Question

【题目】为了确定细胞有氧呼吸第二阶段发生的场所，某学校研究性学习小组进行了如下探究。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进行。实验过程如下：

请回答下列有关问题：

(1)该实验的自变量是_______，将1号试管和2号试管的实验结果进行________就能得出结论。

(2)请写出肝细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸的化学方程式。有氧呼吸：_____________. 无氧呼吸：_____________________。

(3)实验步骤③必须保持线粒体的完整性，不能让其发生破碎，原因是______________。

(4)步骤⑥中CO2检测剂可能是______________。

(5)实验结果发现，1号和2号试管中均检测到CO2(与预测结果不相符），据分析是空气中的CO2溶解在1号试管与2号试管造成的。为了对这种干扰造成的结果进行校正，请你利用现有的实验条件，在此实验的基础上提出一项改进措施。

改进措施是：_____________________。

Answer 1

【答案】有氧呼吸第二阶段发生的场所 对比（相互对照） C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量 避免线粒体基质混入细胞质基质，给实验带来干扰 澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液 分别给1号试管、2号试管设置空白对照A、B试管，A、B试管中分别加入与1号试管、2号试管相同的物质，只是⑤步骤不加丙酮酸（而加入等量的蒸馏水），并放置于相同的条件下

【解析】

有氧呼吸：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
第一阶段：在细胞质的基质中，反应式：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量，发生在细胞质基质中；
第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量，发生在线粒体基质中；
第三阶段：在线粒体的内膜上，反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量，发生在线粒体内膜上。

（1）由该实验过程可知，一组在细胞质基质中进行，另一组在线粒体中进行，所以该实验的自变量是有氧呼吸第二阶段发生的场所。通过二氧化碳检测试剂检测1号试管和2号试管中二氧化碳的产生情况并将其结果对比可判断有氧呼吸第二阶段的产生场所。

（2）有氧呼吸方程式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。肝脏细胞无氧呼吸产生乳酸，所以无氧呼吸的方程式为：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量。

（3）若线粒体破碎后，其基质会混入细胞质基质，导致无法区分有氧呼吸第二阶段是在细胞质基质酶的作用下分解还是在线粒体基质中酶的作用下分解的，所以实验步骤③必须保持线粒体的完整性，不能让其发生破碎。

（4）1号、2号试管中均有空气中的CO2，为了排除其带来的实验误差，还应该对实验设计做如下改进：分别为1号和2号试管设置对照组A、B试管；A、B试管中分别加入与1号试管、2号试管等量的细胞质基质保存液、线粒体保存液，只是⑤步骤不加丙酮酸（而加入等量的蒸馏水），并放置于相同的条件下。