Question

动物体在寒冷刺激下下丘脑通过神经和体液的途径调节体温，如图1，图中字母表示器官或组织细胞，数字表示途径。图2为生活在寒冷地带非冬眠小型哺乳动物体内褐色脂肪组织细胞(BAT细胞)产热过程的示意图。BAT细胞中，线粒体内膜上富含ATP合成酶，能在跨膜H^＋浓度梯度的推动下合成ATP，而UCP-1蛋白能增大线粒体内膜对H^＋的通透性。

1.上述图中，A代表的组织细胞是______，BAT细胞生活的内环境是指_____。

2.途径②的信号分子是_______。在持续的寒冷环境中，动物体调节机体产热的主要途径是____________。（用图1中数字编号表示）

3.根据题意，UCP-1蛋白对细胞呼吸的作用效应是             。

A.消除H^＋梯度，减少ATP的合成 B.增加H^＋梯度，增加ATP的合成

C.增加H^＋梯度，减少ATP的合成 D.消除H^＋梯度，增加ATP的合成

4.在持续寒冷刺激的条件下，BAT细胞中的脂肪酸主要去路是          。

A.与甘油在线粒体内重新合成甘油三酯

B.转化成丙酮酸后再进入线粒体参与糖代谢

C.在细胞质基质中被氧化成二碳化合物后再进入线粒体

D.在线粒体基质中被氧化成二碳化合物后再参与三羧酸循环

5.分析图2，试说明甲状腺素促进BAT细胞产热的机理：________________。

Answer

1. 肾上腺髓质细胞 组织液

2. 促甲状腺激素释放激素 ②

3.A

4.D

5.一方面增加去甲肾上腺素受体的数量, 使细胞中cAMP（环磷酸腺苷）增加，cAMP促进脂肪氧化分解产热；另一方面促进UCP-1基因的表达，促进UCP-1蛋白的合成，从而使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量更多地转化成热能，减少ATP的生成。

【解析】

1.A可以分泌去甲肾上腺素，所以是肾上腺髓质细胞，BAT细胞属于组织细胞，其内环境是组织液。

2.寒冷刺激使冷觉感受器兴奋，下丘脑体温调节中枢使机体增加产热减少散热以维持体温恒定，增加产热的途径是骨骼肌颤栗、立毛肌收缩、下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素分泌增加，使细胞代谢增强、途径②中下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素增加作用于B垂体，使垂体分泌促甲状腺激素增加作用于C甲状腺，使甲状腺激素分泌增加作用几乎于全身每一个细胞，使细胞代谢增强，从而增加产热。

所以主要途径是②。

3.由于线粒体内膜上富含ATP合成酶，能在跨膜H＋浓度梯度的推动下合成ATP，而UCP-1蛋白能增大线粒体内膜对H＋的通透性，消除了H＋梯度，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量更多地转化成热能，减少ATP的生成，实现产热增加。

故选A。

4.在持续寒冷的环境中，通过神经调节和体液调节，最终引起BAT细胞脂肪在细胞质中分解为脂肪酸，脂肪酸进入线粒体中，在线粒体基质中被氧化成二碳化合物后再参与三羧酸循环，分解脂肪增加和ATP合成减少，实现产热增加，维持体温的稳定。

故选D。

5.分析图2，沿着甲状腺激素的箭头，发现甲状腺激素一方面增加去甲肾上腺素受体的数量, 使细胞中cAMP（环磷酸腺苷）增加，cAMP促进脂肪氧化分解产热；另一方面促进UCP-1基因的表达，促进UCP-1蛋白的合成，从而使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量更多地转化成热能，减少ATP的生成。