細胞呼吸的原理和應(yīng)用(一)

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用細胞呼吸的原理和應(yīng)用(一)一、探究酵母菌細胞呼吸的方式1．酵母菌作為實驗材料的原因酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。2．不同條件下的裝置[填圖](1)有氧條件裝置：(2)無氧條件裝置：3．檢測細胞呼吸產(chǎn)物所用試劑與現(xiàn)象[填表]檢測產(chǎn)物所用試劑實驗現(xiàn)象二氧化碳澄清的石灰水變渾濁溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃酒精(酸性)重鉻酸鉀溶液橙色變成灰綠色4.結(jié)論酵母菌的呼吸方式：有氧呼吸和無氧呼吸。二、有氧呼吸1．主要場所——線粒體[據(jù)圖填空](1)寫出序號代表的結(jié)構(gòu)名稱：①外膜；②內(nèi)膜形成的嵴；③線粒體基質(zhì)。(2)與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在：②③。(3)線粒體的分布：集中在代謝旺盛的部位。2．化學反應(yīng)式C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量3．物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程[填圖]4．能量轉(zhuǎn)化1．慢跑是一種健康的有氧運動。在有氧呼吸的三個階段中，釋放大量能量的是（

）A．第一階段 B．第二階段C．第三階段 D．第一和第二階段【答案】C【分析】有氧呼吸的第一階段是葡萄糖酵解產(chǎn)生丙酮酸和還原氫，同時產(chǎn)生少量能量，發(fā)生的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和還原氫，釋放少量能量，發(fā)生的場所是線粒體基質(zhì)；第三階段是還原氫與氧氣結(jié)合生成水，釋放大量能量，發(fā)生的場所是線粒體內(nèi)膜?！驹斀狻緼、有氧呼吸的第一階段的反應(yīng)物是葡萄糖，不消耗氧氣，A錯誤；B、有氧呼吸的第二階段的反應(yīng)物是丙酮酸和水，不消耗氧氣，B錯誤；C、有氧呼吸的第三階段是還原氫與氧氣結(jié)合生成水，因此氧氣消耗發(fā)生在有氧呼吸的第三階段，C正確；D、第一和第二階段都不消耗氧氣，D錯誤。故選C。2．有氧呼吸產(chǎn)生能量最多的是（

）A．形成二氧化碳時 B．形成氫時C．形成水時 D．形成丙酮酸時【答案】C【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP?！驹斀狻坑醒鹾粑娜齻€階段都要釋放能量，但第三階段釋放的能量最多，有氧呼吸第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP，C正確，ABD錯誤。故選C。3．酵母菌既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸，酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸均（

）A．產(chǎn)生CO2 B．產(chǎn)生水C．不產(chǎn)生[H] D．不消耗O2【答案】A【分析】有氧呼吸是細胞或微生物在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，合成大量ATP的過程。無氧呼吸根據(jù)參與酶的不同可分為酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵?！驹斀狻拷湍妇挠醒鹾粑侵讣毎谘醯膮⑴c下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程，即有氧呼吸產(chǎn)生CO2、水、[H]，消耗[H]、O2；酵母菌無氧呼吸是不徹底的氧化分解，產(chǎn)生CO2、[H]，消耗[H]、不消耗O2，A正確，BCD錯誤。故選A。4．酵母菌細胞和人體骨骼肌細胞在有氧和無氧條件下都能消耗葡萄糖，進行細胞呼吸。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．無氧條件下，酵母菌細胞分解葡萄糖產(chǎn)生酒精的過程伴隨著ATP的生成B．有氧條件下，人體骨骼肌細胞在線粒體內(nèi)膜上釋放的能量最多C．劇烈運動時，人體骨骼肌細胞既能產(chǎn)生乳酸也能產(chǎn)生酒精D．酵母菌細胞和人體骨骼肌細胞中葡萄糖只能在細胞質(zhì)基質(zhì)中被氧化分解【答案】C【分析】無氧呼吸和有氧呼吸第一階段都發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，葡萄糖被分解成丙酮酸，該過程產(chǎn)生少量的ATP和熱能；無氧呼吸第二階段發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化，酵母菌中轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳，肌細胞中轉(zhuǎn)化成乳酸，都不產(chǎn)生能量。