Question

【題目】（1）下圖為細胞呼吸過程中糖酵解過程示意圖，請據圖回答下列問題：

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能的化合物。

如上圖所示，丙酮酸分解______和乙酰基團的反應過程會釋放能量，釋放的能量通過兩個高能電子和一個氫離子與NAD+相結合，形成NADH。乙酰基團與在細胞內重復利用的CoA（輔酶A）結合形成乙酰CoA。之后的循環是一個叫科雷布斯的人發現的，所以用他的名字命名為Krebs循環，每進行一次循環，將產生____，其中蘊含能量的物質為_____。用你已學的知識綜上分析，此分解丙酮酸的過程應發生在_____中。產生的CO2是一種無用的終產物，由于細胞內產生的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膜上發生的一系列化學反應，在內膜上的電子傳遞鏈是一群專門運輸電子的載體，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中。請根據圖和（1）（2）（3）中的信息，詳細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。科學家假設，地球上最初的生物生活在無氧環境下，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物質，并通過這種方式獲取能量。即使現在，很多生物也生存在無氧或氧氣含量十分稀少的環境中，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，細胞依靠發酵作用來獲得NAD+。在發酵作用下，NADH的一個電子與一些氫離子一起，與丙酮酸結合，改變了丙酮酸的化學結構。雖然發酵作用看起來是在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，細胞能量的產生就會完全停止，生物也就瀕臨死亡了。發酵作用產生的ATP分子遠比有氧呼吸少，所以，依賴發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行無氧呼吸是因為________，他們的異化作用類型為________。

②下圖為________發酵過程。有氧條件下，絕大多數生物通過將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？請結合人體劇烈運動的情境回答_________________________。

Answer 1

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

【解析】

細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，對于其適應環境有重要意義。

（1）糖酵解是需氧呼吸的第一階段，在細胞溶膠中進行；據圖分析可知，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轉化為ATP，即合成ATP的過程；據圖可知，能源投資階段消耗2個ATP，能源收割階段產生4個ATP，故整個糖酵解過程一共產生了2個ATP；

（2）據圖可知：丙酮酸分解產生CO2和乙酰基團的反應過程會釋放能量；每進行一次Krebs循環循環，將產生1分子ATP和2分子CO2，其中蘊含能量的物質為ATP；據呼吸作用的過程可知，該過程有能量才產生，故丙酮酸的分解發生在線粒體基質中；CO2從肺部排出的方式為自由擴散；

（3）據以上信息描述有氧呼吸的第三階段為： 在線粒體內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過復雜的步驟傳遞給氧，最后形成水，在這個過程中產生大量的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境中，故其只能進行無氧呼吸；其異化作用類型是厭氧性；

②據圖分析可知：該反應的最終產物為乳酸，故為乳酸發酵過程；由（2）中信息“兩個高能電子和一個氫離子與NAD+相結合，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：若細胞內NAD+耗盡了，細胞能量的產生就會完全停止，生物也就瀕臨死亡了，故人體在劇烈運動時，由于氧氣不足，此時細胞可通過產生乳酸來獲得NAD+，以維持機體的正常生存。