Question

【題目】一些哺乳動物在入冬前要大量進食，這些食物可在體內轉變為脂肪。

（1）脂肪是細胞內良好的_________物質，在脂肪細胞中以大小不一的脂滴存在，可推測包裹脂滴的是外被蛋白和_________單分子層。

（2）科研人員在哺乳動物體內發現了細胞內含有大量線粒體的棕色脂肪組織，其線粒體內膜含有U蛋白，使得H+可以通過U蛋白回流至線粒體基質，減少線粒體內膜上ATP的合成。因此，棕色脂肪細胞被激活時，線粒體有氧呼吸釋放的能量中_________能所占比例明顯增大。

（3）科研人員對冬眠動物在寒冷環境中棕色脂肪組織的變化進行了實驗研究，結果如下圖所示。

據上述結果分析，寒冷環境誘導棕色脂肪細胞數量_______，動物由冬眠狀態轉為清醒狀態時，_____________________________迅速升高，_________量迅速增加，使體溫迅速恢復到正常水平。

（4）機體內，棕色脂肪細胞間含有豐富的交感神經末梢，交感神經興奮后分泌的去甲腎上腺素能提高代謝率。科研人員用大鼠進行實驗研究，結果如下圖所示。

結果表明，隨寒冷刺激的持續時間延長，機體維持體溫恒定所需能量來源的變化是:________________。寒冷刺激后注射去甲腎上腺素誘導的機體產熱顯著強于寒冷刺激前，請你提出一種可能的作用機制解釋此現象：________________________________________。

Answer 1

【答案】 儲能 磷脂 熱 增加 棕色脂肪細胞活性 產熱 由骨骼肌戰栗供能為主逐漸轉變為消耗棕色脂肪供能為主 棕色脂肪細胞是去甲腎上腺素的靶細胞，寒冷刺激前，動物體內棕色脂肪含量有限，寒冷刺激使棕色脂肪細胞的數量增加，寒冷刺激后再注射去甲腎上腺素的效果明顯（或寒冷刺激使棕色脂肪細胞對去甲腎上腺素的敏感性增加；寒冷刺激使棕色脂肪細胞去甲腎上腺素受體增加或活性增強）

【解析】【試題分析】

本題結合對冬眠動物在寒冷環境中棕色脂肪組織的變化進行的實驗研究，考查了脂肪的作用、動物的體溫調節、有氧呼吸過程中的能量變化，以及對相關實驗的分析能力。需要考生從題圖和題干中獲取有效信息，結合題意梳理所學知識，對各小題進行分析作答。

（1）脂肪是細胞內良好的儲能物質，在脂肪細胞中以大小不一的脂滴存在，由于脂肪屬于疏水性物質，所以可推測包裹脂滴的是由磷脂單分子層（磷脂疏水的尾部朝向內，親水的頭部朝向外側）脂滴相關蛋白（與脂滴的生成、轉運和降解有關）組成的膜。

（2）已知棕色脂肪細胞中H+可以通過U蛋白回流至線粒體基質，減少線粒體內膜上ATP的合成。而且細胞呼吸過程中氧化分解有機物釋放的能量一部分以熱能形式散失，另一部分用于合成ATP。因此，棕色脂肪細胞被激活時，線粒體有氧呼吸釋放的能量中熱能所占比例明顯增大。

（3）據圖示結果分析可知，寒冷環境誘導棕色脂肪細胞數量增加；動物由冬眠狀態轉為清醒狀態時，棕色脂肪細胞活性迅速升高，產熱量迅速增加，使體溫迅速恢復到正常水平。

（4）據圖示結果分析可知，隨寒冷刺激的持續時間延長，機體維持體溫恒定所需能量來源的變化是由骨骼肌戰栗供能為主逐漸轉變為消耗棕色脂肪供能為主；寒冷刺激后注射去甲腎上腺素誘導的機體產熱顯著強于寒冷刺激前，可能的作用機制是棕色脂肪細胞是去甲腎上腺素的靶細胞，寒冷刺激前，動物體內棕色脂肪含量有限，寒冷刺激使棕色脂肪細胞的數量增加，寒冷刺激后再注射去甲腎上腺素的效果明顯（或寒冷刺激使棕色脂肪細胞對去甲腎上腺素的敏感性增加；寒冷刺激使棕色脂肪細胞去甲腎上腺素受體增加或活性增強）。