【詳解】A、無氧條件下，酵母菌細胞分解葡萄糖產(chǎn)生酒精的過程伴隨著少量ATP的生成（第一階段），A正確；B、有氧條件下，人體骨骼肌細胞主要進行有氧呼吸，在線粒體內(nèi)膜上（第三階段）釋放的能量最多，B正確；C、劇烈運動時，人體骨骼肌細胞既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸，人體細胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生酒精，C錯誤；D、酵母菌細胞和人體骨骼肌細胞中葡萄糖只能在細胞質(zhì)基質(zhì)中被氧化分解成丙酮酸，無氧條件下丙酮酸在細胞質(zhì)基質(zhì)被分解，有氧條件下丙酮酸可進入線粒體繼續(xù)被分解，D正確。故選C。5．興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養(yǎng)酵母菌并探究其細胞呼吸(如圖)。下列說法正確的是（

）A．開始培養(yǎng)時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成B．實驗中可通過增加甲瓶的酵母菌數(shù)量提高乙醇最大產(chǎn)量C．通過乙瓶溶液顏色是否變化可判斷酵母菌的呼吸方式D．可根據(jù)溴麝香草酚藍變色的時間長短檢測酵母菌CO?的產(chǎn)生情況【答案】D【分析】探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中：（1）檢測CO2的產(chǎn)生：使澄清石灰水變渾濁，或使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。（2）檢測酒精的產(chǎn)生：橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色?！驹斀狻緼、用重鉻酸鉀檢測酒精時，應(yīng)該待實驗結(jié)束后從甲瓶取出部分液體進行鑒定，A錯誤；B、乙醇的最大產(chǎn)量與容器中的葡萄糖量有關(guān)，與酵母菌數(shù)量無關(guān)，B錯誤；C、酵母菌可以進行有氧呼吸和無氧呼吸，都會產(chǎn)生CO2，乙瓶顏色都會發(fā)生變化，因此不能判斷，C錯誤；D、有氧呼吸產(chǎn)生的CO2多于無氧呼吸，CO2通入溴麝香草酚藍水溶液中，顏色變化為藍→綠→黃，可以根據(jù)溴麝香草酚藍變色的時間長短檢測酵母菌CO2的產(chǎn)生情況，D正確。故選D。6．含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中，18O轉(zhuǎn)移的途徑是（）A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳【答案】D【分析】有氧呼吸第一階段能產(chǎn)生少量ATP，其反應(yīng)場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，在該過程中葡萄糖分解成丙酮酸和[H]。有氧呼吸第二階段產(chǎn)生少量ATP，其反應(yīng)場所是線粒體基質(zhì)，該過程中丙酮酸與水反應(yīng)生成CO2和和[H]。有氧呼吸第三階段產(chǎn)生大量ATP，其反應(yīng)場所是線粒體內(nèi)膜，在該過程中O2與前兩個階段產(chǎn)生的[H]反應(yīng)生成水?！驹斀狻緼、有氧呼吸過程中，生成的水中的O來自于O2，而不是葡萄糖，A錯誤；BC、有氧呼吸過程中，葡萄糖不會分解產(chǎn)生氧，并且生成的水中的O來自于O2，而不是葡萄糖，BC錯誤；D、有氧呼吸過程中，葡萄糖首先分解為丙酮酸和[H]，然后丙酮酸與H2O反應(yīng)生成[H]和CO2，因此用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉(zhuǎn)移的途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，D正確。故選D。7．下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā)，測得的氣體量(相對值)的變化結(jié)果(假設(shè)細胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說法不正確的是（

