Question

11．在水培水稻秧苗過(guò)程中，常常發(fā)生根系腐爛導(dǎo)致幼苗死亡的現(xiàn)象．為探究根系腐爛的原因，某研究小組選取若干長(zhǎng)勢(shì)相同的水稻幼苗平均分為甲、乙兩組，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．

組別	甲組	乙組
培養(yǎng)條件	在水培箱中加入等量的培養(yǎng)液
	培養(yǎng)液中通入足量空氣	不通氣
	在相同條件下培養(yǎng)4周
實(shí)驗(yàn)結(jié)果	根系無(wú)腐爛現(xiàn)象，幼苗長(zhǎng)勢(shì)良好		根系腐爛，幼苗死亡

請(qǐng)回答：
（1）甲、乙兩組水稻的根細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中要進(jìn)行細(xì)胞呼吸，細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程；
（2）甲組水稻根細(xì)胞發(fā)生的呼吸作用類(lèi)型為有氧呼吸，其釋放能量最多的階段發(fā)生在線(xiàn)粒體內(nèi)膜（細(xì)胞結(jié)構(gòu)）；從細(xì)胞呼吸產(chǎn)物的角度分析，推測(cè)乙組水稻出現(xiàn)根系腐爛的原因是細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精毒害細(xì)胞；請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)式：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量；
（3）若要驗(yàn)證以上推測(cè)，可取甲乙兩組培養(yǎng)后的水樣，加入酸性重鉻酸鉀進(jìn)行鑒定，觀(guān)察并比較顏色的變化，請(qǐng)預(yù)測(cè)鑒定結(jié)果：甲組水樣沒(méi)有明顯顏色變化，乙組水樣變成灰綠色；
（4）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了防止水稻幼根因缺氧變黑，腐爛，稻田需要定期排水．

Answer 1

分析 1、水稻有氧呼吸過(guò)程：
第一階段（在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2丙酮酸+4[H]+2ATP；       
第二階段（線(xiàn)粒體基質(zhì)中）：2丙酮酸+6H₂O$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+20[H]+2ATP；
第三階段（線(xiàn)粒體內(nèi)膜上）：24[H]+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+34ATP．
2、水稻無(wú)氧呼吸過(guò)程：
第一階段（在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2丙酮酸+4[H]+2ATP；     
第二階段（在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）：2丙酮酸+4[H]$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂．

解答 解：（1）細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳和水或二氧化碳和酒精，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程．
（2）甲組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)液中通入足量空氣，所以水稻根細(xì)胞的呼吸作用類(lèi)型為有氧呼吸，在此過(guò)程中釋放能量最多的是第三階段，發(fā)生在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上．乙組不通氣，水稻根細(xì)胞的主要呼吸方式為無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸生成的大量酒精毒害水稻根系細(xì)胞，從而使根系腐爛．水稻根系細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式為C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量．
（3）若要驗(yàn)證第（2）小題的推測(cè)，可取甲乙兩組培養(yǎng)后的水樣，加入酸性重鉻酸鉀進(jìn)行鑒定，酸性重鉻酸鉀與酒精發(fā)生顏色反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色．因此，鑒定結(jié)果為甲組水樣沒(méi)有明顯顏色變化，而乙組水樣變成灰綠色．
（4）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了防止水稻幼根因缺氧變黑，腐爛，稻田需要定期排水，確保水稻根系細(xì)胞能進(jìn)行有氧呼吸．
故答案為：
（1）氧化分解         二氧化碳或其他產(chǎn)物
（2）有氧呼吸  線(xiàn)粒體內(nèi)膜  細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精毒害細(xì)胞    C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量
（3）酸性重鉻酸鉀         沒(méi)有明顯顏色變化      變成灰綠色
（4）排水

點(diǎn)評(píng) 本題考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)，主要考查有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程中物質(zhì)變化、能量釋放的多少，要求學(xué)生會(huì)寫(xiě)無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式，屬于理解層次的考查．