肝脏是哺乳动物合成胆固醇的主要场所,餐后胆固醇的合成量会增加,其调节机制如图,图中mTORC1、AMPK、USP20、HMGCR均为调节代谢过程的酶,HMGCR是胆固醇合成的关键酶,mTORC1能促进USP20磷酸化,USP20磷酸化后使HMGCR稳定发挥催化作用。
(1)图中合成胆固醇的原料为_____________ (填文字),合成胆固醇的细胞结构为____________ 。
(2)胆固醇是人体重要的有机物,根据已有知识判断,下列叙述正确的是_____________。
(3)高糖饮食后,肝脏中胆固醇的合成量会增加,请结合图中信息分析其原因:_____________ 。
(4)进一步研究发现,USP20不仅调节胆固醇代谢,还参与调节甘油三酯代谢,并可作为治疗肥胖等代谢性疾病的靶点。为验证这一结论,研究人员给肥胖小鼠注射了USP20抑制剂,得到了一系列实验结果,下列结果支持这一结论的是____________(多选)。
(1)图中合成胆固醇的原料为
(2)胆固醇是人体重要的有机物,根据已有知识判断,下列叙述正确的是_____________。
A.乳糜微粒中不含胆固醇 | B.胆固醇可作为储能物质 |
C.胆固醇可转变为维生素D | D.胆固醇代谢主要受肾上腺素调节 |
(4)进一步研究发现,USP20不仅调节胆固醇代谢,还参与调节甘油三酯代谢,并可作为治疗肥胖等代谢性疾病的靶点。为验证这一结论,研究人员给肥胖小鼠注射了USP20抑制剂,得到了一系列实验结果,下列结果支持这一结论的是____________(多选)。
A.肝脏中的脂肪堆积减少 | B.血浆中的肝糖原增多 |
C.耗氧量增加,产热增加 | D.血浆中的VLDL、LDL减少 |
更新时间:2022-06-21 09:22:35
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解题方法
【推荐1】照光时,叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合C5。O2和CO2与RuBP羧化酶/加氧酶的亲和力与各自的相对浓度有关,相对浓度高则与酶的亲和力高。O2与C5结合后经一系列的反应,最终释放CO2的过程称为光呼吸,如图所示。科研人员获得了水稻叶绿体中酶X缺陷型的突变植株,给予不同CO2浓度后检测植株的生长情况与部分代谢产物的含量,结果如表所示。回答下列问题:
(1)叶肉细胞中进行光呼吸的结构包括________ ,产生乙醇酸的具体场所是________ 。甘油酸转化为C3会消耗ATP产生ADP和Pi,产生的ADP和Pi在叶绿体中被再利用的途径是________ 。
(2)结合实验结果分析,在光呼吸的过程中酶X的功能是________ 。在较低的大气CO2浓度(0.03%)条件下,突变植株的长势不如野生植株的,机制可能是___________________________ 。
(3)研究人员通过转基因技术使水稻叶绿体表达酶Y,酶Y能催化乙醇酸生成CO2,并抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达。该途径提高了水稻的净光合速率,原因是________。
条件 | 0.5%CO2 | 0.03%CO2 | 0.03%CO2 | 0.03%CO2 |
指标 | 平均株高/cm | 平均株高/cm | 乙醇酸含量/(μg·g-1叶重) | 乙醛酸含量/(μg·g-1叶重) |
突变植株 | 42.45 | 24.47 | 825.54 | 1.26 |
野生植株 | 43.26 | 42.21 | 1.54 | 1.78 |
(1)叶肉细胞中进行光呼吸的结构包括
(2)结合实验结果分析,在光呼吸的过程中酶X的功能是
(3)研究人员通过转基因技术使水稻叶绿体表达酶Y,酶Y能催化乙醇酸生成CO2,并抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达。该途径提高了水稻的净光合速率,原因是________。
A.改变了乙醇酸的利用途径 | B.减少了叶绿体中碳的损失 |
C.加速了C3生成C5 | D.提高了RuBP羧化酶/加氧酶的活性 |
E.抑制了光呼吸 |
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【推荐2】ATP合酶是一个含多亚基的跨膜蛋白复合物,能利用质子(H+)梯度产生的质子流将ADP和Pi合成为ATP。它由头部(F1)和嵌入膜内的柄部(F0)组成。F1含5种亚基() ,F0含3种亚基() ,图甲是其结构示意图。白念珠菌会引起系统性真菌感染疾病,为了寻找治疗这种感染疾病的有效药物,研究人员将野生型白念珠菌通过基因敲除等方法获得了ATP2缺失株(ATP合酶 亚基编码基因缺失)及ATP2回复株(ATP2缺失株恢复野生型基因序列),进行了系列研究,图乙和图丙为部分研究结果。请分析回答:
(1)几乎所有生物细胞中均存在ATP合酶,说明各种细胞内的_________ 供应机制相同,该事实体现了生物界具有______________ 性。