）不同條件CO2產(chǎn)生量O2吸收量甲60乙106丙1212A．該植物的種子進行的無氧呼吸類型和酵母菌的相同B．甲條件下CO2全部產(chǎn)生于細胞質(zhì)基質(zhì)C．乙條件下有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖比例為1∶2D．丙條件下O2的利用部位和CO2產(chǎn)生的具體部位相同【答案】D【分析】有氧呼吸過程：第一階段：在細胞質(zhì)基質(zhì)中，一分子葡萄糖形成兩分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，合成少量ATP,這一階段不需要氧的參與。第二階段：丙酮酸進入線粒體的基質(zhì)中，分解為二氧化碳、大量的[H]和少量能量，合成少量ATP。第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，[H]和氧氣結(jié)合，形成水和大量能量，這一階段需要氧的參與，合成大量ATP。無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段相同，都是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和[H],發(fā)生在細胞中基質(zhì)中，第二階段是丙酮酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和酒精或者是乳酸，發(fā)生在細胞中基質(zhì)中。【詳解】A、該植物種子無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2，其無氧呼吸類型與酵母菌相同，A正確；B、甲條件下只進行無氧呼吸，無氧呼吸的場所在細胞質(zhì)基質(zhì)，B正確；C、乙條件下，二氧化碳的釋放量大于氧氣的消耗量，說明有氧呼吸和無氧呼吸同時進行。由表格數(shù)據(jù)可知，CO2的釋放量為10，則O2的吸收量為6，因為有氧呼吸消耗氧氣的量等于釋放的二氧化碳的量，所以吸收6份的氧氣就釋放6份的二氧化碳，這樣無氧呼吸釋放的二氧化碳就是10－6＝4，根據(jù)有氧呼吸的方程式釋放6份的二氧化碳需要消耗1份的葡萄糖，根據(jù)無氧呼吸的方程式釋放的二氧化碳需要消耗2份的葡萄糖，所以乙條件下，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖比例為1∶2，C正確；D、丙條件下，植物種子只進行有氧呼吸，氧氣的利用部位在線粒體內(nèi)膜，CO2的產(chǎn)生部位在線粒體基質(zhì)，D錯誤。故選D。8．閱讀教材及教材圖有氧呼吸過程示意圖，完成如下所示有氧呼吸過程模型構(gòu)建。(1)糖類（葡萄糖）為什么必須分解成丙酮酸后才能進行有氧呼吸的第二、三階段？(2)有氧呼吸過程中，H2O參與第二階段反應(yīng)，在第三階段產(chǎn)生；[H]在階段產(chǎn)生，參與階段的反應(yīng)；O2只參與階段反應(yīng)，CO2是在階段產(chǎn)生的。(3)若用放射性同位素18O分別標記有氧呼吸中C6H12O6中的氧和O2中的氧，放射性會分別出現(xiàn)在哪種產(chǎn)物中？【答案】(1)因為線粒體膜上不含運輸葡萄糖的載體蛋白，葡萄糖不能進入線粒體（或線粒體內(nèi)沒有催化葡萄糖分解的酶）(2)第一、二第三第三第二(3)C6H1218O6→C18O2；18O2→H218O【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP。【詳解】（1）生化反應(yīng)的進行需要酶的催化，因為線粒體膜上不含運輸葡萄糖的載體蛋白，葡萄糖不能進入線粒體（或線粒體內(nèi)沒有催化葡萄糖分解的酶），故糖類（葡萄糖）為什么必須分解成丙酮酸后才能進行有氧呼吸的第二、三階段。（2）有氧呼吸過程中，H2O參與第二階段反應(yīng)，在第三階段產(chǎn)生，[H]在第一、二階段產(chǎn)生，參與第三階段的反應(yīng)，與氧氣生成水；O2只參與有氧呼吸第三階段反應(yīng)，CO2是在第二階段產(chǎn)生的。（3）在有氧呼吸中，葡萄糖先被分解為丙酮酸，丙酮酸再與水生成二氧化碳，所以有氧呼吸中葡萄糖的氧原子轉(zhuǎn)移途徑為葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，即C6H1218O6→C18O2；在有氧呼吸中，氧氣參與第三階段與還原氫結(jié)合生成水，所以有氧呼吸中氧氣的氧原子轉(zhuǎn)移途徑為氧氣→水，即18O2→H218O。9．科研人員將用2H標記的絲氨酸加入到培養(yǎng)基中培養(yǎng)細胞，一段時間后，發(fā)現(xiàn)細胞中的NADH分子可檢測出放射性。若敲除線粒體內(nèi)絲氨酸代謝途徑中相關(guān)的酶，重復上述實驗，NADH分子無放射性。下列選項錯誤的是（

