Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)脂肪的合成與有氧呼吸過程有關(guān)，機(jī)理如圖1所示。

（1）據(jù)圖1可知，蛋白A是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上運(yùn)輸Ca2+的______蛋白，蛋白S與其結(jié)合，使Ca2+以___________方式從___________進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。Ca2+通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體間的特殊結(jié)構(gòu)，進(jìn)入線粒體內(nèi)，調(diào)控在__________中進(jìn)行的有氧呼吸第二階段反應(yīng)，影響脂肪合成。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，蛋白S基因突變體果蠅的脂肪合成顯著少于野生型果蠅。為探究其原因，科研人員分別用13C標(biāo)記的葡萄糖飼喂野生型果蠅和蛋白S基因突變體，一段時(shí)間后檢測其體內(nèi)13C-丙酮酸和13C-檸檬酸的量，結(jié)果如圖2。結(jié)合圖1推測，蛋白S基因突變體脂肪合成減少的原因可能是__________。

（3）為進(jìn)一步驗(yàn)證檸檬酸與脂肪合成的關(guān)系，科研人員對(duì)A、B兩組果蠅進(jìn)行飼喂處理，一段時(shí)間后在顯微鏡下觀察其脂肪組織，結(jié)果如圖3所示。圖中A組和B組果蠅分別為_________果蠅，飼喂的食物X應(yīng)為____________的食物。

（4）以蛋白S基因突變體為材料，利用蛋白N（可將Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體）證明“脂肪合成受到線粒體內(nèi)的Ca2+濃度調(diào)控”的研究思路是__________。

Answer 1

【答案】載體 主動(dòng)運(yùn)輸 細(xì)胞溶膠（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)） 線粒體基質(zhì) 丙酮酸生成檸檬酸受阻，檸檬酸減少 野生型和蛋白S基因突變體 含（等量）檸檬酸（鹽） 抑制蛋白S基因突變體的蛋白N表達(dá)（或“敲除蛋白N基因”），檢測線粒體內(nèi)Ca2+濃度變化，觀察脂肪組織的脂滴是否有所恢復(fù)

【解析】

本題旨在考查學(xué)生理解物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞�、線粒體的結(jié)構(gòu)和功能及有氧呼吸的過程等知識(shí)要點(diǎn)。由題圖1可知，鈣離子在蛋白A、B的協(xié)助下進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，該過程消耗ATP水解釋放的能量，是主動(dòng)運(yùn)輸過程，鈣離子再進(jìn)入線粒體，在線粒體基質(zhì)中，形成檸檬酸，檸檬酸可以進(jìn)一步脫羧形成二氧化碳和還原氫，完成有氧呼吸第二階段，也可以合成脂肪，形成脂滴；由題圖2可知，與野生型相比，突變型中的含放射性的丙酮酸增加，含放射性的檸檬酸減少，說明突變體丙酮酸生成檸檬酸受阻，檸檬酸減少，進(jìn)而使脂肪合成減少；題圖3可知，A組兩種食物飼喂，脂肪顆粒無差異，B組兩種飼喂，脂肪顆粒不同，因此A組為野生型，B組為突變型。

（1）由題圖1可知，蛋白A是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上運(yùn)輸Ca2+的載體，由題圖可知，由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁郀柣�體的運(yùn)輸過程需要消耗能量，是主動(dòng)運(yùn)輸過程；有氧呼吸第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中。
（2）由題圖曲線可知，13C標(biāo)記的葡萄糖飼喂野生型果蠅和蛋白S基因突變體，一段時(shí)間后，突變體內(nèi)，丙酮酸放射性增加，檸檬酸放射性減少，說明蛋白S基因突變體脂肪合成減少的原因可能是丙酮酸生成檸檬酸受阻，檸檬酸減少。
（3）該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證檸檬酸與脂肪合成的關(guān)系，因此選取的材料應(yīng)該含有不同的檸檬酸含量，因此圖1可知，檸檬酸是合成脂肪的前體物質(zhì)，對(duì)比A、B兩組的圖3結(jié)果可知，A組兩種食物飼喂，脂肪顆粒無差異，B組兩種飼喂，脂肪顆粒不同，因此A組為野生型，B組為突變型，飼喂的物質(zhì)X應(yīng)該含檸檬酸的食物。
（4）該實(shí)驗(yàn)的目的是以蛋白S基因突變體為材料證明“脂肪合成受到線粒體內(nèi)的Ca2+濃度調(diào)控”，研究的思路是抑制蛋白S基因突變體的蛋白N表達(dá)（或“敲除蛋白N基因”），檢測線粒體內(nèi)Ca2+濃度變化，觀察脂肪組織的脂滴是否有所恢復(fù)。