Question

【題目】（1）下圖為細(xì)胞呼吸過程中糖酵解過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

糖酵解過程場所為________，屬于________呼吸的第____階段，整個過程包含____和____兩個階段過程。前者將葡萄糖分解成為果糖二磷酸是____ATP的過程，果糖二磷酸中的“二磷酸”來自于____________，之后它降解為兩分子G3P；后者是________ATP的過程。所以整個糖酵解過程一共產(chǎn)生了____個ATP，其余的能量會以NADH的形式儲存，同時生成兩分子丙酮酸。

（2）NADH、FADH2都是與ATP類似的一種少量但蘊含著活躍化學(xué)能的化合物。

如上圖所示，丙酮酸分解______和乙�；鶊F(tuán)的反應(yīng)過程會釋放能量，釋放的能量通過兩個高能電子和一個氫離子與NAD+相結(jié)合，形成NADH。乙酰基團(tuán)與在細(xì)胞內(nèi)重復(fù)利用的CoA（輔酶A）結(jié)合形成乙酰CoA。之后的循環(huán)是一個叫科雷布斯的人發(fā)現(xiàn)的，所以用他的名字命名為Krebs循環(huán)，每進(jìn)行一次循環(huán)，將產(chǎn)生____，其中蘊含能量的物質(zhì)為_____。用你已學(xué)的知識綜上分析，此分解丙酮酸的過程應(yīng)發(fā)生在_____中。產(chǎn)生的CO2是一種無用的終產(chǎn)物，由于細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的CO2高于空氣中的CO2含量，它會以________的形式層層跨膜，最終從肺部排出。

（3）下圖表示在線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)，在內(nèi)膜上的電子傳遞鏈?zhǔn)且蝗簩ｉT運輸電子的載體，高能電子在傳遞鏈中傳遞時會將一部分能量用于從基質(zhì)中將氫離子泵入膜間隙，能量用盡后的失能電子會在傳遞鏈末端回到線粒體基質(zhì)中。請根據(jù)圖和（1）（2）（3）中的信息，詳細(xì)描述有氧呼吸第三階段的過程______________________________。

（4）地球上生存的每一種生物都會進(jìn)行糖酵解過程，這個事實證明糖酵解作用是地球上形成的最古老的生化途徑之一�？茖W(xué)家假設(shè)，地球上最初的生物生活在無氧環(huán)境下，接下來，光合作用逐漸形成，地球上的氧氣含量越來越多。地球之初生存的生物，我們姑且稱為地球生物的先行者，通過糖酵解過程，分解地球上存在生物之前所存在的有機(jī)物質(zhì)，并通過這種方式獲取能量。即使現(xiàn)在，很多生物也生存在無氧或氧氣含量十分稀少的環(huán)境中，這些生物有的生活在動物（包括人類）的胃和小腸中，有的生活在土壤深處，有的生活在沼澤和泥潭。

在無氧條件下，細(xì)胞依靠發(fā)酵作用來獲得NAD+。在發(fā)酵作用下，NADH的一個電子與一些氫離子一起，與丙酮酸結(jié)合，改變了丙酮酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)。雖然發(fā)酵作用看起來是在NADH上浪費了一些能量，因為這些能量并不是用來合成ATP的，但是，如果NAD+耗盡了，細(xì)胞能量的產(chǎn)生就會完全停止，生物也就瀕臨死亡了。發(fā)酵作用產(chǎn)生的ATP分子遠(yuǎn)比有氧呼吸少，所以，依賴發(fā)酵作用的生物必須獲取相對更充足的能量①有的微生物之所以只能進(jìn)行無氧呼吸是因為________，他們的異化作用類型為________。

②下圖為________發(fā)酵過程。有氧條件下，絕大多數(shù)生物通過將NADH的一個高能電子釋放給________來重新獲得NAD+。而無氧呼吸并不能產(chǎn)生更多的ATP分子，為什么這一作用又是生命所必需的呢？請結(jié)合人體劇烈運動的情境回答_________________________。

Answer 1

【答案】細(xì)胞溶膠 有氧 一 能源投資階段 能源收割階段 消耗 ATP水解 產(chǎn)生 2 產(chǎn)生C02 2分子C02和1分子ATP ATP 線粒體基質(zhì) 自由擴(kuò)散 在電子傳遞鏈中，特殊的分子所攜帶的氫和電子分別經(jīng)過復(fù)雜的步驟傳遞給氧，最后形成水，在這個過程中產(chǎn)生大量的ATP 其生活環(huán)境無氧或氧氣含量十分稀少 厭氧呼吸 乳酸 電子 無氧呼吸可通過產(chǎn)生乳酸來獲得NAD+，以保證機(jī)體存活

【解析】

細(xì)胞的呼吸方式有有氧呼吸和厭氧呼吸兩種類型，按照異化作用的不同，有需氧生物、厭氧生物和兼性厭氧生物等類型，對于其適應(yīng)環(huán)境有重要意義。

（1）糖酵解是需氧呼吸的第一階段，在細(xì)胞溶膠中進(jìn)行；據(jù)圖分析可知，糖酵解的過程包括能源投資和能源收割兩個階段；前者將葡萄糖分解成為果糖二磷酸是消耗ATP的過程；果糖二磷酸中的“二磷酸”來自于ATP水解為ADP時脫下的P；后者是ADP轉(zhuǎn)化為ATP，即合成ATP的過程；據(jù)圖可知，能源投資階段消耗2個ATP，能源收割階段產(chǎn)生4個ATP，故整個糖酵解過程一共產(chǎn)生了2個ATP；

（2）據(jù)圖可知：丙酮酸分解產(chǎn)生CO2和乙�；鶊F(tuán)的反應(yīng)過程會釋放能量；每進(jìn)行一次Krebs循環(huán)循環(huán)，將產(chǎn)生1分子ATP和2分子CO2，其中蘊含能量的物質(zhì)為ATP；據(jù)呼吸作用的過程可知，該過程有能量才產(chǎn)生，故丙酮酸的分解發(fā)生在線粒體基質(zhì)中；CO2從肺部排出的方式為自由擴(kuò)散；

（3）據(jù)以上信息描述有氧呼吸的第三階段為： 在線粒體內(nèi)膜中存在一群電子傳遞鏈，在電子傳遞鏈中，特殊的分子所攜帶的氫和電子分別經(jīng)過復(fù)雜的步驟傳遞給氧，最后形成水，在這個過程中產(chǎn)生大量的ATP；

（4）①因有的微生物生存在無氧或氧氣含量十分稀少的環(huán)境中，故其只能進(jìn)行無氧呼吸；其異化作用類型是厭氧性；

②據(jù)圖分析可知：該反應(yīng)的最終產(chǎn)物為乳酸，故為乳酸發(fā)酵過程；由（2）中信息“兩個高能電子和一個氫離子與NAD+相結(jié)合，形成NADH”可推知，生物可通過將NADH的一個高能電子釋放給電子來重新獲得NAD+；由以上分析可知：若細(xì)胞內(nèi)NAD+耗盡了，細(xì)胞能量的產(chǎn)生就會完全停止，生物也就瀕臨死亡了，故人體在劇烈運動時，由于氧氣不足，此時細(xì)胞可通過產(chǎn)生乳酸來獲得NAD+，以維持機(jī)體的正常生存。