）A．有氧呼吸的第一階段、第二階段均可產(chǎn)生NADHB．NADH在線粒體基質(zhì)中被利用，同時生成NAD+C．實驗中兩組培養(yǎng)基的成分、細胞培養(yǎng)時間、溫度等應(yīng)保持一致D．實驗結(jié)果說明絲氨酸在線粒體中的代謝過程可產(chǎn)生NADH【答案】B【分析】有氧呼吸的三個階段：第一階段：細胞質(zhì)的基質(zhì)C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量；第二階段：線粒體基質(zhì)2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量；第三階段：線粒體的內(nèi)膜24[H]+6O212H2O+大量能量?！驹斀狻緼、有氧呼吸的第一階段、第二階段均可產(chǎn)生NADH，第三階段消耗NADH，A正確；B、NADH在線粒體內(nèi)膜上被利用，B錯誤；C、實驗中兩組培養(yǎng)基的成分、細胞培養(yǎng)時間、溫度等屬于無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜，C正確；D、敲除線粒體內(nèi)絲氨酸代謝途徑中相關(guān)的酶，重復上述實驗，NADH分子無放射性，說明絲氨酸在線粒體中的代謝過程可產(chǎn)生NADH，D正確。故選B。10．某女士酷愛染發(fā)導致鉛中毒，鉛可損傷線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，從而影響這些細胞器的正常功能。這些改變會直接影響下列哪種生理過程（）A．無氧呼吸第二階段 B．水分子進出細胞C．膜蛋白的合成和加工 D．有氧呼吸第一階段【答案】C【分析】1、膜蛋白的合成及運輸大致過程是：首先，在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成。當合成了一段肽鏈后，這段肽鏈會與核糖體一起轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)其合成過程，并且邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，再經(jīng)過加工、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成囊泡，包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，到達高爾基體，與高爾基體膜融合，囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。高爾基體還能對蛋白質(zhì)做進一步的修飾加工，然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡。囊泡轉(zhuǎn)運到細胞膜，與細胞膜融合，將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到細胞膜上。2、有氧呼吸可以概括地分為三個階段。第一個階段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]，并且釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。第二個階段是，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，并釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在線粒體基質(zhì)中進行的。第三個階段是，上述兩個階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的化學反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水，同時釋放出大量的能量。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進行的。3、無氧呼吸的全過程，可以概括地分為兩個階段，這兩個階段需要不同酶的催化，但都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]，并且釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。。第二個階段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸?！驹斀狻緼、無氧呼吸第二階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，不直接需要細胞器參與，A錯誤；B、水分子進出細胞通過細胞膜，不需要細胞器直接參與，B錯誤；C、膜蛋白在核糖體合成，需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工，C正確；D、有氧呼吸第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，不直接需要細胞器參與，D錯誤。故選C。11．下圖表示人體內(nèi)能量代謝的相關(guān)過程，其中A~F表示物質(zhì)或能量。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．產(chǎn)生A的場所可能是細胞質(zhì)基質(zhì)或線粒體B．ATP的合成過程不會發(fā)生在無氧呼吸的第二階段C．