Question

【題目】為了確定細(xì)胞有氧呼吸第二階段發(fā)生的場(chǎng)所，某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下探究。作出假設(shè):有氧呼吸第二階段只發(fā)生在線粒體中，不能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：

(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是_______，將1號(hào)試管和2號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行________就能得出結(jié)論。

(2)請(qǐng)寫出肝細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的化學(xué)方程式。有氧呼吸：_____________. 無(wú)氧呼吸：_____________________。

(3)實(shí)驗(yàn)步驟③必須保持線粒體的完整性，不能讓其發(fā)生破碎，原因是______________。

(4)步驟⑥中CO2檢測(cè)劑可能是______________。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1號(hào)和2號(hào)試管中均檢測(cè)到CO2(與預(yù)測(cè)結(jié)果不相符），據(jù)分析是空氣中的CO2溶解在1號(hào)試管與2號(hào)試管造成的。為了對(duì)這種干擾造成的結(jié)果進(jìn)行校正，請(qǐng)你利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出一項(xiàng)改進(jìn)措施。

改進(jìn)措施是：_____________________。

Answer 1

【答案】有氧呼吸第二階段發(fā)生的場(chǎng)所 對(duì)比（相互對(duì)照） C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量 避免線粒體基質(zhì)混入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)干擾 澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)溶液 分別給1號(hào)試管、2號(hào)試管設(shè)置空白對(duì)照A、B試管，A、B試管中分別加入與1號(hào)試管、2號(hào)試管相同的物質(zhì)，只是⑤步驟不加丙酮酸（而加入等量的蒸餾水），并放置于相同的條件下

【解析】

有氧呼吸：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
第一階段：在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中，反應(yīng)式：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；
第二階段：丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中，反應(yīng)式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中；
第三階段：在線粒體的內(nèi)膜上，反應(yīng)式：24[H]+6O212H2O+大量能量，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。

（1）由該實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，一組在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，另一組在線粒體中進(jìn)行，所以該實(shí)驗(yàn)的自變量是有氧呼吸第二階段發(fā)生的場(chǎng)所。通過(guò)二氧化碳檢測(cè)試劑檢測(cè)1號(hào)試管和2號(hào)試管中二氧化碳的產(chǎn)生情況并將其結(jié)果對(duì)比可判斷有氧呼吸第二階段的產(chǎn)生場(chǎng)所。

（2）有氧呼吸方程式為：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。肝臟細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，所以無(wú)氧呼吸的方程式為：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量。

（3）若線粒體破碎后，其基質(zhì)會(huì)混入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，導(dǎo)致無(wú)法區(qū)分有氧呼吸第二階段是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶的作用下分解還是在線粒體基質(zhì)中酶的作用下分解的，所以實(shí)驗(yàn)步驟③必須保持線粒體的完整性，不能讓其發(fā)生破碎。

（4）1號(hào)、2號(hào)試管中均有空氣中的CO2，為了排除其帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，還應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做如下改進(jìn)：分別為1號(hào)和2號(hào)試管設(shè)置對(duì)照組A、B試管；A、B試管中分別加入與1號(hào)試管、2號(hào)試管等量的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)保存液、線粒體保存液，只是⑤步驟不加丙酮酸（而加入等量的蒸餾水），并放置于相同的條件下。