【同步学案】第5章 细胞的能量供应和利用 阶段提升课（含解析 ）

第5章 细胞的能量供应和利用
阶段提升课
填写图中序号代表的含义:
①有机物　②高效性　③温度　④细胞质基质和线粒体　⑤葡萄糖和O2　
⑥CO2和水　
⑦A-P~P~P　⑧叶绿体类囊体薄膜　⑨叶绿体基质　⑩CO2浓度
主题　细胞代谢原理在农业生产的提质增效中的应用
一、植物细胞呼吸与农业生产的提质增效
1.农业生产对细胞呼吸的要求:
2.应用实例与相关措施:
实例 提质增效的措施
种子萌发 促进种子萌发→提高细胞呼吸作用①耕作:增加氧气供应②浸种、灌溉等:保持细胞呼吸所需要的充足水分
种子果蔬贮藏 降低有机物消耗→降低呼吸强度①种子入仓前晒干:降低水分②降低贮藏温度:通过降低酶的活性,降低细胞呼吸③减少氧含量:如充入氮气等
作物栽培 ①温室栽培:夜晚适当降温,降低细胞呼吸②中耕松土:增加土壤通气,促进有氧呼吸,抑制无氧呼吸③稻田定期排水:防止酒精中毒,导致烂根
蔬菜和水果贮藏时易出现的错误认识
错误认识1:温度越低越好。
分析:零上低温能抑制酶的活性,有效降低细胞呼吸对有机物的消耗,但零下低温会使蔬菜和水果结冰而冻坏。
错误认识2:创造无氧环境。
分析:进行无氧呼吸积累酒精而损害细胞,使水果品质下降,所以应该为低氧环境。
错误认识3:必须保持干燥。
分析:如果放在干燥的环境下,会导致水果和蔬菜的水分流失。
1.(2021·湖南选择考)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是 (　　)
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
【解析】选B。“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A正确;种子无氧呼吸会产生酒精不利于种子的保存,贮藏寿命会降低,B错误;油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C正确;柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,起到了保鲜作用,D正确。
2.(2021·河北选择考改编)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述错误的是 (　　)
A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制
C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间
【解析】选B。荫坑和气调冷藏库中,温度和氧气含量都比较低,酶的活性比较低,影响有氧呼吸的三个阶段,使细胞呼吸较弱,减少有机物分解,即减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解,A、C正确,B错误。乙烯可以促进果蔬进一步成熟,而过度成熟则会导致果蔬储存时间缩短,所以置换掉一部分空气带走一部分乙烯,可以减少乙烯催熟的影响,达到延长时间保存,D正确。
3.民间世代相传的农业谚语是千百年来劳作实践的经验总结,其中蕴含着很深的科学道理。请用高中阶段学过的生物学知识解释下列问题。
(1)“锄头有肥”:锄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,能使耕作层多蓄水;雨后中耕,能切断表土毛细管,减少水分蒸发,可称为“锄头有水”。如果植物缺水,首先影响到光合作用的__________阶段,原因是_______________________________________。
(3)“种棉二年,翻稻一年,草根溃烂,土气肥厚,虫螟不生。”通过水旱轮作,达到减少草害、提高土壤肥力、控制虫害的目的。翻稻一年,草根会溃烂的原因是
_________________________________________________________。
【解析】(1)“锄头有肥”:锄地松土增加了土地的通气量(氧气量),有利于根细胞有氧呼吸,产生更多的能量,为根细胞吸收矿质离子提供了充足的能量,故有利于肥料的吸收。(2)雨前中耕,能使耕作层多蓄水;雨后中耕,能切断表土毛细管,减少水分蒸发,可称为“锄头有水”。水分虽是光反应阶段反应物,但如果植物缺水,首先影响到光合作用的暗反应阶段,原因是缺水时气孔大量关闭以减少蒸腾作用,使二氧化碳吸收减少,暗反应原料减少。(3)翻稻时会对农田土壤进行浸水,生长的植物的根浸于水中,根细胞缺氧进行无氧呼吸,产生大量酒精,对根细胞有毒害作用,导致草根腐烂,以达到减少草害同时提高土壤肥力等目的。