(2)据图甲分析,ATP合酶的F0具有_________ 的特点(“亲水性”或“疏水性”),它可作为H+通道,由此判断,此处H+跨膜运输的方式不可能是_____________ 。
(3)植物叶肉细胞中,图甲M膜可能是___________ 。 在黑暗条件下,图甲结构产生ATP,则图中H+产生于__________ 阶段(填生理过程) ;光照条件下,若M膜两侧的H+浓度梯度突然消失,其他条件不变,短时间内叶绿体中三碳化合物含量会____________ 。
(4)图乙为体外培养条件下,实验所用白念珠菌的生长曲线图,结果表明:ATP2基因是白念珠菌存活的_________ (“必需基因” 或“非必需基因”)。
(5)图丙为实验小鼠接种不同白念珠菌后的生存率示意图,接种ATP2缺失株30天后小鼠的存活率为100% ,而接种野生型菌株和回复株的小鼠于第15天全部死亡,该结果说明了_________ , 从而为筛选能够作用于该靶点的抗真菌药物提供科学基础。
(1)几乎所有生物细胞中均存在ATP合酶,说明各种细胞内的
(2)据图甲分析,ATP合酶的F0具有
(3)植物叶肉细胞中,图甲M膜可能是
(4)图乙为体外培养条件下,实验所用白念珠菌的生长曲线图,结果表明:ATP2基因是白念珠菌存活的
(5)图丙为实验小鼠接种不同白念珠菌后的生存率示意图,接种ATP2缺失株30天后小鼠的存活率为100% ,而接种野生型菌株和回复株的小鼠于第15天全部死亡,该结果说明了
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【推荐3】蓖麻种子的胚乳呈白色,脂肪含量为种子的70﹪。为探究该植物种子萌发过程中的物质变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重,结果如图所示。回答下列问题:
(1)据甲图分析,萌发过程中胚乳组织中的脂肪酶催化脂肪水解成_________________ ,并转变为__________ 作为胚生长和呼吸消耗的原料。
(2)据乙图可知,蓖麻种子萌发初期时干重增加,导致萌发种子干种增加的主要元素是____________ ;第7天至第10天萌发种子(含幼苗)的干重变化趋势是__________ ,原因是________________________ 。
(3)向萌发第7天的种子匀浆中滴加适量碘液,匀浆变蓝,说明有___________ 的形成。
(1)据甲图分析,萌发过程中胚乳组织中的脂肪酶催化脂肪水解成
(2)据乙图可知,蓖麻种子萌发初期时干重增加,导致萌发种子干种增加的主要元素是
(3)向萌发第7天的种子匀浆中滴加适量碘液,匀浆变蓝,说明有
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【推荐1】胆固醇是人体内一种重要的脂质,下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。
(1)细胞中的胆固醇可以来源于血浆。人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构如图所示,其主要功能是将胆固醇转运到肝脏以外的组织细胞(靶细胞)中,以满足这些细胞对胆固醇的需要。
①与构成生物膜的基本支架相比,LDL膜结构的主要不同点是_____________ 。LDL能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中,与其结构中的载脂蛋白B与靶细胞膜上的________________ 结合直接相关。
②LDL通过途径①_____________ 方式进入靶细胞,形成网格蛋白包被的囊泡,经过脱包被作用后与胞内体(膜包裹的囊泡结构)融合。由于胞内体内部酸性较强,LDL与受体分离,胞内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,通过途径②回到细胞膜被重新利用。含有LDL的胞内体通过途径③被转运到________ 中,被其中的水解酶降解,胆固醇被释放进入细胞质基质。
(2)细胞将乙酰CoA合成胆固醇的场所是_____________ (细胞器)。
(3)当细胞内胆固醇过多,细胞可通过_____________ (填序号)等途径调节胆固醇含量。
①提升还原酶的活性 ②增加细胞膜上LDL受体的数量
③抑制LDL受体基因的表达 ④抑制乙酰CoA合成胆固醇
⑤促进胆固醇的储存
(4)胆固醇是构成____________ 的重要成分。图为不同温度下胆固醇对人工膜(人工合成的脂质膜)微粘度(与流动性负相关)影响的曲线。据图分析胆固醇对膜流动性的作用:______________ 。
(1)细胞中的胆固醇可以来源于血浆。人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构如图所示,其主要功能是将胆固醇转运到肝脏以外的组织细胞(靶细胞)中,以满足这些细胞对胆固醇的需要。
①与构成生物膜的基本支架相比,LDL膜结构的主要不同点是
②LDL通过途径①
(2)细胞将乙酰CoA合成胆固醇的场所是
(3)当细胞内胆固醇过多,细胞可通过
