Question

【题目】自然界中洪水、灌溉不均匀等易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种（A、B）根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇含量，结果如下表：

实验处理 结果 项目	正常通气品种A	正常通气品种B	低氧品种A	低氧品种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）黄瓜根系细胞产生丙酮酸的场所是___________，丙酮酸转变为乙醇的过程___________（能/不能）生成ATP。

（2）由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为___________，低氧胁迫下，黄瓜根系细胞___________呼吸受阻。

（3）长期处于低氧胁迫条件下，植物吸收无机盐的能力下降，原因是______________________。根系可能变黑、腐烂，原因是______________________。

（4）实验结果表明，低氧胁迫条件下催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种A，其原因可基于下图做进一步解释，该图为对上表中实验数据的处理。请在下图中相应位置绘出表示品种B的柱形图　_______________

Answer 1

【答案】细胞质基质 不能 有氧呼吸和无氧呼吸 有氧 无氧呼吸产生的能量减少影响主动运输过程 无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用

【解析】

根系细胞无氧呼吸，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶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。无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精中。

分析表格可知，低氧环境下，品种A和品种B的丙酮酸含量和乙醇含量都不同程度增大。

（1）黄瓜细胞的葡萄糖在细胞质基质氧化分解产生丙酮酸。在无氧条件下，丙酮酸在细胞质基质转变为乙醇的过程不能释放能量，不能生成ATP。无氧呼吸中只有第一个阶段释放能量，产生ATP。

（2）由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞产生了乙醇（酒精），说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，低氧胁迫下，酒精产量升高明显，说明有氧呼吸受阻，黄瓜根系通过加强无氧呼吸来提供能量。

（3）长期处于低氧胁迫条件下，无氧呼吸产生的能量较少，影响主动运输过程，因此植物吸收无机盐的能力下降；无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用，根系可能变黑、腐烂。

（4）实验结果表明，品种A耐低氧能力比B强。由图中信息，品种A丙酮酸含量变化为0.03，结合表格内容，可知0.03=0.21-0.18，则品种B丙酮酸含量变化为=0.34-0.19=0.15。同理，品种A乙醇含量变化为3.55=6.00-2.45，则品种B乙醇含量变化为=4.00-2.49=1.51。据此绘图。