Question

回答下列关于线粒体及其功能的相关问题：
I．线粒体是真核细胞的“动力工厂”．请分析回答下列问题：
（1）

 

染液是专一性染线粒体的活细胞染料，能将线粒体染成

 

．
（2）研究发现，线粒体内膜成分中蛋白质所占比例明显高于外膜，其原因可能是

 

． （从下面选项中选择）
①内膜折叠成嵴，使内膜的表面积大大增加；②内膜上分布着与ATP合成有关的酶类；③内膜上有与NADH的氧化有关的酶类．
（3）线粒体生长到一定大小就要开始分裂，形成两个新的线粒体．研究人员将胆碱缺陷突变型脉孢菌培养在含有³H标记胆碱（一种磷脂的前体物）的培养基中，使

 

带上放射性³H标记．然后收集细胞，转入不含放射性物质的培养基中继续培养，分别在不同时间收集细胞，再通过放射自显影检查培养时间长短不同的细胞中同位素的分布与含量．随着分裂次数的增加，具有放射性的线粒体的数量

 

，放射性均匀分布到新的线粒体中，并且随着分裂次数增加每个线粒体的放射性

 

，证明新的线粒体是分裂而来的．
II．为了确定细胞有氧呼吸第二阶段发生的场所，某校的同学们进行了如下探究：
作出假设：有氧呼吸第二阶段只发生在线粒体中，不能在细胞质基质中完成．
实验过程（如图所示）：

实验结果：1号和2号试管中均检测到CO₂．（与预测结果不相符）
（1）上述实验过程中有一个错误步骤，使得实验结果与预期不相符合．在该错误操作下1号试管检测到CO₂的原因是

 

．实验改正措施是

 

．
（2）实验步骤③必须获得线粒体而不进一步离心获取线粒体基质的原因是线粒体必须保持

 

才能完成相应时生理功能．
（3）实验步骤⑥依据的实验原理是

 

．
（4）本实验中①处理是用

 

将肝细胞分散成单个．
（5）2号试管检测的结果是：溶液颜色由蓝变绿再变黄，实验步骤⑥中加入的灵敏试剂是

 

．

Answer 1

考点：线粒体、叶绿体的结构和功能,有氧呼吸的过程和意义

专题：

分析：有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6O₂+6 H₂O

酶

6CO₂+12H₂O+能量．
第一阶段：在细胞质的基质中，反应式：C₆H₁₂O₆

酶

2C₃H₄O₃（丙酮酸）+4[H]+少量能量；
第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，反应式：2C₃H₄O₃（丙酮酸）+6H₂O

酶

20[H]+6CO₂+少量能量；
第三阶段：在线粒体的内膜上，反应式：24[H]+6O₂

酶

12H₂O+大量能量

解答： 解：Ⅰ（1）健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色，线粒体被健那绿染色的原理是健那绿被氧化时呈蓝绿色，因此，当细胞内有氧气时，线粒体才被染成蓝绿色．
（2）线粒体内膜成分中蛋白质所占比例明显高于外膜，其原因可能是内膜是有氧呼吸第三阶段的产生，含有与呼吸作用有关的酶．
（3）线粒体的膜结构上含有磷脂，具有故可被³H标记胆碱所标记上放射性，再通过放射自显影检查培养时间长短不同的细胞中同位素的分布与含量．如果随着分裂次数的增加，具有放射性的线粒体的数量越多，并且随着分裂次数增加每个线粒体的放射性含量降低，则证明新的线粒体是分裂而来的．
Ⅱ
（1）由于肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，线粒体产生的CO₂扩散进入细胞质基质中，故使得实验结果与预期不相符合，因此应改用不含葡萄糖的保存液进行实验．
（2）线粒体必须保持结构的完整性才能完成相应的生理功能，线粒体被破坏后则功能丧失．
（3）实验步骤⑥依据的原理是丙酮酸在有氧呼吸的第二阶段和水彻底分解成CO₂和[H]，因此可以通过检测是否有CO₂产生来判断丙酮酸是否被分解．
（4）肝细胞分散成单个细胞应用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，因胰蛋白酶可分解细胞间物质从而使细胞分散开．
（5）溴麝香草酚蓝溶液为检测二氧化碳的试剂，其颜色变化为由蓝变绿再变黄．
故答案为：Ⅰ（1）健那绿  蓝绿色．
（2）②③．
（3）线粒体膜   增加  降低．
Ⅱ（1）肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸产生CO₂，进入细胞质基质中   用不含葡萄糖的保存液肝脏细胞．
（2）结构的完整性．
（3）丙酮酸在有氧呼吸的第二阶段和水彻底分解成CO₂和[H]，因此可以通过检测是否有CO₂产生来判断丙酮酸是否被分解．
（4）胰蛋白酶或胶原蛋白酶．
（5）溴麝香草酚蓝溶液．

点评：本题结合探究性实验，考查细胞呼吸的相关知识，意在考查考生分析题图获取有效信息的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力．