資源簡介

第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用
階段提升課
填寫圖中序號代表的含義:
①有機(jī)物　②高效性　③溫度　④細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　⑤葡萄糖和O2　
⑥CO2和水　
⑦A-P~P~P　⑧葉綠體類囊體薄膜　⑨葉綠體基質(zhì)　⑩CO2濃度
主題　細(xì)胞代謝原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的提質(zhì)增效中的應(yīng)用
一、植物細(xì)胞呼吸與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的提質(zhì)增效
1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對細(xì)胞呼吸的要求:
2.應(yīng)用實(shí)例與相關(guān)措施:
實(shí)例 提質(zhì)增效的措施
種子萌發(fā) 促進(jìn)種子萌發(fā)→提高細(xì)胞呼吸作用①耕作:增加氧氣供應(yīng)②浸種、灌溉等:保持細(xì)胞呼吸所需要的充足水分
種子果蔬貯藏 降低有機(jī)物消耗→降低呼吸強(qiáng)度①種子入倉前曬干:降低水分②降低貯藏溫度:通過降低酶的活性,降低細(xì)胞呼吸③減少氧含量:如充入氮?dú)獾?br/>作物栽培 ①溫室栽培:夜晚適當(dāng)降溫,降低細(xì)胞呼吸②中耕松土:增加土壤通氣,促進(jìn)有氧呼吸,抑制無氧呼吸③稻田定期排水:防止酒精中毒,導(dǎo)致爛根
蔬菜和水果貯藏時易出現(xiàn)的錯誤認(rèn)識
錯誤認(rèn)識1:溫度越低越好。
分析:零上低溫能抑制酶的活性,有效降低細(xì)胞呼吸對有機(jī)物的消耗,但零下低溫會使蔬菜和水果結(jié)冰而凍壞。
錯誤認(rèn)識2:創(chuàng)造無氧環(huán)境。
分析:進(jìn)行無氧呼吸積累酒精而損害細(xì)胞,使水果品質(zhì)下降,所以應(yīng)該為低氧環(huán)境。
錯誤認(rèn)識3:必須保持干燥。
分析:如果放在干燥的環(huán)境下,會導(dǎo)致水果和蔬菜的水分流失。
1.(2021·湖南選擇考)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述,錯誤的是 (　　)
A.南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中,常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種,可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B.農(nóng)作物種子入庫貯藏時,在無氧和低溫條件下呼吸速率降低,貯藏壽命顯著延長
C.油料作物種子播種時宜淺播,原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以減少水分散失、降低呼吸速率,起到保鮮作用
【解析】選B。“常用40 ℃左右溫水淋種”可以為種子的呼吸作用提供水分和適宜的溫度,“時常翻種”可以為種子的呼吸作用提供氧氣,A正確;種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精不利于種子的保存,貯藏壽命會降低,B錯誤;油料作物種子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物種子萌發(fā)時呼吸作用需要消耗大量氧氣,因此,油料作物種子播種時宜淺播,C正確;柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失減少,氧氣濃度降低,從而降低了呼吸速率,起到了保鮮作用,D正確。
2.(2021·河北選擇考改編)《齊民要術(shù)》中記載了利用蔭坑貯存葡萄的方法(如圖)。目前我國果蔬主產(chǎn)區(qū)普遍使用大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣),延長了果蔬保鮮時間、增加了農(nóng)民收益。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.蔭坑和氣調(diào)冷藏庫環(huán)境減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的分解
B.蔭坑和氣調(diào)冷藏庫貯存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧氣參與的第一、二階段正常進(jìn)行,第三階段受到抑制
C.氣調(diào)冷藏庫中的低溫可以降低細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中酶的活性
D.氣調(diào)冷藏庫配備的氣體過濾裝置及時清除乙烯,可延長果蔬保鮮時間
【解析】選B。蔭坑和氣調(diào)冷藏庫中,溫度和氧氣含量都比較低,酶的活性比較低,影響有氧呼吸的三個階段,使細(xì)胞呼吸較弱,減少有機(jī)物分解,即減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的分解,A、C正確,B錯誤。乙烯可以促進(jìn)果蔬進(jìn)一步成熟,而過度成熟則會導(dǎo)致果蔬儲存時間縮短,所以置換掉一部分空氣帶走一部分乙烯,可以減少乙烯催熟的影響,達(dá)到延長時間保存,D正確。
3.民間世代相傳的農(nóng)業(yè)諺語是千百年來勞作實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),其中蘊(yùn)含著很深的科學(xué)道理。請用高中階段學(xué)過的生物學(xué)知識解釋下列問題。
(1)“鋤頭有肥”:鋤地松土增加了土地的__________,有利于肥料的吸收。原因是__
_____________________________________。
(2)雨前中耕,能使耕作層多蓄水;雨后中耕,能切斷表土毛細(xì)管,減少水分蒸發(fā),可稱為“鋤頭有水”。如果植物缺水,首先影響到光合作用的__________階段,原因是_______________________________________。
(3)“種棉二年,翻稻一年,草根潰爛,土氣肥厚,蟲螟不生。”通過水旱輪作,達(dá)到減少草害、提高土壤肥力、控制蟲害的目的。翻稻一年,草根會潰爛的原因是
