植物生理学习题

14.呼吸链:呼吸代谢中间产物随电子和质子,沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径,传递到分子氧的总轨道。

15.戊糖磷酸途径:简称PPP或HMP。是指在细胞质内进行的一种葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程。

16.糖酵解:是指在细胞质内所发生的、由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。 17.三羧酸循环:丙酮酸在有氧条件下,通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成CO2的过程。又称为柠像酸环或Krebs环,简称TCA循环。 18. P/O比:指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生ATP的分子数。 二、填空题

1.活化,裂解,氧化 2. NAD+、NADP+ 3.有氧;酒精发酵;乳酸发酵 4.有氧呼吸;无氧呼吸 5.糖酵解;三羧酸循环;戊糖磷酸循环 6. 5;FAD 7. O2;ATP 8.细胞基质;有氧呼吸;无氧呼吸

9. ATP合酶;ATP 10.细胞基质;线粒体基质;嵴 11. 38;6 12. 1;0.5 13.氢传递体;电子传递体 14.温度;氧;二氧化碳;机械损伤

15.电子传递磷酸化;底物水平磷酸化 16.鱼藤酮、安米妥、抗霉素A、氰化物 17.氮气,抑制 18.苹果;香蕉;柑橘;葡萄 19. 1,3-二磷酸甘油酸,NAD 20. FMN;FAD;UQ 21. 12%~14%;8%~9% 22. 3;3;2;2 23. NADH;CoQ;细胞色素b;细胞色素C1;细胞色素aa3;O2 24.底物,能量,有毒 25.抗氰;酚;抗坏血酸;乙醇酸;O2;H2O 26.多酚氧化酶

三、问答题:

1、在无氧条件下,单独把丙酮酸加入绿豆提取液中,结果只有少量的乙醇形成。但是,如果在相同条件下加入大量的葡萄糖,则生成大量的乙醇,这是什么原因?

在由丙酮酸转变为乙醇的反应中,需要NADH和H+作为乙醇脱氢酶的供氢体。一分子葡萄糖经糖酵解转变成丙酮酸的过程中柯生成2分的NADH和H+,能直接作为乙醇脱氢酶的供氢体。因此加入葡萄糖可生成大量乙醇。

2、在酵母提取液中葡萄糖发酵产生乙醇。如果向提取液中分别加入下列物质,对物质,对发酵速率有什么影响?请简要说明其原因。(1)碘代乙酸,(2)ATP,(3)ADP+无机磷,(4)NaF。

碘代乙酸是磷酸甘油醛脱氢酶的抑制,NaF是烯醇化酶的抑制剂,ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。所以(1)、(2)和(4)都降低发酵速率。ADP和无机磷可提高磷酸果糖激酶的活性,从而提高发酵速率。

3、为什么呼吸作用是一个多步骤的过程而不是葡萄糖的直接氧化?

葡萄糖的直接氧化就相当燃烧,能量会突然以热的形式全部释放出来。对植物而言,突然全部释放出这样多的能量是一种浪费。所以,植物通过多步骤的氧化作用使能量分为一小份一小份地释放,并能立即用于其他过程,比如用于合成ATP分子,从而防止了能量的浪费。

4、一分子葡萄糖通过糖酵解和TCA环的途径完全氧化时,(1)可以产生多少分子ATP?(2)葡萄糖完全氧化成CO2和H2O时,△G0′=-2867.5kJ·mol-。细胞内ATP水解的△G0′=-30.5kJ·mol-。葡萄糖氧化所释放的能量有多少(%)以ATP形式被贮藏起来?(3)其余的能量到哪里去了?

(1)36分子,(2)38%,(3)以热的形式释放。

5、小篮子法测定萌发的小麦种子呼吸强度,以Ba(OH)2吸收呼吸时放出的CO2种子重5g,反应进行20分钟,用0.1N-草酸滴定剩余的Ba(OH)2,用去草酸18ml,空白滴定用去草酸20 ml,计算萌发小麦种子的呼吸强度。

(20?18)?0.1?22?605?20小麦种子呼吸强度(鲜重·小时)==2.64(mgCo2/g·FW·h)

6、长时间的无氧呼吸为何会使植物受伤死亡?

长时间的无氧呼吸会使植物受伤死亡的原因:第一,无氧呼吸产生酒精,酒精使细胞质的蛋白质变性;第二,因为无氧呼吸利用每摩尔葡萄糖产生的能量很少,相当于有氧呼吸的百分之几(约8%),植物要维持正常的生理需要,就要消耗更多的有机物,这样,植物体内养料耗损过多;第三,没有丙酮酸氧化过程,许多由这个过程的中间产物形成的物质就无法继续合成。作物受涝死亡,主要原因就在于无氧呼吸时间过久。

7、机械损伤会显著加快植物组织呼吸速率的原因何在?

机械损伤会显著加快组织的呼吸速率,其理由如下:第一,原来氧化酶与其底物在构造上是隔开的,机械损伤使原来的间隔破坏,氧气供应充足,酚类化合物就迅速地被氧化;第二,细胞被破坏后,底物与呼吸酶接近,于是正常的糖酵解和氧化分解以及PPP代谢加强;第三是机械损伤使某些细胞转变为分生状态,以形成愈伤组织去修补伤处,这些生长旺盛的细胞的呼吸速率就比原来休眠或成熟组织的呼吸速率快得多。 8、呼吸作用于生理功能有哪些?

