Question

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：________________________________________。

Answer

储能 磷脂 热 增加 棕色脂肪细胞活性 产热 由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主 棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞，寒冷刺激前，动物体内棕色脂肪含量有限，寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加，寒冷刺激后再注射去甲肾上腺素的效果明显（或寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加；寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强）

【解析】【试题分析】

本题结合对冬眠动物在寒冷环境中棕色脂肪组织的变化进行的实验研究，考查了脂肪的作用、动物的体温调节、有氧呼吸过程中的能量变化，以及对相关实验的分析能力。需要考生从题图和题干中获取有效信息，结合题意梳理所学知识，对各小题进行分析作答。

（1）脂肪是细胞内良好的储能物质，在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，由于脂肪属于疏水性物质，所以可推测包裹脂滴的是由磷脂单分子层（磷脂疏水的尾部朝向内，亲水的头部朝向外侧）脂滴相关蛋白（与脂滴的生成、转运和降解有关）组成的膜。

（2）已知棕色脂肪细胞中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。而且细胞呼吸过程中氧化分解有机物释放的能量一部分以热能形式散失，另一部分用于合成ATP。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热能所占比例明显增大。

（3）据图示结果分析可知，寒冷环境诱导棕色脂肪细胞数量增加；动物由冬眠状态转为清醒状态时，棕色脂肪细胞活性迅速升高，产热量迅速增加，使体温迅速恢复到正常水平。

（4）据图示结果分析可知，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由骨骼肌战栗供能为主逐渐转变为消耗棕色脂肪供能为主；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，可能的作用机制是棕色脂肪细胞是去甲肾上腺素的靶细胞，寒冷刺激前，动物体内棕色脂肪含量有限，寒冷刺激使棕色脂肪细胞的数量增加，寒冷刺激后再注射去甲肾上腺素的效果明显（或寒冷刺激使棕色脂肪细胞对去甲肾上腺素的敏感性增加；寒冷刺激使棕色脂肪细胞去甲肾上腺素受体增加或活性增强）。