高中 | 第2节 细胞器之间的分工合作 题目答案及解析

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必修一 分子与细胞

第三章 细胞的基本结构

第2节 细胞器之间的分工合作

$\rm IRP$是一种调节线粒体结构和功能稳定性的蛋白质。为了解$\rm IRP$对线粒体功能的调节作用和具体机制,科学家进行了相关实验。回答下列问题:

线粒体是进行有氧呼吸第                 阶段的场所,线粒体增加膜面积的方式是                 

[["二和三","内膜向内折叠形成嵴"]]

细胞质基质中进行有氧呼吸第一阶段,线粒体中进行有氧呼吸第二和第三阶段,线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了膜面积,为酶提供了大量的附着位点。

$\rm JC10$是一种荧光染料,$\rm JC10$的单体发绿色荧光。正常线粒体发挥功能时,会发生膜电位的变化,变化的膜电位会使得$\rm JC10$聚合形成多聚体进而发出红色荧光。科学家检测了$\rm JC10$处理野生型和$\rm IRP$敲除(不表达)小鼠细胞的荧光情况,结果如图$\rm 1$所示。图中结果说明$\rm IRP$对线粒体正常发挥功能是必要的,判断依据是                                                                

  

[["

$\\rm IRP$敲除小鼠的红色荧光强度($\\rm JC10$多聚体)低于野生型,绿色荧光强度($\\rm JC10$单体)高于野生型

"]]

由题意可知,$\rm JC10$单体发绿色荧光,$\rm JC10$多聚体发红色荧光,据图分析,$\rm IRP$敲除(不表达)小鼠的红色荧光强度($\rm JC10$多聚体)低于野生型,而绿色荧光强度高于野生型,说明$\rm IRP$对线粒体正常发挥功能是必要的。

研究发现,$\rm IRP$敲除小鼠中$\rm Hifl\alpha$$\rm Hif2\alpha$两种蛋白的含量明显高于野生型。为探究$\rm IRP$敲除小鼠中这两种蛋白的作用,科学家继续进行了实验。抑制剂$\rm PX-478$$\rm PT-2385$可以分别抑制$\rm Hifl\alpha$$\rm Hif2\alpha$两种蛋白的功能。

①测量野生型和$\rm IRP$敲除小鼠线粒体的耗氧速率,结果如图$\rm 2$所示,说明$\rm IRP$敲除小鼠线粒体功能障碍的原因主要是                 蛋白含量的提高抑制了有氧呼吸第                 阶段。

②测量$\rm LdhA$(呼吸作用第一阶段的一种酶)表达量,结果如图$\rm 3$所示,说明$\rm IRP$敲除小鼠的$\rm Hifl\alpha$蛋白含量提高后                 (填“促进”或“抑制”)了$\rm LdhA$的表达。

[["$\\rm Hif2\\alpha$","三","促进"]]

$\rm PX-478$$\rm PT-2385$可以分别抑制$\rm Hifl\alpha$$\rm Hif2\alpha$两种蛋白的功能。图$\rm 2$显示,$\rm IRP$敲除小鼠的耗氧速率明显降低,而$\rm IRP$敲除$\rm +PT-2385$组小鼠的耗氧速率明显上升,$\rm IRP$敲除$\rm +PX-478$组小鼠的耗氧速率与$\rm IRP$敲除小鼠组相比无明显差异,可知$\rm Hif2\alpha$蛋白含量的提高限制了小鼠线粒体的耗氧速率,而氧气参与的是有氧呼吸第三阶段。

$\rm IRP$敲除$\rm +PX-478$$\rm LdhA$相对表达量低于$\rm IRP$敲除$\rm +PT-2385$组,说明$\rm IRP$敲除小鼠的$\rm Hifl\alpha$蛋白含量提高后促进了$\rm LdhA$的表达。

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