Question

18．回答有關體溫調節和細胞產熱的問題．
動物體在寒冷刺激下下丘腦通過神經和體液的途徑調節體溫，如圖1，圖中字母表示器官或組織細胞，數字表示途徑．圖2為生活在寒冷地帶非冬眠小型哺乳動物體內褐色脂肪組織細胞（BAT細胞）產熱過程的示意圖．請分析回答．

（1）圖1中，A代表的組織細胞是腎上腺髓質．途徑①以神經調節方式傳遞信息，途徑②的信號分子是促甲狀腺素釋放激素．在持續的寒冷環境中，動物體調節機體產熱的主要途徑是②③．（用圖1數字編號表示）
（2）圖2中，甲狀腺激素對BAT細胞的作用是CE（多選）．
A．促進線粒體的氧化分解
B．使細胞中cAMP（環磷酸腺苷）增加
C．促進UCP-1基因的表達
D．促進去甲腎上腺素進入細胞
E．增加去甲腎上腺素受體的數量
（3）在持續寒冷刺激的條件下，BAT細胞中的脂肪酸主要去路是D．
A．與甘油在線粒體內重新合成甘油三酯
B．轉化成丙酮酸后再進入線粒體參與糖代謝
C．在細胞質基質中被氧化成二碳化合物后再進入線粒體
D．在線粒體基質中被氧化成二碳化合物后再參與三羧酸循環
線粒體內膜上富含ATP合成酶，能在跨膜H⁺濃度梯度的推動下合成ATP．在BAT細胞中，UCP-1蛋白的作用是能增大線粒體內膜對H⁺的通透性，消除H⁺梯度，減少ATP的合成．
（4）由此可知，UCP-1蛋白對細胞呼吸的作用效應是（使有氧呼吸的最后階段釋放出來的）能量更多地轉化成熱能，減少ATP的生成．
（5）分析圖2，cAMP促進BAT細胞產熱的機理是一方面cAMP促進脂肪氧化分解；另一方面促進UCP-1蛋白的合成，增加熱能轉化．

Answer 1

分析 據圖示分析，寒冷刺激一方面使下丘腦部分傳出神經末梢釋放去甲腎上腺素，導致BAT細胞中cAMP增加，cAMP的直接作用是促進脂肪分解和促進UCP-1基因的表達．另一方面寒冷刺激還能使下丘腦合成并釋放促甲狀腺激素釋放激素的量增加，最終導致體內甲狀腺激素的量增加．

解答 解：（1）寒冷刺激使冷覺感受器興奮，下丘腦體溫調節中樞使機體增加產熱減少散熱以維持體溫恒定，增加產熱的途徑是骨骼肌顫栗、立毛肌收縮、下丘腦部分傳出神經末梢釋放去甲腎上腺素分泌增加，使細胞代謝增強、下丘腦分泌②促甲狀腺激素釋放激素增加作用于B垂體，使垂體分泌促甲狀腺激素增加作用于C甲狀腺，使甲狀腺激素分泌增加作用幾乎于全身每一個細胞，使細胞代謝增強，從而增加產熱．另一方面皮膚血管收縮血流量減少、減少排汗等使散熱減少．此過程是神經和體液調節共同作用的結果．在持續的寒冷環境中，動物體調節機體主要通過腎上腺激素和甲狀腺激素增強細胞代謝來增加產熱量．
（2）據圖分析可知，甲狀腺激素被BAT細胞吸收后，一方面增加去甲腎上腺素受體的數量；另一方面進入細胞核中，促進UCP-1基因的表達出UCP-1．故選：CE．
（3）在持續寒冷的環境中，通過神經調節和體液調節，最終引起BAT細胞脂肪在細胞質中分解為脂肪酸，脂肪酸進入線粒體中，在線粒體基質中被氧化成二碳化合物后再參與三羧酸循環，分解脂肪增加和ATP合成減少，實現產熱增加，維持體溫的穩定．故選：D．
（4）分析圖2可知，UCP-1蛋白促進線粒體，（使有氧呼吸的最后階段釋放出來的）能量更多地轉化成熱能，減少ATP的生成，實現產熱增加．
（5）分析圖2可知，cAMP促進BAT細胞產熱的機理是一方面cAMP促進脂肪氧化分解；另一方面促進UCP-1蛋白的合成，增加熱能轉化．
故答案為：
（1）腎上腺髓質     神經調節     促甲狀腺素釋放激素     ②③
（2）CE
（3）D
（4）（使有氧呼吸的最后階段釋放出來的）能量更多地轉化成熱能，減少ATP的生成
（5）一方面cAMP促進脂肪氧化分解；另一方面促進UCP-1蛋白的合成，增加熱能轉化

點評 本題考查神經調節、有氧呼吸、基因表達、脂質代謝等相關知識，意在考查考生的識圖能力、能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力．