為揭示有氧呼吸過(guò)程中的生化反應(yīng)途徑,科學(xué)家經(jīng)歷了復(fù)雜的探索。請(qǐng)回答問(wèn)題:
(1)科學(xué)家用鴿子的飛行肌作為研究材料,因?yàn)轱w行肌細(xì)胞呼吸速率較高,適合用于研究氧化分解過(guò)程。葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中經(jīng)糖酵解(有氧呼吸第一階段)產(chǎn)生的丙酮酸丙酮酸進(jìn)入線粒體,最終分解為二氧化碳和水二氧化碳和水。該過(guò)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(chǔ)存在ATP 中,為肌細(xì)胞供能儲(chǔ)存在ATP 中,為肌細(xì)胞供能。
(2)20世紀(jì)30年代,科學(xué)家分別發(fā)現(xiàn)線粒體內(nèi)存在兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程,表示如下(字母代表不同中間產(chǎn)物)。
過(guò)程1:A-B-C-D-E 過(guò)程2:E-F-G-H
兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程存在什么關(guān)系呢?科學(xué)家利用丙二酸(抑制E→F過(guò)程)和中間產(chǎn)物F進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,過(guò)程1與過(guò)程2最可能連成環(huán)形環(huán)形(填“線性”或“環(huán)形”)代謝途徑,請(qǐng)寫(xiě)出三點(diǎn)推測(cè)證據(jù)。
證據(jù)1:第2組和第1組相比,注射物質(zhì)F,使過(guò)程1中的A和C增加,說(shuō)明過(guò)程2可以促進(jìn)過(guò)程1第2組和第1組相比,注射物質(zhì)F,使過(guò)程1中的A和C增加,說(shuō)明過(guò)程2可以促進(jìn)過(guò)程1。
證據(jù)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(guò)程,但第3組注射F后,缺導(dǎo)致E物質(zhì)積累,使 E含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第2組,支持環(huán)形代謝的假設(shè)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(guò)程,但第3組注射F后,缺導(dǎo)致E物質(zhì)積累,使 E含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第2組,支持環(huán)形代謝的假設(shè)。
證據(jù)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(guò)程,但第3組因?yàn)樽⑸淞薋,使得A、C、E逗比第1組增加許多,說(shuō)明過(guò)程1與過(guò)程2并非環(huán)形代謝途徑第3組和第1組相比,雖然都注射了丙二酸,抑制了E→F的過(guò)程,但第3組因?yàn)樽⑸淞薋,使得A、C、E逗比第1組增加許多,說(shuō)明過(guò)程1與過(guò)程2并非環(huán)形代謝途徑。
(3)現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)為研究代謝過(guò)程提供了更直接的手段。例如,科學(xué)家曾用同位素示蹤同位素示蹤法追蹤各種有氧呼吸中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的詳細(xì)過(guò)程。
【考點(diǎn)】有氧呼吸的過(guò)程和意義.
【答案】丙酮酸;二氧化碳和水;儲(chǔ)存在ATP 中,為肌細(xì)胞供能;環(huán)形;第2組和第1組相比,注射物質(zhì)F,使過(guò)程1中的A和C增加,說(shuō)明過(guò)程2可以促進(jìn)過(guò)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(guò)程,但第3組注射F后,缺導(dǎo)致E物質(zhì)積累,使 E含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第2組,支持環(huán)形代謝的假設(shè);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(guò)程,但第3組因?yàn)樽⑸淞薋,使得A、C、E逗比第1組增加許多,說(shuō)明過(guò)程1與過(guò)程2并非環(huán)形代謝途徑;同位素示蹤
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/6 8:0:8組卷:37引用:2難度:0.6
相似題
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1.癌細(xì)胞和正常分化細(xì)胞在有氧氣存在時(shí)產(chǎn)生的ATP總量無(wú)明顯差異,但癌細(xì)胞攝取并用于細(xì)胞呼吸的葡萄糖是正常細(xì)胞的若干倍,如圖為癌細(xì)胞吸收并利用葡萄糖部分過(guò)程圖,請(qǐng)據(jù)圖回答:
(1)a過(guò)程需要細(xì)胞膜上的
(2)b過(guò)程的反應(yīng)式為
(3)若要研究藥物來(lái)抑制癌細(xì)胞的生命活動(dòng),圖中發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:3引用:2難度:0.5 -
2.將生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟(jì)作物分為兩組,Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光照強(qiáng)度,Ⅱ組不做處理,分別測(cè)定凈光合速率的日變化情況,結(jié)果如圖.
