IRP 是一种调节线粒体结构和功能稳定性的蛋白质。为了解 IRP 对线粒体功能的调节作用和具体机制,科学家进行了相关实验。回答下列问题:
(1) 线粒体是细胞进行有氧呼吸主要场所,为执行其功能,线粒体特有的结构特点是_________。
(2) JC10是一种荧光染料,JC10的单体发绿色荧光。正常线粒体发挥功能时,会发生膜电位的变化,变化的膜电位会使得JC10聚合形成多聚体进而发出红色荧光。科学家检测了JC10处理野生型和IRP敲除(不表达)小鼠细胞的荧光情况,结果如图1所示。图中结果说明IRP对线粒体正常发挥功能是必要的,判断依据是 ____________。
(3) 研究发现,IRP敲除小鼠中Hiflα和Hif2α两种蛋白的含量明显高于野生型。为探究IRP敲除小鼠中这两种蛋白的作用,科学家继续进行了实验。抑制剂PX-478和PT-2385 可以分别抑制Hiflα 和Hif2α 两种蛋白的功能。
①测量野生型和IRP敲除小鼠线粒体的耗氧速率,结果如图2所示,说明IRP敲除小鼠线粒体功能障碍的原因主要是_____蛋白含量的提高抑制了有氧呼吸第______阶段。
②测量LdhA(呼吸作用第一阶段的一种酶)表达量,结果如图3所示,说明IRP敲除小鼠的Hiflα蛋白含量提高后____ (填“促进”或“抑制”)了LdhA的表达。
答案:略。
解析:深度解析第三问,理论依据:链接地址。
为方便分析,给图2与图3加上标识数字如下
一、据图2:(单因子变量)
1、根据IRP有无,②与①比较,自变量:无该基因,因变量:耗氧量下降,结论:该基因促使耗氧。
2、无IRP情况下,③与②比较,自变量:Hiflα被抑制,因变量:耗氧量无差异,结论:Hiflα基本不影响耗氧。
3、无IRP情况下,④与②比较,自变量:Hifl2α被抑制,因变量:耗氧量上升,结论:Hifl2α抑制耗氧。
小结:Hifl2α影响有氧呼吸第三阶段,最可能的分布位置是线粒体内膜。
二、据图3:(单因子变量)
1、根据IRP有无,⑥与⑤比较,自变量:无该基因,因变量:LdhA的表达上升,结论:该基因抑制LdhA的表达。
2、无IRP情况下,⑦与⑥比较,自变量:Hiflα被抑制,因变量:LdhA的表达下降,结论:Hiflα促进LdhA的表达。
3、无IRP情况下,⑧与⑥比较,自变量:Hifl2α被抑制,因变量:LdhA的表达无差异,结论:Hifl2α不影响LdhA的表达。
小结:Hiflα影响有氧呼吸第一阶段,最可能的分布位置是细胞质基质。
总结:IRP存在时,可能通过抑制Hiflα而抑制LdhA的表达,通过抑制Hifl2α而促进耗氧。