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)（遞質(zhì)、去甲腎上腺素）。另一方面寒冷刺激還能使下丘腦合成并釋放促甲狀腺激素釋放激素的量增加，最終導(dǎo)致體內(nèi)甲狀腺激素的量增加。

（2）基因表達(dá)是指基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的過程，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，UCP—1基因的表達(dá)要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程實現(xiàn)。從圖示可以看出，BAT細(xì)胞內(nèi)的甲狀腺素和cAMP能促進該基因的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞中的UCP—1增多。

（3）有氧呼吸過程中大量ATP的合成是在線粒體內(nèi)膜完成的（有氧呼吸第三階段）。在BAT細(xì)胞中，UCP—1蛋白能增大該結(jié)構(gòu)對H+的通透性，消除H+梯度，無法合成ATP，使有氧呼吸的最后階段釋放出來的能量變成熱能。

（4）綜上所述，在持續(xù)寒冷的環(huán)境中，布氏田鼠通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液（神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)）調(diào)節(jié)，最終引起BAT細(xì)胞中脂肪分解增加和ATP合成減少，實現(xiàn)產(chǎn)熱增加，維持體溫的穩(wěn)定。