答案:(1)通气量(或氧气量)　使作物根部的有氧呼吸增强,为根吸收矿质离子提供了充足的能量　(2)暗反应　缺水时气孔大量关闭以减少蒸腾作用,使二氧化碳吸收减少,暗反应原料减少　
(3)(植物的根浸于水中,)根细胞进行无氧呼吸产生大量酒精,对根细胞有毒害作用,导致腐烂
二、植物光合作用与农业生产的提质增效
1.农业生产对光合作用的要求:
应用原理→提高光合作用→制造更多有机物
2.应用实例及相关措施:
实例 提质增效的措施
大棚种植 促进光合作用→提高产量①补充光源:增加光照强度②白天升温:光合作用的最适温度③施农家肥:提高二氧化碳浓度
栽种农作物　 提高光合速率→提高产量①正其行,通其风:提高二氧化碳浓度②间作套种:合理利用光能③合理密植:提高光能利用率
作物种植时易出现的错误认识:补充光源白光灯最好。
分析:补充光源既要考虑植物对光的吸收,也要考虑经济效益,所以选用红光或蓝紫光最好。
1.(2022·烟台高一检测)植物工厂用红蓝光组合LED灯培植生菜,将培植区一天的光照/黑暗时间设置为14 h/10 h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响,结果如图。下列相关说法正确的是 (　　)
A.选用红蓝光组合LED灯是由于在不同光照强度下光合速率不同
B.光合作用相关酶的最适温度比呼吸作用相关酶的最适温度高
C.将培植区的温度从T3调至T4,培植24 h后,与调温前相比生菜植株的单位时间有机物积累量不变
D.为提高生菜产量,可在培植区适当提高CO2浓度,该条件下B点的移动方向是右上方
【解析】选D。选用红蓝光组合LED灯是由于叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,A错误;由图可知,光合作用最适温度在T3,呼吸作用最适温度还未出现,所以光合作用相关酶的最适温度比呼吸作用相关酶的最适温度低,B错误;将培植区的温度从T3调至T4,导致光合速率减小,呼吸速率增大,与调温前相比生菜植株的单位时间有机物积累量减少,C错误;为提高生菜产量,可在培植区适当提高CO2浓度,该条件下光合速率增大,则B点的移动方向是右上方,D正确。
2.夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的监测,结果如图1。图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。请回答下列问题:
(1)图1中所测气体为________;该大棚内的蔬菜经过一昼夜后是否积累有机物 ______。原因是________________________________________。
(2)与它们各自的前一阶段相比,EC段和DB段叶肉细胞内的C3含量的变化趋势分别是________、________,图1中CD段变化的原因可能是____________
____________________________________________________________。
(3)处于图1中的B点时,图2中应该进行的气体转移途径有________;处于图1中的CD段,图2中应该进行的气体转移途径有________________。
【解析】(1)由图中5~7时气体含量减少,7到17时含量增加,可推测有光照时气体增加,无光时气体减少,则为氧气;由F点氧气浓度大于A点氧气浓度可知净光合作用大于0,有机物积累。
(2)EC段光照增强,ATP和NADPH含量增加,C3 的还原增加,二氧化碳固定速率不变,故C3减少。DB段光照减弱,ATP和NADPH含量减少,C3 的还原减少,二氧化碳固定速率不变,故C3增加。CD出现了光合午休现象,由于光照过强,温度过高,气孔关闭,CO2供应不足,光合作用降低,氧气产生量减少。
(3)对应图1中的B点时,光合强度=呼吸强度,图2中应该进行的气体转移途径有c、d。图1中CD段氧气浓度增加,则光合作用强度大于呼吸作用强度,图2中应该进行的气体转移途径有a、c、d、e。
答案:(1)O2 　是　F点的O2含量高于A点(或一天内光合作用产生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量)　(2)减少　增加　光照过强,使温度过高,气孔关闭,CO2供应不足
(3)c、d　a、c、d、e
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