Question

布氏田鼠是生活在寒冷地带的一种非冬眠小型哺乳动物。如图为持续寒冷刺激下机体调节褐色脂肪组织细胞（BAT细胞）产热过程的示意图。请分析回答：

（1）寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放神经递质，该递质与BAT细胞膜上的________结合后，进行相关信息的传递。该反射活动的结构基础是__________。此过程还会使BAT细胞中cAMP增加，在其作用下，部分脂肪分解，其产物进入线粒体参与细胞呼吸。另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放______________________的量增加，最终导致体内甲状腺激素的量增加。

（2）UCP-1基因的表达要经过____和_____过程实现，据图可知BAT细胞内的_________激素能促进该基因的表达。

（3）有氧呼吸过程中第三阶段有大量ATP的合成是在__________完成的，该结构富含ATP合成酶，能在跨膜H⁺ 浓度梯度的推动下合成ATP。在BAT细胞中，UCP-1蛋白能增大该结构对H⁺ 的通透性，消除H⁺ 梯度，无法合成ATP，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成_________能 。

（4）综上所述，在持续寒冷的环境中，布氏田鼠通过___________调节，最终引起BAT细胞中___________分解增加和___________合成减少，实现产生的热能增加，维持体温的稳定。

Answer

去甲肾上腺素受体 反射弧 促甲状腺激素释放激素 转录 翻译 甲状腺激素 线粒体内膜 热能 神经调节和体液 脂肪 ATP

【解析】

题图寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素，导致BAT细胞中cAMP增加，cAMP的直接作用是促进脂肪分解和促进UCP-1基因的表达。另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素的量增加，最终导致体内甲状腺激素的量增加，甲状腺激素一方面能促进UCP-1基因的表达，另一方面还能促进去甲肾上腺素受体的增加。

（1）由图中可以看出，在持续寒冷刺激下，一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放神经递质（去甲肾上腺素），该递质与BAT细胞膜上的去甲肾上腺素受体结合，从而实现了相关信息的传递，该生理活动的结构基础是反射弧。此过程还会使BAT细胞中cAMP增加，在其作用下，部分脂肪分解，其产物进入线粒体参与细胞呼吸。另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素的量增加，进而通过垂体合成并分泌的促甲状腺激素，最终导致体内甲状腺激素的量增加。
（2）蛋白质的合成过程包括转录和翻译两个步骤。这里，UCP-l基因首先要通过转录生成相应的mRNA，mRNA再通过核孔进入细胞质与核糖体结合，通过翻译过程控制合成UCP-1蛋白。图中信息显示，甲状腺激素也能促进该基因的表达。
（3）有氧呼吸第三阶段释放大最能量并合成大量ATP，该过程发生的场所是在线粒体内膜；该结构富含ATP合成酶，能在跨膜H+ 浓度梯度的推动下合成ATP。在BAT细胞中，UCP-1蛋白能增大该结构对H+的通透性，消除H+ 梯度，无法合成ATP，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成热能散失出去，从而使机体能够抵御寒冷。
（4）综上所述，在持续寒冷的环境中，布氏田鼠通过神经调节和体液调节，最终引起BAT细胞脂肪分解增加和ATP合成减少，从而使产热增加，以维持体温的稳定。