Question

【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”。采用無土栽培的方法，研究了“低氧脅迫”對兩個黃瓜品種（A、B）根系細胞呼吸的影響，測得第6天時根系細胞中丙酮酸和乙醇含量，結(jié)果如下表：

實驗處理 結(jié)果 項目	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）黃瓜根系細胞產(chǎn)生丙酮酸的場所是___________，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^程___________（能/不能）生成ATP。

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

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

（4）實驗結(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�高的最可能是品種A，其原因可基于下圖做進一步解釋，該圖為對上表中實驗數(shù)據(jù)的處理。請在下圖中相應(yīng)位置繪出表示品種B的柱形圖　_______________

Answer 1

【答案】細胞質(zhì)基質(zhì) 不能 有氧呼吸和無氧呼吸 有氧 無氧呼吸產(chǎn)生的能量減少影響主動運輸過程 無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對根細胞產(chǎn)生毒害作用

【解析】

根系細胞無氧呼吸，可以概括地分為兩個階段，這兩個階段需要不同酶的催化，但都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同。第二個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）黃瓜細胞的葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)氧化分解產(chǎn)生丙酮酸。在無氧條件下，丙酮酸在細胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^程不能釋放能量，不能生成ATP。無氧呼吸中只有第一個階段釋放能量，產(chǎn)生ATP。

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

（3）長期處于低氧脅迫條件下，無氧呼吸產(chǎn)生的能量較少，影響主動運輸過程，因此植物吸收無機鹽的能力下降；無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對根細胞產(chǎn)生毒害作用，根系可能變黑、腐爛。

（4）實驗結(jié)果表明，品種A耐低氧能力比B強。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。