Question

线粒体内膜上的F₀-F₁颗粒物是ATP合成酶，下图1是其结构示意图。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使外膜涨破，经离心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，实验过程如图2所示。请回答下列问题：

（1）研究人员发现，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三阶段的反应，即实现          的氧化，生成          ，并能合成大量 ATP 。

（2）线粒体内膜上的F₀-F₁颗粒物中，疏水性的部分是          。从图1可以看出，当线粒体内膜内外存在          时，F₀-F₁颗粒物能催化ATP的合成。

（3）为了研究ATP合成与F₁颗粒是否有关，用尿素破坏内膜小泡将F_１颗粒与小泡分开，检测处理前后ATP的合成。若                  ，则说明F₁颗粒与催化ATP的合成有关。

（4）将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是         。用离心方法能将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开，原因是               。线粒体基质中不可能含有的化学成分有         。

a．水

b．丙酮酸

c．葡萄糖

d．ATP

e．核苷酸

f．氨基酸

Answer

（1）[H] 水 （2）F0 H+浓度梯度

（3）处理之前，含F0-F1颗粒的内膜小泡能合成ATP，处理后含F0 颗粒的内膜小泡不能合成ATP

（4）渗透作用 两种结构的密度不同 c

【解析】（1）有氧呼吸第三阶段是前两阶段产生的[H]与O2结合生成水，释放大量能量的过程．

（2）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．

（3）用尿素破坏内膜小泡将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．

（4）将线粒体放入低渗溶液中，线粒体会渗透吸水涨破，两个结构的大小、密度、质量不同，离心时，可以被分到不同的层次；葡萄糖不能直接进入线粒体，所以线粒体基质中不会含有葡萄糖

【考点定位】线粒体、叶绿体的结构和功能,有氧呼吸的过程和意义

【名师点睛】（1）有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段，在细胞质基质，葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸分解为二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段，前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水，产生大量的能量．

（2）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