Question

科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如下图l所示。

（1）据图1可知，蛋白A位于________（细胞器）膜上，Ca^2＋进入该细胞器腔内的方式是________。Ca^2＋在线粒体基质中参与调控有氧呼吸的________阶段反应，进而影响脂肪合成。

（2）脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，据此推测包裹脂肪的脂滴膜最可能由________（填“单”或“双”）层磷脂分子构成。

（3）棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体，其线粒体内膜含有UCP2蛋白，如上图2所示。一般情况下，H^＋通过F₀F₁ATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，当棕色脂肪细胞被激活时，H^＋还可通过UCP2蛋白漏至线粒体基质，此时线粒体内膜上ATP的合成速率将________，有氧呼吸释放的能量中________能所占比例明显增大，利于御寒。

（4）蛋白S基因突变后，细胞中脂肪合成减少的原因可能是________________________。

Answer

内质网 主动运输 第二 单 降低 热 钙离子吸收减少，丙酮酸生成柠檬酸受阻，柠檬酸减少

【解析】

识图分析可知，由图1可知，钙离子在蛋白A、S的协助下进入内质网，该过程消耗ATP水解释放的能量，是主动运输过程，钙离子再进入线粒体，在线粒体基质中参与柠檬酸循环，柠檬酸可以进一步脱羧形成二氧化碳和还原氢，完成有氧呼吸第二阶段，也可以合成脂肪，钙离子在蛋白N的协助下还可以从线粒体中进入细胞质。

图2为线粒体内膜的结构图，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段反应的场所，还原剂氢与氧结合生产水，同时合成大量的能量。图中H＋通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，H＋还可通过UCP2蛋白漏至线粒体基质。

（1）识图分析可知，蛋白A位于内质网膜上，钙离子在蛋白A、S的协助下进入内质网，该过程消耗ATP水解释放的能量，是主动运输过程。由于有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，因此Ca2＋在线粒体基质中参与调控有氧呼吸的第二阶段，进而影响脂肪合成。

（2）脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，由于磷脂分子的头部具有亲水性，而尾部脂肪酸链具有疏水性的特点，推测包裹脂肪的脂滴膜最可能由单层磷脂分子构成。

（3）根据题意可知，一般情况下，H＋通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，当棕色脂肪细胞被激活时，H＋还可通过UCP2蛋白漏至线粒体基质，导致H＋通过F0F1ATP合成酶流至线粒体基质的量减少，引起线粒体内膜上ATP的合成速率将降低，有氧呼吸释放的能量包括热能和转移到ATP中的化学能，热能用于维持体温的稳定，因此有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增大，利于御寒。

（4）根据以上分析可知，钙离子在蛋白A、S的协助下进入内质网，如果蛋白S基因突变，导致钙离子吸收减少，进入到线粒体基质的钙离子减少，丙酮酸生成柠檬酸受阻，柠檬酸减少，因此导致细胞中脂肪合成减少。