(1)在ab段,Ⅰ組植株葉肉細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場(chǎng)所有
(2)與e點(diǎn)相比,f點(diǎn)時(shí)葉綠體內(nèi)ATP的含量
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出在大棚栽種該作物時(shí)提高產(chǎn)量的一項(xiàng)具體措施
(4)若Ⅱ組植株在d點(diǎn)時(shí)植物線粒體中產(chǎn)生的CO2更多,則此時(shí)Ⅱ組植株的總光合速率發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:7引用:3難度:0.5 -
3.閱讀下列材料,并回答問(wèn)題。
線粒體蛋白AOX和UCP在植物開(kāi)花生熱中的功能
有些植物的花器官在開(kāi)花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并累積大量熱能,使花器官溫度顯著高于環(huán)境溫度,即“開(kāi)花生熱現(xiàn)象”。開(kāi)花生熱可以促使植物生殖發(fā)育順利完成。
與高等動(dòng)物相同,高等植物細(xì)胞的有氧呼吸過(guò)程能釋放熱量。有氧呼吸的第三階段,有機(jī)物中的電子經(jīng)UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白復(fù)合體(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的作用,傳遞至氧氣生成水,電子傳遞過(guò)程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H+濃度差,使能量轉(zhuǎn)換成H+電化學(xué)勢(shì)能,此過(guò)程稱為細(xì)胞色素途徑。最終,H+經(jīng)ATP合成酶運(yùn)回線粒體基質(zhì)時(shí)釋放能量。此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如圖1所示(“e-”表示電子,“→”表示物質(zhì)運(yùn)輸及方向,“”表示相關(guān)化學(xué)反應(yīng))。這種情況下生熱緩慢,不是造成植物器官溫度明顯上升的原因。
圖1中的AOX表示交替氧化酶(蛋白質(zhì)),是一種植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶,在此酶參與下,電子可不通過(guò)蛋白復(fù)合體Ⅲ和Ⅳ,而是直接通過(guò)AOX傳遞給氧氣生成水,大量能量以熱能的形式釋放。此途徑稱為AOX途徑。相較于細(xì)胞色素途徑,有機(jī)物中電子經(jīng)AOX途徑傳遞后,最終只能產(chǎn)生極少量ATP。
荷花(N.nucifera)在自然生長(zhǎng)的開(kāi)花階段,具有開(kāi)花生熱現(xiàn)象。花器官呼吸作用顯著增強(qiáng),氧氣消耗量大幅提高,使得花器官與周?chē)h(huán)境溫差逐漸增大。研究人員測(cè)定了花器官開(kāi)花生熱過(guò)程中不同途徑的耗氧量,如圖2所示。當(dāng)達(dá)到生熱最高峰時(shí),AOX途徑的呼吸作用比生熱前顯著增強(qiáng),可占總呼吸作用耗氧量的70%以上。
線粒體解偶聯(lián)蛋白(UCP)是位于高等動(dòng)、植物線粒體內(nèi)膜上的一類離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(圖1虛線框中所示)。UCP可以將H+通過(guò)膜滲漏到線粒體基質(zhì)中,從而驅(qū)散跨膜兩側(cè)的H+電化學(xué)勢(shì)梯度,使能量以熱能形式釋放。有些植物開(kāi)花生熱時(shí),UCP表達(dá)量顯著上升,表明UCP蛋白也會(huì)參與調(diào)控植物的開(kāi)花生熱。
(1)有氧呼吸的第一、二也會(huì)釋放熱量,但不會(huì)引起開(kāi)花生熱。原因是經(jīng)這兩個(gè)階段,有機(jī)物中的能量大部分
A.已轉(zhuǎn)移到ATP中
B.儲(chǔ)存在[H]中
C.轉(zhuǎn)移至CO2中
(2)圖1所示膜結(jié)構(gòu)是
(3)運(yùn)用文中信息分析,在耗氧量不變的情況下,若圖1所示膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量提高,則經(jīng)膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量
(4)之前有人認(rèn)為在荷花(N.nucifera)花器官的開(kāi)花生熱中,經(jīng)UCP產(chǎn)生的熱量不少于AOX途徑產(chǎn)熱。請(qǐng)結(jié)合本文內(nèi)容分析,若上述說(shuō)法正確,在“總呼吸”曲線仍維持圖2狀態(tài)時(shí),請(qǐng)判斷細(xì)胞色素途徑和AOX途徑耗氧量應(yīng)有怎樣的變化,并說(shuō)明理由。
(5)基于本文內(nèi)容,下列敘述能體現(xiàn)高等動(dòng)、植物統(tǒng)一性的是
A.二者均有線粒體
B.二者均可借助UCP產(chǎn)熱
C.二者均可分解有機(jī)物產(chǎn)生ATP
D.二者均有細(xì)胞色素途徑和AOX途徑發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:72引用:1難度:0.7
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