Question

【題目】為揭示有氧呼吸過程中的生化反應(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程。葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中經(jīng)過糖酵解（有氧呼吸第一階段）產(chǎn)生的________進(jìn)入線粒體，最終分解為________和水，釋放大量能量，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)過程，表示如下（字母代表不同中間產(chǎn)物）。

過程1：A→B→C→D→E

過程2：E→F→G→H

兩個(gè)反應(yīng)過程存在什么關(guān)系呢？科學(xué)家利用丙二酸（抑制E→F過程）和中間產(chǎn)物F進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，過程1與過程2最可能連成________（線形、環(huán)形）代謝途徑，理由是________。

（3）現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)為研究代謝過程提供了更直接的手段。例如，科學(xué)家曾用________法追蹤各種有氧呼吸中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的詳細(xì)過程。

（4）有氧呼吸生化反應(yīng)途徑的揭示過程，給你帶來的關(guān)于科學(xué)研究的啟示有________。

Answer 1

【答案】丙酮酸 CO2 環(huán)形 第3組和第1組相比，注射物質(zhì)F，使過程1中的A和C增加，說明過程2可促進(jìn)過程1；第3組和第2組相比，注射丙二酸，抑制了E→F的過程，導(dǎo)致E物質(zhì)積累，支持環(huán)形代謝途徑的假設(shè) （同位素）示蹤 技術(shù)促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、科學(xué)研究注重實(shí)驗(yàn)證據(jù)等

【解析】

同位素示蹤法（又稱同位素標(biāo)記法）是利用放射性同位素作為示蹤劑，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法。這種方法把放射性同位素的原子參到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可知道放射性原子通過什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了，是怎樣分布的。

（1）有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖被分解為丙酮酸；有氧呼吸第二、三階段發(fā)生在線粒體，丙酮酸進(jìn)入線粒體后，在氧氣的參與下被徹底氧化分解為CO2和水，并釋放大量能量，為細(xì)胞生命活動(dòng)供能。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，過程1與過程2最可能連成環(huán)形代謝途徑。證據(jù)1：第3組和第1組相比，雖然都注射了丙二酸，抑制了E→F的過程，但第3組因?yàn)槎嘧⑸淞?/span>F，使A和C的含量比第1組增加許多，說明過程2可促進(jìn)過程1；證據(jù)2：第3組和第2組相比，由于第3組注射丙二酸，抑制了E→F的過程，導(dǎo)致E物質(zhì)積累，使E的含量遠(yuǎn)高于第2組，故支持環(huán)形代謝途徑的假設(shè)。

（3）科學(xué)家曾用同位素示蹤法，通過檢測(cè)放射性的位置，追蹤各種有氧呼吸中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的詳細(xì)過程。

（4）有氧呼吸生化反應(yīng)途徑的揭示過程，帶給我們的啟示有：技術(shù)的不斷進(jìn)步能促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展、科學(xué)研究過程中要注重實(shí)驗(yàn)證據(jù)等。