《2025年优化探究高考总复习高中生物全一册人教版》

3.（2021·重庆卷，21）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题。

（1）呼吸链受损会导致________（填“有氧”或“无氧”）呼吸异常，代谢物X是________。
（2）过程⑤中酶B的名称为________，使用它的原因是______________________________。
（3）过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是______________________________。

答案： 答案:
(1)有氧 乳酸(或C₃H₆O₃)
(2)过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害
(3)避免代谢产物的积累,维持细胞内的pH,是机体进行正常生命活动的条件
解析:
(1)有氧呼吸主要在线粒体内进行,而无氧呼吸在细胞质基质中进行。人线粒体呼吸链受损,会导致有氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢产物X,场所是细胞质基质,可以得出代谢物X是无氧呼吸的产物乳酸。
(2)酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气,所以为过氧化氢酶,过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害作用。
(3)代谢物X为乳酸,过程④可以将其分解,避免了乳酸的大量积累,维持细胞内的pH稳定,是机体进行正常生命活动的必要条件。

一、易错易混诊断
1. 有氧呼吸时，生成$H_{2}O$中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。 （ ）
2. 小白鼠吸入$^{18}O_{2}$后，尿中的水可能含$^{18}O$，呼出的$CO_{2}$也可能含$^{18}O$。 （ ）
3. 丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解释放的能量都可用于ATP的合成。 （ ）
4. 无氧呼吸不需要$O_{2}$的参与，该过程最终有[H]的积累。 （ ）
5. 人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸不能被再度利用。 （ ）
6. 乳酸菌的细胞质中能产生[H]、ATP和$CO_{2}$等物质。 （ ）

答案： 答案：×
@@答案：√
@@答案：×
@@答案：×
@@答案：×
@@答案：×

二、情境长句设问
某同学按表格设计进行实验，分组后，在相同且适宜的条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。

（1）会产生$CO_{2}$和$H_{2}O$的组别是__________，会产生酒精的组别是________。丁组的氧气消耗量__________（填“大于”“小于”或“等于”）乙组。
（2）有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，最终与氧结合形成水。DNP对该氧化过程没有影响，但会使该过程所释放的能量都以热能的形式散失，据此推测DNP的作用是______________________________。若将DNP加入丁组试管中，则培养液中葡萄糖的氧化分解________（填“能”或“不能”）继续进行。

答案： 答案:
(1)乙和丁 甲和丙 大于
(2)使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP 能解析:
(1)甲、乙两组细胞破碎,但细胞器完整,在无氧环境下,甲组和丙组进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,乙组和丁组通氧,进行有氧呼吸产生二氧化碳和水,故会产生CO₂和H₂O的组别乙和丁,会产生酒精的组别甲和丙。乙组和丁组都进行有氧呼吸,但乙组细胞被破坏,与有氧呼吸有关的酶活性受影响,其代谢能力低于丙组,因此乙组的氧气消耗量小于丁组。
(2)有氧呼吸产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,该过程是在线粒体内膜进行的,DNP对该氧化过程即有氧呼吸第三阶段没有影响,但导致该过程所释放的能量都以热能的形式散失,表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP而全部以热能形式散失。若将DNP加入丁组中,葡萄糖的氧化分解能继续进行,但ATP的产生量将减少。