Question

5．為探究需氧呼吸第二階段發生的場所，某實驗小組進行了如圖實驗：作出假設：需氧呼吸第二階段只發生在線粒體中，不能在細胞溶膠中完成．

（1）預測可能的實驗結果：試管1無CO₂生成，試管2有CO₂生成
（2）實驗步驟③沒有進一步破碎離心線粒體的原因是：線粒體必須保持結構的完整性才能完成相應的功能．
（3）如果將步驟②中的生理鹽水換成適宜濃度的葡萄糖，能否出現預期的結果？不能，原因是肝細胞利用葡萄糖進行需氧呼吸，線粒體產生的CO₂ 擴散進入細胞溶膠，導致試管1和試管2都有 CO₂ 產生．

Answer 1

分析 1、真核細胞的有氧呼吸過程分為三個階段，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和還原氫，同時釋放少量能量，發生在細胞質基質中，第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳、還原氫，同時釋放少量能量，發生在線粒體基質中，第三階段是還原氫與氧氣反應形成水，釋放大量能量，發生在線粒體內膜上；
2、分析題圖：該實驗是通過將細胞質基質與線粒體分離，在細胞質基質和線粒體中加入丙酮酸，通過檢測二氧化碳來檢測有氧呼吸第二階段是發生在線粒體中，還是發生在細胞質基質中，由于丙酮酸在有氧呼吸的第二階段和水徹底分解成CO₂和[H]，因此可以通過檢測是否有CO₂產生來判斷丙酮酸是否被分解．

解答 解：（1）由實驗設計的思路可知，如果有氧呼吸過程中丙酮酸分解產生二氧化碳只發生在線粒體中，則只在含有線粒體的試管中可以檢測到二氧化碳，如果有氧呼吸過程中丙酮酸分解產生二氧化碳只發生在細胞質基質中，則只在含有細胞溶膠的試管中可以檢測到二氧化碳，如果有氧呼吸過程中丙酮酸分解產生二氧化碳既可以發生在細胞質基質中，也可以發生在線粒體中，則在兩只試管中均檢測到二氧化碳．
（2）實驗步驟③沒有進一步破碎離心線粒體的原因是：線粒體必須保持結構的完整性才能完成相應的功能．
（3）肝細胞利用葡萄糖進行需氧呼吸，線粒體產生的CO₂ 擴散進入細胞溶膠，導致試管1和試管2都有CO₂產生，因此將步驟②中的生理鹽水換成適宜濃度的葡萄糖，不能出現預期的結果．
故答案為：
（1）無CO₂生成     有CO₂生成
（2）結構的完整性
（3）不能      肝細胞利用葡萄糖進行需氧呼吸，線粒體產生的CO₂ 擴散進入細胞溶膠，導致試管1和試管2都有CO₂產生

點評 本題結合探究性實驗，考查細胞呼吸的相關知識，要求考生識記細胞呼吸的類型、過程及產物等知識，能正確分析實驗目的，再結合所學的知識準確答題．