C的形成過程往往伴隨著細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)D．若B、D、E、F代表能量數(shù)值，則B<D+E+F【答案】D【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量ATP?！驹斀狻緼、據(jù)圖分析，A是二氧化碳，產(chǎn)生二氧化碳的場所可能是細胞質(zhì)基質(zhì)（無氧呼吸第二階段）或線粒體基質(zhì)（有氧呼吸第二階段），A正確；B、無氧呼吸過程中只在第一階段釋放少量能量，無氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP，B正確；C、圖中C過程表示ATP的水解，其進行往往伴隨著吸能反應(yīng)，C正確；D、有機物氧化分解釋放的能量大部分以熱能形式B散失，若圖中數(shù)據(jù)代表對應(yīng)過程能量值，則B＞D+E+F，D錯誤。故選D。12．下圖為真核細胞呼吸過程的示意圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．①過程釋放的能量大部分儲存在ATP中B．②過程可發(fā)生在人體細胞中C．③過程發(fā)生的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)D．④過程發(fā)生的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)【答案】A【分析】1.有氧呼吸是在氧氣充足的條件下，細胞徹底氧化分解有機物產(chǎn)生二氧化碳和水同時釋放能量的過程，有氧呼吸的第一階段是葡萄糖酵解產(chǎn)生丙酮酸和還原氫的過程，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)形成二氧化碳和還原氫的過程，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，第三階段是還原氫與氧氣結(jié)合形成水的過程，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上；2.無氧呼吸是在無氧條件下，有機物不徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和酒精或者乳酸，同時釋放少量能量的過程，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和還原氫，第二階段是丙酮酸和還原氫在不同酶的作用下形成二氧化碳和酒精或者乳酸，兩個階段都發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中。【詳解】A、①過程為有氧呼吸，該過程釋放的能量大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中，A錯誤；B、②過程為產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸的第二階段，該過程可發(fā)生在人體細胞中，B正確；C、③過程為產(chǎn)生酒精的無氧呼吸過程，該過程發(fā)生的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；D、④過程表示細胞呼吸過程中ATP的生成，發(fā)生的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)，D正確。故選A。13．科研人員發(fā)現(xiàn)，即使在氧氣充足的條件下，癌細胞也會進行旺盛的無氧呼吸。為研究該問題，科研人員完成下列實驗(1)圖1中物質(zhì)A為。有氧呼吸第一階段又稱糖酵解，發(fā)生在。有氧呼吸過程中，CO2的產(chǎn)生發(fā)生在第階段。因此，CO2中的氧來自，生成物水中的氧來自。(2)葡萄糖氧化分解時，NADH需要不斷被利用并再生出NAD+才能使反應(yīng)持續(xù)進行。酶M和酶L均能催化NAD+的再生，但酶M僅存在于線粒體中，酶L僅存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中。用溶劑N配置不同濃度2DG（糖酵解抑制劑）溶液處理分裂的癌細胞，結(jié)果如圖2①圖2中，糖酵解速率相對值為的組別為對照組，該組的處理方法是用處理癌細胞。②圖2表明，糖酵解速率相對值較低時，癌細胞優(yōu)先進行：糖酵解速率相對值超過時，酶M達到飽和，酶L的活性迅速提高，保證NAD+再生，癌細胞表現(xiàn)為進行旺盛的。(3)綜上所述，癌細胞在有氧的條件下進行旺盛無氧呼吸的可能原因是其生命活動需要大量能量乳酸大量積累?！敬鸢浮?1)丙酮酸細胞質(zhì)基質(zhì)二丙酮酸和水氧氣(2)100用等量不含2DG的溶劑N有氧呼吸60無氧呼吸(3)糖酵解速率過快，產(chǎn)生的NADH速率超過了酶M的處理能力，造成NADH積累，從而提高酶L的活性【分析】1、圖1為有氧呼吸過程圖，物質(zhì)A為丙酮酸。有氧呼吸可以概括地分為三個階段。