_________________________________________________________。
【解析】(1)“鋤頭有肥”:鋤地松土增加了土地的通氣量(氧氣量),有利于根細(xì)胞有氧呼吸,產(chǎn)生更多的能量,為根細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子提供了充足的能量,故有利于肥料的吸收。(2)雨前中耕,能使耕作層多蓄水;雨后中耕,能切斷表土毛細(xì)管,減少水分蒸發(fā),可稱為“鋤頭有水”。水分雖是光反應(yīng)階段反應(yīng)物,但如果植物缺水,首先影響到光合作用的暗反應(yīng)階段,原因是缺水時氣孔大量關(guān)閉以減少蒸騰作用,使二氧化碳吸收減少,暗反應(yīng)原料減少。(3)翻稻時會對農(nóng)田土壤進(jìn)行浸水,生長的植物的根浸于水中,根細(xì)胞缺氧進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生大量酒精,對根細(xì)胞有毒害作用,導(dǎo)致草根腐爛,以達(dá)到減少草害同時提高土壤肥力等目的。
答案:(1)通氣量(或氧氣量)　使作物根部的有氧呼吸增強(qiáng),為根吸收礦質(zhì)離子提供了充足的能量　(2)暗反應(yīng)　缺水時氣孔大量關(guān)閉以減少蒸騰作用,使二氧化碳吸收減少,暗反應(yīng)原料減少　
(3)(植物的根浸于水中,)根細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精,對根細(xì)胞有毒害作用,導(dǎo)致腐爛
二、植物光合作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的提質(zhì)增效
1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對光合作用的要求:
應(yīng)用原理→提高光合作用→制造更多有機(jī)物
2.應(yīng)用實(shí)例及相關(guān)措施:
實(shí)例 提質(zhì)增效的措施
大棚種植 促進(jìn)光合作用→提高產(chǎn)量①補(bǔ)充光源:增加光照強(qiáng)度②白天升溫:光合作用的最適溫度③施農(nóng)家肥:提高二氧化碳濃度
栽種農(nóng)作物　 提高光合速率→提高產(chǎn)量①正其行,通其風(fēng):提高二氧化碳濃度②間作套種:合理利用光能③合理密植:提高光能利用率
作物種植時易出現(xiàn)的錯誤認(rèn)識:補(bǔ)充光源白光燈最好。
分析:補(bǔ)充光源既要考慮植物對光的吸收,也要考慮經(jīng)濟(jì)效益,所以選用紅光或藍(lán)紫光最好。
1.(2022·煙臺高一檢測)植物工廠用紅藍(lán)光組合LED燈培植生菜,將培植區(qū)一天的光照/黑暗時間設(shè)置為14 h/10 h,研究溫度對生菜成熟葉片光合速率和呼吸速率的影響,結(jié)果如圖。下列相關(guān)說法正確的是 (　　)
A.選用紅藍(lán)光組合LED燈是由于在不同光照強(qiáng)度下光合速率不同
B.光合作用相關(guān)酶的最適溫度比呼吸作用相關(guān)酶的最適溫度高
C.將培植區(qū)的溫度從T3調(diào)至T4,培植24 h后,與調(diào)溫前相比生菜植株的單位時間有機(jī)物積累量不變
D.為提高生菜產(chǎn)量,可在培植區(qū)適當(dāng)提高CO2濃度,該條件下B點(diǎn)的移動方向是右上方
【解析】選D。選用紅藍(lán)光組合LED燈是由于葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,A錯誤;由圖可知,光合作用最適溫度在T3,呼吸作用最適溫度還未出現(xiàn),所以光合作用相關(guān)酶的最適溫度比呼吸作用相關(guān)酶的最適溫度低,B錯誤;將培植區(qū)的溫度從T3調(diào)至T4,導(dǎo)致光合速率減小,呼吸速率增大,與調(diào)溫前相比生菜植株的單位時間有機(jī)物積累量減少,C錯誤;為提高生菜產(chǎn)量,可在培植區(qū)適當(dāng)提高CO2濃度,該條件下光合速率增大,則B點(diǎn)的移動方向是右上方,D正確。
2.夏季某晴朗的一天對一密閉蔬菜大棚中的某種氣體的含量進(jìn)行24小時的監(jiān)測,結(jié)果如圖1。圖2是葉肉細(xì)胞內(nèi)兩種細(xì)胞器間的氣體關(guān)系圖解。請回答下列問題:
(1)圖1中所測氣體為________;該大棚內(nèi)的蔬菜經(jīng)過一晝夜后是否積累有機(jī)物 ______。原因是________________________________________。
(2)與它們各自的前一階段相比,EC段和DB段葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3含量的變化趨勢分別是________、________,圖1中CD段變化的原因可能是____________
____________________________________________________________。
(3)處于圖1中的B點(diǎn)時,圖2中應(yīng)該進(jìn)行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有________;處于圖1中的CD段,圖2中應(yīng)該進(jìn)行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有________________。
【解析】(1)由圖中5~7時氣體含量減少,7到17時含量增加,可推測有光照時氣體增加,無光時氣體減少,則為氧氣;由F點(diǎn)氧氣濃度大于A點(diǎn)氧氣濃度可知凈光合作用大于0,有機(jī)物積累。
(2)EC段光照增強(qiáng),ATP和NADPH含量增加,C3 的還原增加,二氧化碳固定速率不變,故C3減少。DB段光照減弱,ATP和NADPH含量減少,C3 的還原減少,二氧化碳固定速率不變,故C3增加。CD出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象,由于光照過強(qiáng),溫度過高,氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,光合作用降低,氧氣產(chǎn)生量減少。
(3)對應(yīng)圖1中的B點(diǎn)時,光合強(qiáng)度=呼吸強(qiáng)度,圖2中應(yīng)該進(jìn)行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有c、d。圖1中CD段氧氣濃度增加,則光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度,圖2中應(yīng)該進(jìn)行的氣體轉(zhuǎn)移途徑有a、c、d、e。
答案:(1)O2 　是　F點(diǎn)的O2含量高于A點(diǎn)(或一天內(nèi)光合作用產(chǎn)生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)　(2)減少　增加　光照過強(qiáng),使溫度過高,氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足
(3)c、d　a、c、d、e
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