【題目】自然界中洪水、灌溉不均勻等易使植株根系供氧不足,造成“低氧脅迫”。采用無(wú)土栽培的方法,研究了“低氧脅迫”對(duì)兩個(gè)黃瓜品種(A、B)根系細(xì)胞呼吸的影響,測(cè)得第6天時(shí)根系細(xì)胞中丙酮酸和乙醇含量,結(jié)果如下表:

實(shí)驗(yàn)處理

結(jié)果

項(xiàng)目

正常通氣品種A

正常通氣品種B

低氧品種A

低氧品種B

丙酮酸(μmol·g-1

0.18

0.19

0.21

0.34

乙醇(μmol·g-1

2.45

2.49

6.00

4.00

(1)黃瓜根系細(xì)胞產(chǎn)生丙酮酸的場(chǎng)所是___________,丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^(guò)程___________(能/不能)生成ATP。

(2)由表中信息可知,正常通氣情況下,黃瓜根系細(xì)胞的呼吸方式為___________,低氧脅迫下,黃瓜根系細(xì)胞___________呼吸受阻。

(3)長(zhǎng)期處于低氧脅迫條件下,植物吸收無(wú)機(jī)鹽的能力下降,原因是______________________。根系可能變黑、腐爛,原因是______________________。

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,低氧脅迫條件下催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉拿富钚愿叩淖羁赡苁瞧贩NA,其原因可基于下圖做進(jìn)一步解釋?zhuān)搱D為對(duì)上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。請(qǐng)?jiān)谙聢D中相應(yīng)位置繪出表示品種B的柱形圖 _______________

【答案】細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 不能 有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 有氧 無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的能量減少影響主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程 無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用

【解析】

根系細(xì)胞無(wú)氧呼吸,可以概括地分為兩個(gè)階段,這兩個(gè)階段需要不同酶的催化,但都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。第一個(gè)階段與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。第二個(gè)階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳。無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精中。

分析表格可知,低氧環(huán)境下,品種A和品種B的丙酮酸含量和乙醇含量都不同程度增大。

1)黃瓜細(xì)胞的葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧化分解產(chǎn)生丙酮酸。在無(wú)氧條件下,丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^(guò)程不能釋放能量,不能生成ATP。無(wú)氧呼吸中只有第一個(gè)階段釋放能量,產(chǎn)生ATP。

2)由表中信息可知,正常通氣情況下,黃瓜根系細(xì)胞產(chǎn)生了乙醇(酒精),說(shuō)明其呼吸方式為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸,低氧脅迫下,酒精產(chǎn)量升高明顯,說(shuō)明有氧呼吸受阻,黃瓜根系通過(guò)加強(qiáng)無(wú)氧呼吸來(lái)提供能量。

3)長(zhǎng)期處于低氧脅迫條件下,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的能量較少,影響主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程,因此植物吸收無(wú)機(jī)鹽的能力下降;無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用,根系可能變黑、腐爛。

4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,品種A耐低氧能力比B強(qiáng)。由圖中信息,品種A丙酮酸含量變化為0.03,結(jié)合表格內(nèi)容,可知0.03=0.21-0.18,則品種B丙酮酸含量變化為=0.34-0.19=0.15。同理,品種A乙醇含量變化為3.55=6.00-2.45,則品種B乙醇含量變化為=4.00-2.49=1.51。據(jù)此繪圖。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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_____________________________________________________________。

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1

(1)膜內(nèi)外Na+具有濃度差,與膜的______性有關(guān)。Na+/K+-ATP酶將細(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外的跨膜運(yùn)輸方式是______。

(2)在運(yùn)輸Na+K+的過(guò)程中,Na+/K+-ATP酶的______發(fā)生改變,有利于與離子的結(jié)合與分離。

2 3

(3)比較圖2和圖3,當(dāng)Na+K+______(順/逆)濃度差流過(guò)Na+/K+-ATP酶,將ADP合成ATP,反之則分解ATP,進(jìn)行ATP合成或分解的反應(yīng)條件取決于______。從能量角度看,ATP的合成與分解反應(yīng)分別是______反應(yīng)。

(4)生物膜系統(tǒng)的______作用及能量是維系細(xì)胞有序性的基礎(chǔ),線粒體內(nèi)膜上主要完成類(lèi)似圖______(填編號(hào))的過(guò)程。

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