Question

细胞在厌氧条件下，丙酮酸经过乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的作用，可以分别生成乙醇和乳酸。科研人员研究了水淹胁迫对某种植物呼吸的影响，部分实验结果如下图所示。回答相关问题。

（1）该植物细胞产生丙酮酸的场所是________。丙酮酸转化为乙醇和CO₂或乳酸的过程________________（填“生成”或“不生成”）ATP。

（2）在水淹胁迫造成缺氧条件下，该植物的根系和叶片的细胞呼吸会由有氧呼吸为主向无氧呼吸为主转变，并且以转化为酒精的无氧呼吸为主。图甲、乙所示能够提供的证据是：水淹后，根系和叶片细胞中的________________________________________________。

（3）长期处于缺氧条件下，该植物根系对无机盐的吸收减少，其原因是：长期缺氧条件下， ____。

Answer

细胞质基质 不生成 乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶（两种无氧呼吸的酶）活性均增加，且乙醇脱氢酶活性远高于对应的乳酸脱氢酶活性 长期缺氧条件下，植物根系细胞呼吸以无氧呼吸为主，无氧呼吸产生的能量少（减少、不足），影响无机盐离子主动运输，导致该植物根系对无机盐的吸收减少

【解析】

有氧呼吸和无氧呼吸的过程：

（1）有氧呼吸可以分为三个阶段：

第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；

第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；

第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。

（2）无氧呼吸的二阶段：

第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。

第二阶段：在细胞质基质中丙酮酸被还原，一般植物细胞内生成酒精和二氧化碳，在动物细胞内产生乳酸。

（1）植物将葡萄糖分解为丙酮酸是有氧呼吸第一阶段，场所在细胞质基质；而丙酮酸转化为乙醇和CO2或乳酸的过程是无氧呼吸第二阶段的反应，不生成ATP。

（2）比较图甲和图乙，在水淹的条件下乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶（两种无氧呼吸的酶）活性均增加，且乙醇脱氢酶活性远高于对应的乳酸脱氢酶活性，所以胞呼吸会由有氧呼吸为主向无氧呼吸为主转变，并且以转化为酒精的无氧呼吸为主。

（3）植物对无机盐的吸收方式是主动运输，所以在长期缺氧的条件下，植物根系细胞呼吸以无氧呼吸为主，无氧呼吸产生的能量少，影响无机盐离子主动运输，导致该植物根系对无机盐的吸收减少。