Question

【題目】為揭示有氧呼吸過程中的生化反應途徑，科學家經歷了復雜的探索。請回答問題：

（1）科學家用鴿子的飛行肌作為研究材料，因為飛行肌細胞呼吸速率較高，適合用于研究氧化分解過程。葡萄糖在細胞質基質中經糖酵解（有氧呼吸第一階段）產生的______進入線粒體，最終分解為______。該過程釋放的能量，除了大部分以熱能形式散失用于維持體溫外，還有一部分______。

（2）20世紀30年代，科學家分別發(fā)現(xiàn)線粒體內存在兩個反應過程，表示如下（字母代表不同中間產物）。

過程1：A-B-C-D-E 過程2：E-F-G-H

兩個反應過程存在什么關系呢？科學家利用丙二酸（抑制E→F過程）和中間產物F進行實驗，結果如圖所示。

根據實驗結果分析，過程1與過程2最可能連成______（填“線性”或“環(huán)形”）代謝途徑，請寫出三點推測證據。

證據1：______。

證據2：______。

證據3：______。

（3）現(xiàn)代生物學技術為研究代謝過程提供了更直接的手段。例如，科學家曾用______法追蹤各種有氧呼吸中間產物轉化的詳細過程。

Answer 1

【答案】丙酮酸 二氧化碳和水 儲存在ATP中，為肌細胞供能 環(huán)形 第2組和第1組相比，注射物質F，使過程1中的A和C增加，說明過程2可以促進過程1 第3組和第2組相比，由于第3組注射了丙二酸，抑制了E→F的過程，但第3組注射F后，缺導致E物質積累，使 E含量遠遠高于第2組，支持環(huán)形代謝的假設 第3組和第1組相比，雖然都注射了丙二酸，抑制了E→F的過程，但第3組因為注射了F，使得A、C、E逗比第1組增加許多，說明過程1與過程2并非環(huán)形代謝途徑 同位素示蹤

【解析】

有氧呼吸的三個階段：

階段	場所	反應物	產物	物質變化	產能情況
第一階段	細胞質基質	主要是葡萄糖	丙酮酸、[H]	C6H12O62丙酮酸+4[H]+能量	少量能量
第二階段	線粒體基質	丙酮酸、H2O	CO2、[H]	2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量	少量能量
第三階段	線粒體內膜	[H]、O2	H2O	24[H]+6O212H2O+能量	大量能量

（1）葡萄糖在細胞質基質中經糖酵解（有氧呼吸第一階段）產生的丙酮酸進入線粒體，最終分解為二氧化碳和水；該過程釋放的能量，除了大部分以熱能形式散失用于維持體溫外，還有一部分儲存在ATP中，為肌細胞供能。

（2）根據實驗結果分析，過程1與過程2最可能連成環(huán)形代謝途徑。

證據1：第2組和第1組相比，注射物質F，使過程1中的A和C增加，說明過程2可以促進過程1。

證據2：第3組和第2組相比，由于第3組注射了丙二酸，抑制了E→F的過程，但第3組注射F后，缺導致E物質積累，使 E含量遠遠高于第2組，支持環(huán)形代謝的假設。

證據3：第3組和第1組相比，雖然都注射了丙二酸，抑制了E→F的過程，但第3組因為注射了F，使得A、C、E逗比第1組增加許多，說明過程1與過程2并非環(huán)形代謝途徑。

（3）現(xiàn)代生物學技術為研究代謝過程提供了更直接的手段，例如科學家曾用同位素示蹤法追蹤各種有氧呼吸中間產物轉化的詳細過程。