Question

布氏田鼠是生活在寒冷地带的一种非冬眠小型哺乳动物。下图为持续寒冷刺激下机体调节褐色脂肪组织细胞（BAT细胞）产热过程的示意图。请分析回答：

（1）寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放___________，此过程还会使BAT细胞中cAMP增加，在其作用下，部分脂肪分解，其产物进入线粒体参与细胞呼吸。另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放_____的量增加，最终导致体内甲状腺激素的量增加。

（2） UCP—1基因的表达要经过____________过程实现，BAT细胞内的______________能促进该基因的表达。

（3）有氧呼吸过程中大量ATP的合成是在____________完成的，该结构富含ATP合成酶，能在跨膜H⁺浓度梯度的推动下合成ATP。在BAT细胞中，UCP—1蛋白能增大该结构对H⁺的通透性，消除H⁺梯度，无法合成ATP，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量变成____________________________。

（4）综上所述，在持续寒冷的环境中，布氏田鼠通过____________调节，最终引起BAT细胞中______________ 和_____________，实现产热增加，维持体温的稳定。

Answer

神经递质（递质、去甲肾上腺素） 促甲状腺激素释放激素 转录和翻译 甲状腺素和cAMP 线粒体内膜 热能 神经调节和体液（神经系统和内分泌系统） 脂肪分解增加 ATP合成减少

【解析】

有氧呼吸是指细胞或微生物在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把有机物彻底氧化分解（通常以分解葡萄糖为主），产生二氧化碳和水，释放能量（热能），合成大量ATP的过程。人是恒温动物，恒温动物在低温环境中要减少散热，增加产热，而在高温环境中，要减少产热，增加散热，这样才能维持体温相对稳定。很多类型的体液调节，是通过神经影响激素分泌，再由激素对机体功能实行调节的方式，也被称为神经-体液调节。如寒冷刺激导致下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，通过垂体门脉传至腺垂体，导致垂体释放促甲状腺激素，再通过体液的传送运至甲状腺，导致甲状腺释放甲状腺激素，甲状腺激素可作用于全身组织细胞，促进细胞代谢增强，产热增多。

（1）寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放神经递质（递质、去甲肾上腺素）。另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素的量增加，最终导致体内甲状腺激素的量增加。

（2）基因表达是指基因指导合成蛋白质的过程，包括转录和翻译，UCP—1基因的表达要经过转录和翻译过程实现。从图示可以看出，BAT细胞内的甲状腺素和cAMP能促进该基因的表达，导致细胞中的UCP—1增多。

（3）有氧呼吸过程中大量ATP的合成是在线粒体内膜完成的（有氧呼吸第三阶段）。在BAT细胞中，UCP—1蛋白能增大该结构对H+的通透性，消除H+梯度，无法合成ATP，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量变成热能。

（4）综上所述，在持续寒冷的环境中，布氏田鼠通过神经调节和体液（神经系统和内分泌系统）调节，最终引起BAT细胞中脂肪分解增加和ATP合成减少，实现产热增加，维持体温的稳定。