Question

14．將酵母菌研磨、離心分離后，得到上清液（含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀物質(zhì)（含細(xì)胞器）．把等量上清液、沉淀物和未離心處理的勻漿分別放入甲、乙、丙3支試管中，進(jìn)行4組實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：向3支試管中分別滴加等量的（1mol）葡萄糖溶液；
實(shí)驗(yàn)二：向3支試管中分別滴加等量的（2mol）丙酮酸；
實(shí)驗(yàn)三：在隔絕空氣的條件下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)一；
實(shí)驗(yàn)四：向3支試管中分別滴加等量的熒光素（螢火蟲(chóng)尾部提取的可以發(fā)光的物質(zhì)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二．
（1）實(shí)驗(yàn)一中，甲試管的產(chǎn)物是丙酮酸，其原因是葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸，因存在氧氣，發(fā)酵作用受抑制，丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無(wú)法按無(wú)氧呼吸的過(guò)程轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳．
（2）實(shí)驗(yàn)二中，產(chǎn)生H₂O的試管是乙和丙．
（3）實(shí)驗(yàn)三中，甲、乙、丙中的終產(chǎn)物分別是：甲酒精和CO₂，乙無(wú)反應(yīng)，丙酒精和CO₂．（填“酒精和CO₂”“無(wú)反應(yīng)”或“H₂O和CO₂”）
（4）實(shí)驗(yàn)四中，從理論上講，發(fā)光最強(qiáng)的是實(shí)驗(yàn)一中的丙試管，原因是有機(jī)物分解釋放的能量越多發(fā)光越強(qiáng)，而有氧呼吸釋放的能量遠(yuǎn)多于無(wú)氧呼吸釋放的能量．

Answer 1

分析 酵母菌是兼性厭氧型生物，在有氧條件下能進(jìn)行有氧呼吸，在缺氧條件下能進(jìn)行無(wú)氧呼吸．
1、有氧呼吸的過(guò)程：
①C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2丙酮酸+4[H]+能量        （細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）
②2丙酮酸+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+20[H]+能量     （線粒體基質(zhì)）
③24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+能量             （線粒體內(nèi)膜）
2、無(wú)氧呼吸的過(guò)程：
①C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2丙酮酸+4[H]+能量        （細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）
②2丙酮酸$\stackrel{酶}{→}$2酒精+2CO₂               （細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）
或C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2乳酸+能量               （細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）

解答 解：3支試管中所含細(xì)胞的部分不同，其功能也有不同．甲只含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其中的酶可催化有氧呼吸的第一階段及無(wú)氧呼吸；乙只含細(xì)胞器，其中線粒體是有氧呼吸第二、三階段的場(chǎng)所；丙含有酵母菌細(xì)胞的各部分，存在催化兩種呼吸作用的酶．
（1）實(shí)驗(yàn)一：葡萄糖在甲中產(chǎn)生丙酮酸，因有氧存在，發(fā)酵作用受抑制，所以丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無(wú)法按無(wú)氧呼吸的過(guò)程轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳；乙中由于沒(méi)有使葡萄糖分解成丙酮酸的酶，因而不能進(jìn)入線粒體完成反應(yīng)；丙中含有催化有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的各種酶且氧氣充足，因而丙中的葡萄糖最終被分解為二氧化碳和水．
（2）實(shí)驗(yàn)二：因有氧氣存在，甲中加入的丙酮酸發(fā)酵作用受抑制；乙中丙酮酸進(jìn)入線粒體被徹底氧化分解為二氧化碳和水；丙中的過(guò)程同實(shí)驗(yàn)一．
（3）實(shí)驗(yàn)三：在隔絕空氣的條件下，甲經(jīng)發(fā)酵作用產(chǎn)生酒精、CO₂；乙不能進(jìn)行有氧呼吸；丙進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精、CO₂．
（4）熒光素發(fā)光是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能，需消耗ATP．有機(jī)物分解釋放的能量越多發(fā)光越強(qiáng)，而有氧呼吸釋放的能量遠(yuǎn)多于無(wú)氧呼吸釋放的能量．
故答案為：
（1）葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸，因存在氧氣，發(fā)酵作用受抑制，丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無(wú)法按無(wú)氧呼吸的過(guò)程轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳
（2）乙和丙
（3）酒精和CO₂　無(wú)反應(yīng)　酒精和CO₂
（4）有機(jī)物分解釋放的能量越多發(fā)光越強(qiáng)，而有氧呼吸釋放的能量遠(yuǎn)多于無(wú)氧呼吸釋放的能量

點(diǎn)評(píng) 對(duì)細(xì)胞有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)變化、能量變化和場(chǎng)所的綜合性理解應(yīng)用，把握知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系是解題的關(guān)鍵；本題結(jié)合探究性實(shí)驗(yàn)，考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析實(shí)驗(yàn)獲取有效信息的能力．