①提升还原酶的活性 ②增加细胞膜上LDL受体的数量
③抑制LDL受体基因的表达 ④抑制乙酰CoA合成胆固醇
⑤促进胆固醇的储存
(4)胆固醇是构成
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解题方法
【推荐2】机体中糖类和脂质与能量代谢密切相关。延胡索酸水合酶(FH)是有氧呼吸第二阶段的重要酶。
(1)葡萄糖可以彻底氧化分解为___________ ,并释放能量。
(2)脂肪能够分解成甘油和脂肪酸,参与细胞呼吸的第一、二阶段。研究者将野生型小鼠FH基因敲除(无FH基因)后,构建了FH基因敲除小鼠。发现基因敲除小鼠体重下降和脂肪含量下降。
①脂肪由__________ 元素构成,是人体细胞良好的___________ 物质,主要通过饮食摄入,也可以由糖类或蛋白质等物质转化而来。
②观察脂肪细胞超微结构(如图),发现与正常脂肪细胞相比,FH基因敲除小鼠的脂肪细胞的线粒体__________ 。
③分别检测促进有氧呼吸的第二阶段标志蛋白CS和第三阶段标志蛋白CytC的含量,及细胞ATP生成量。
结果显示,与正常脂肪细胞相比,CS和CytC的蛋白质含量___________ ,然而ATP合成总量__________ ,从而使能源物质氧化分解产生的能量_______________ ,打破了细胞呼吸的能量代谢平衡。
(3)通过以上研究,能否得出FH基因敲除能抵抗肥胖的结论___________ ?请补充实验予以证明___________ 。
(4)根据上述研究,有人提出,肥胖者可以服用相关药物抑制FH蛋白的功能达到减肥效果,你是否同意___________ ?请评价上述观点___________ 。
(1)葡萄糖可以彻底氧化分解为
(2)脂肪能够分解成甘油和脂肪酸,参与细胞呼吸的第一、二阶段。研究者将野生型小鼠FH基因敲除(无FH基因)后,构建了FH基因敲除小鼠。发现基因敲除小鼠体重下降和脂肪含量下降。
①脂肪由
②观察脂肪细胞超微结构(如图),发现与正常脂肪细胞相比,FH基因敲除小鼠的脂肪细胞的线粒体
③分别检测促进有氧呼吸的第二阶段标志蛋白CS和第三阶段标志蛋白CytC的含量,及细胞ATP生成量。
结果显示,与正常脂肪细胞相比,CS和CytC的蛋白质含量
(3)通过以上研究,能否得出FH基因敲除能抵抗肥胖的结论
(4)根据上述研究,有人提出,肥胖者可以服用相关药物抑制FH蛋白的功能达到减肥效果,你是否同意
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(0.4)
【推荐3】一些哺乳动物在入冬前要大量进食,这些食物可在体内转变为脂肪。
(1)脂肪是细胞内良好的_________ 物质,在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在,可推测包裹脂滴的是外被蛋白和_________ 单分子层。
(2)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有U蛋白,使得H+可以通过U蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中_________ 能所占比例明显增大。
(3)科研人员对冬眠动物在寒冷环境中棕色脂肪组织的变化进行了实验研究,结果如下图所示。
据上述结果分析,寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量_______ ,动物由冬眠状态转为清醒状态时,_____________________________ 迅速升高,_________ 量迅速增加,使体温迅速恢复到正常水平。
(4)机体内,棕色脂肪细胞间含有丰富的交感神经末梢,交感神经兴奋后分泌的去甲肾上腺素能提高代谢率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是:________________ 。寒冷刺激后注射去甲肾上腺素诱导的机体产热显著强于寒冷刺激前,请你提出一种可能的作用机制解释此现象:________________________________________ 。
(1)脂肪是细胞内良好的
(2)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有U蛋白,使得H+可以通过U蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中
(3)科研人员对冬眠动物在寒冷环境中棕色脂肪组织的变化进行了实验研究,结果如下图所示。
据上述结果分析,寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量
(4)机体内,棕色脂肪细胞间含有丰富的交感神经末梢,交感神经兴奋后分泌的去甲肾上腺素能提高代谢率。科研人员用大鼠进行实验研究,结果如下图所示。
结果表明,随寒冷刺激的持续时间延长,机体维持体温恒定所需能量来源的变化是:
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