Question

为揭示有氧呼吸过程中的生化反应途径，科学家经历了复杂的探索。请回答问题：

（1）科学家用鸽子的飞行肌作为研究材料，因为飞行肌细胞呼吸速率较高，适合用于研究氧化分解过程。葡萄糖在细胞质基质中经糖酵解（有氧呼吸第一阶段）产生的______进入线粒体，最终分解为______。该过程释放的能量，除了大部分以热能形式散失用于维持体温外，还有一部分______。

（2）20世纪30年代，科学家分别发现线粒体内存在两个反应过程，表示如下（字母代表不同中间产物）。

过程1：A-B-C-D-E                 过程2：E-F-G-H

两个反应过程存在什么关系呢？科学家利用丙二酸（抑制E→F过程）和中间产物F进行实验，结果如图所示。

根据实验结果分析，过程1与过程2最可能连成______（填“线性”或“环形”）代谢途径，请写出三点推测证据。

证据1：______。

证据2：______。

证据3：______。

（3）现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段。例如，科学家曾用______法追踪各种有氧呼吸中间产物转化的详细过程。

Answer

丙酮酸 二氧化碳和水 储存在ATP中，为肌细胞供能 环形 第2组和第1组相比，注射物质F，使过程1中的A和C增加，说明过程2可以促进过程1 第3组和第2组相比，由于第3组注射了丙二酸，抑制了E→F的过程，但第3组注射F后，缺导致E物质积累，使 E含量远远高于第2组，支持环形代谢的假设 第3组和第1组相比，虽然都注射了丙二酸，抑制了E→F的过程，但第3组因为注射了F，使得A、C、E逗比第1组增加许多，说明过程1与过程2并非环形代谢途径 同位素示踪

【解析】

有氧呼吸的三个阶段：

阶段

场所

反应物

产物

物质变化

产能情况

第一阶段

细胞质基质

主要是葡萄糖

丙酮酸、[H]

C6H12O62丙酮酸+4[H]+能量

少量能量

第二阶段

线粒体基质

丙酮酸、H2O

CO2、[H]

2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量

少量能量

第三阶段

线粒体内膜

[H]、O2

H2O

24[H]+6O212H2O+能量

大量能量

（1）葡萄糖在细胞质基质中经糖酵解（有氧呼吸第一阶段）产生的丙酮酸进入线粒体，最终分解为二氧化碳和水；该过程释放的能量，除了大部分以热能形式散失用于维持体温外，还有一部分储存在ATP中，为肌细胞供能。

（2）根据实验结果分析，过程1与过程2最可能连成环形代谢途径。

证据1：第2组和第1组相比，注射物质F，使过程1中的A和C增加，说明过程2可以促进过程1。

证据2：第3组和第2组相比，由于第3组注射了丙二酸，抑制了E→F的过程，但第3组注射F后，缺导致E物质积累，使 E含量远远高于第2组，支持环形代谢的假设。

证据3：第3组和第1组相比，虽然都注射了丙二酸，抑制了E→F的过程，但第3组因为注射了F，使得A、C、E逗比第1组增加许多，说明过程1与过程2并非环形代谢途径。

（3）现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段，例如科学家曾用同位素示踪法追踪各种有氧呼吸中间产物转化的详细过程。