第一個階段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]，并且釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。第二個階段是，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，并釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在線粒體基質(zhì)中進行的。第三個階段是，上述兩個階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的化學反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水，同時釋放出大量的能量。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進行的。2、酶M和酶L均能催化NAD+的再生，說明兩種酶都能促進細胞呼吸繼續(xù)進行；但酶M僅存在于線粒體中，酶L僅存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中，推測酶M催化有氧呼吸第三階段，酶L催化無氧呼吸第二階段。圖2顯示，糖酵解速率相對值較低時，酶M活性高，癌細胞優(yōu)先進行有氧呼吸，糖酵解速率相對值較高時，酶L活性高，癌細胞無氧呼吸速率較高?！驹斀狻浚?）葡萄糖氧化分解第一階段是分解成丙酮酸，并產(chǎn)生少量的[H]，故物質(zhì)A為丙酮酸，發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中；有氧呼吸第二階段為丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，故CO2中的氧來自丙酮酸和水；有氧呼吸第三階段為[H]與氧氣結(jié)合生成水，故水中的氧來自氧氣。（2）①2DG為糖酵解抑制劑，會減慢糖酵解的速率，所以相對值為100的組別為對照組，該組的處理方法是用等量(不含2DG)的溶劑N處理癌細胞。②圖2表明，糖酵解速率相對值較低時，酶M的活性大于酶L，酶M僅存在于線粒體中，所以癌細胞優(yōu)先進行有氧呼吸，糖酵解速率相對值超過60時，酶M達到飽和，酶L的活性迅速提高，保證NAD+再生，癌細胞表現(xiàn)為進行旺盛的無氧呼吸。（3）綜上所述，癌細胞在有氧的條件下進行旺盛無氧呼吸的可能原因是其生命活動需要大量能量，糖酵解速率過快，產(chǎn)生的NADH速率超過了酶M的處理能力，造成NADH積累，從而提高酶L的活性，乳酸大量積累。14．I.下圖1表示酵母菌細胞內(nèi)細胞呼吸相關(guān)物質(zhì)代謝過程，請回答以下問題：(1)酵母菌細胞內(nèi)丙酮酸在（填場所）被消耗，從能量轉(zhuǎn)化角度分析，丙酮酸在不同場所被分解時有什么不同？。(2)酵母菌在O2充足時幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認為是因為O2的存在會抑制圖1中酶1的活性而導致無酒精產(chǎn)生，為驗證該假說，實驗小組將酵母菌破碎后高速離心，?。ㄌ睢昂€粒體的沉淀物”或“上清液”）均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通入O2，一段時間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的進行檢測。(3)按照上述實驗過程，觀察到，說明（2）中假說不成立，實驗小組查閱資料發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH還存在如圖2所示的轉(zhuǎn)運過程，NADH在線粒體內(nèi)積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運即會被抑制，且細胞內(nèi)反應(yīng)物濃度上升或產(chǎn)物濃度下降一般會促進酶促反應(yīng)速率，反之則抑制。請結(jié)合以上信息解釋O2會抑制酵母菌產(chǎn)生酒精的原因：。II.某研究小組利用檢測氣壓變化的密閉裝置來探究微生物的呼吸方式，實驗設(shè)計如圖甲、乙。(4)實驗開始時將右管液面高度調(diào)至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化（實驗過程中關(guān)閉活栓）①乙組右管液面下降，變化量表示的是微生物呼吸②甲組右管液面升高，乙組液面不變，說明微生物進行的呼吸方式是③若用裝置甲乙測定花生種子有氧呼吸的氣體變化，則甲組右管液面，乙組右管液面?！敬鸢浮?1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量不能用于合成ATP，但在線粒體基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量可用于合成ATP(2)上清液酸性重鉻酸鉀溶液