呼吸作用生理意义如下:(1)呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。植株对矿质营养的吸收和运输,有机物的运输和合成,细胞的分裂和伸长等等,无一不需要能量。(2)呼吸过程为其他化合物合成提供碳架。呼吸过程产生的一系列的中间产物,是进一步合成植物体内各种重要化合物(蛋白质、脂肪、核酸)的原料。(3)呼吸作用与抗病性有关,旺盛的呼吸作用可以把病原菌分必的毒素氧化分解为二氧化碳和水或转化为无毒物质。另外,呼吸过程中还可心产生一些对病菌有毒的物质,如酚类化合物。 9、呼吸代谢的多条途径对植物生存有何适应意义?

植物代谢受基因的控制,而代谢(包括过程、产物等)又对基因表达具控制作用,基因在不同时空的有序即表现为植物的生长发育过程,高等植物呼吸代谢的多条途径(不同底物、呼吸途径、呼吸链及末端氧化等)使其能适应变化多端的环境条件。如植物遭病菌浸染时,PPP增强,以形成植保素,木质素提高其抗病能力,又如水稻根在淹水缺氧条件下,乙醇酸氧化途径和与氧亲和力高的细胞色素氧化酶活性增强以保持根 的正常生理功能(任举二例说明)。

10、试从不同底物呼吸途径呼吸链和末端氧化举出呼吸代谢途径各三条。

呼吸作用可利用不同的底物如糖、蛋白质、脂肪等。经不同的呼吸途径如无氧条件下的形成酒精或乳酸;有氧条件下EMP-TCA、PPP、乙醛酸循环,乙醇酸途径以及不同的呼吸链如NADH链、FADH链,抗氰呼吸链等,不同的末端氧化酶如细胞色素氧化酶,抗氰氧化酶,多酸氧化酶,黄酶等。以形成不同的产物、构成不同的结构以适应变化多端的环境,从而利于植物的生长发育和种的繁衍。(回答问题时应得上述论点有机联系加以说明) 11、呼吸作用和光合作用之间的相互依存关系表现在哪些方面?

光合作用和呼吸作用是相互依存、共处于一个统一中的,没有光合作用提供的有机物,就不可能有呼吸作用,如果没有呼吸作用;光合过程也无法完成,两者相互依存的关系如下:

(1)光合作用所需的ADP和NADP+与呼吸作用所需的ADP和NADP+(PPP途径所需)是相同的,共用的。

(2)光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是可逆反应关系,它们的中间产物同样是三碳糖(磷酸甘油醛)、四碳糖(磷酸赤藓糖)、五碳糖(磷酸核糖、磷酸核酮糖、磷酸木酮糖)、六碳糖(磷酸果糖、磷酸葡萄糖)及七碳糖(磷酸景天庚酮糖)等,许多糖类是可以交替使用的。

(3)光合释放的O2可供呼吸利用,而呼吸作用释放的CO2亦能为光合作用所同化。 12、线粒体的超微结构是如何适应其呼吸作用这一特定功能的?

(1)线粒体具双层膜,外膜平滑透性比内膜高,内膜具高度选择性,保持线粒体内代

谢的正常运行;(2)内膜里面的腔为克 可溶性蛋白质的衬质,TCA环酶等聚集于此,

此外不含少量DNA、RNA;(3)内膜内褶形成嵴以扩大面积,增大电子传递附着

的表面,嵴的数目随呼吸的增强而增多;

(4)内膜内则例具带柄的颗粒,为实现氧化磷酸化的酶等。 13、磷酸戊糖途径与EMP-TCA途径相比有何不同?

第一、磷酸戊糖途径中脱氢酶的辅酶是NADP+而非NAD+,生成物是NADPH而非

NADH。

第二、磷酸戊糖途径中无底物水平磷酸化,所以无ATP生成,而有无机磷酸的生成物。 第三、葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸等有机羧酸。

第四、在戊糖途径中有戊糖磷酸酯的互变,而EMP-TCA无,这种相互转变与光合碳循

环相对映,称氧化的戊糖循环。戊糖是合成核苷酸的原料。 14、呼吸作用是怎样影响植物的水分收收,矿质营养等生理活动的?

(1)呼吸作用促进矿质吸收,降低根细的渗透势和水势,利用于根系渗透吸水。 (2)呼吸作用提供的中间活性物质和ATP等 载体蛋白的形成、变构、旋转等促进对

矿质元素的吸收。

(3)呼吸作用提供的ATP开动质膜上的质子泵造成膜内外动力势差,趋动矿质的吸收。 (4)呼吸作用促进根系的生长发育,不断“追逐”和吸收水吧。 15、呼吸作用对农业实践有何重要作用?

呼吸作用对农业实践中的意义,可从两个方面来说明。

(1) (1) 在作物栽培中,许多农业措施都是为了保证呼吸作用的正常进行而制订

的,如浸种催芽中要定时浇水和翻堆;秧田的湿润灌溉;旱作的中耕松土??

(2) (2) 种子、果蔬的贮藏与呼吸作用息息相关,如在种子贮藏中必须注意种子

的安全含水量,并要降低温度,以降低呼吸作用,延长种子的贮藏时间;又如果实和蔬菜的贮藏中要昼避免机械损伤的基础上,控制温度、湿度和空气三条件,

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