為揭示有氧呼吸過(guò)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(wèn)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(guò)程。葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中經(jīng)糖酵解(有氧呼吸第一階段)產(chǎn)生的
丙酮酸
丙酮酸
進(jìn)入線粒體,最終分解為
二氧化碳和水
二氧化碳和水
。該過(guò)程釋放的能量,除了大部分以熱能形式散失用于維持體溫外,還有一部分
儲(chǔ)存在ATP 中,為肌細(xì)胞供能
儲(chǔ)存在ATP 中,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(guò)程,表示如下(字母代表不同中間產(chǎn)物)。
過(guò)程1:A-B-C-D-E 過(guò)程2:E-F-G-H
兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程存在什么關(guān)系呢?科學(xué)家利用丙二酸(抑制E→F過(guò)程)和中間產(chǎn)物F進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,過(guò)程1與過(guò)程2最可能連成
環(huán)形
環(huán)形
(填“線性”或“環(huán)形”)代謝途徑,請(qǐng)寫(xiě)出三點(diǎn)推測(cè)證據(jù)。
證據(jù)1:
第2組和第1組相比,注射物質(zhì)F,使過(guò)程1中的A和C增加,說(shuō)明過(guò)程2可以促進(jìn)過(guò)程1
第2組和第1組相比,注射物質(zhì)F,使過(guò)程1中的A和C增加,說(shuō)明過(guò)程2可以促進(jìn)過(guò)程1
。
證據(jù)2:
第3組和第2組相比,由于第3組注射了丙二酸,抑制了E→F的過(guò)程,但第3組注射F后,缺導(dǎo)致E物質(zhì)積累,使 E含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第2組,支持環(huán)形代謝的假設(shè)
第3組和第2組相比,由于第3組注射了丙二酸,抑制了E→F的過(guò)程,但第3組注射F后,缺導(dǎo)致E物質(zhì)積累,使 E含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第2組,支持環(huán)形代謝的假設(shè)
。
證據(jù)3:
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(guò)程,但第3組因?yàn)樽⑸淞薋,使得A、C、E逗比第1組增加許多,說(shuō)明過(guò)程1與過(guò)程2并非環(huán)形代謝途徑
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(guò)程,但第3組因?yàn)樽⑸淞薋,使得A、C、E逗比第1組增加許多,說(shuō)明過(guò)程1與過(guò)程2并非環(huán)形代謝途徑
。
(3)現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)為研究代謝過(guò)程提供了更直接的手段。例如,科學(xué)家曾用
同位素示蹤
同位素示蹤
法追蹤各種有氧呼吸中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的詳細(xì)過(guò)程。