作者:圣才电子书
出版社:圣才电子书
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
潘瑞炽《植物生理学》(第7版)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】试读:
第一部分 名校考研真题
绪 论
选择题
新中国成立后,我国植物生理学的研究成果众多,其中比较突出的是( )关于光合磷酸化高能态的研究。[浙江农林大学2012研]
A.汤佩松
B.殷宏章
C.沈允钢
D.娄成后【答案】C【解析】新中国成立后,我国植物生理学取得的比较突出的研究成果有:A项,汤佩松等首先提出呼吸的多条途径的论证;B项,殷宏章等的作物群体生理研究;C项,沈允钢等证明光合磷酸化中高能态存在的研究;D项,娄成后等对细胞原生质的胞间运转的深入研究。
第一篇 水分和矿质营养
第一章 植物的水分生理
一、选择题
1.植物叶片在气孔张开时,水蒸气分子通过气孔的扩散速度是( )。[华中农业大学2015研]
A.与气孔面积成正比
B.与气孔周长成反比
C.与气孔面积无关,与周长有关
D.取决于大气孔的数量【答案】C
2.将ψ=-0.8Mpa的植物细胞放入ψ=-0.3Mpa的水溶液sw中,观察到细胞水分外流,由此可判断在放入水溶液前该细胞的ψ( )。[农学联考2015研]p
A.等于0Mpa
B.大于0.5Mpa
C.等于0.5Mpa
D.小于0.5Mpa【答案】B【解析】细胞的吸水情况决定于细胞水势,ψ=ψ+ψ。细胞间的水wsp分移动是由水势高处流向水势低处。细胞水分外流,说明细胞内的水势大。即在放入水溶液前该细胞的ψ大于0.5Mpa。p
3.植物吐水现象说明( )。[农学联考2014研]
A.水分向上运输的动力是蒸腾拉力
B.根系水势高于土壤溶液水势
C.内聚力保持了导管水柱的连续性
D.根系中存在使水分向上运输的压力【答案】D【解析】吐水现象是由根压引起的。由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压。在自然条件下,当植物吸水大于蒸腾时(如早晨、傍晚),往往发生吐水现象。
4.将一充分吸水饱和的植物细胞放入比其细胞液浓度低100倍的溶液中,其体积( )。[南京林业大学2013研]
A.不变
B.变小
C.变大
D.无法判断【答案】A【解析】在细胞中,水分会由水势高的细胞往水势低的细胞流动。细胞液的浓度高于溶液浓度,细胞水势低于溶液,故细胞会吸水膨胀。但是由于该植物细胞已经充分吸水饱和,受细胞壁的限制,细胞体积不会变大。
5.植物体内水分长距离运输的主要途径是( )。[农学联考2013研]
A.筛管和伴胞
B.转移细胞
C.胞间连丝
D.导管和管胞【答案】D【解析】植物长距离运输主要是导管和管胞(被子植物两者都有,裸子植物只有管胞)。A项,筛管和伴胞主要是有机物(如糖类)的运输;B项,转移细胞的作用是增加溶质内外转运的面积;加速物质的分泌或吸收。C项,胞间连丝主要是细胞间的物质运输和信息传递。
6.下列关于植物水孔蛋白的叙述,错误的是( )。[农学联考2013研]
A.水孔蛋白是一种跨膜蛋白
B.水孔蛋白活性受磷酸化/去磷酸化调节
C.水通道由水孔蛋白构成
D.水分通过水孔蛋白的运输是主动运输【答案】D【解析】水分在植物细胞内外的运输主要依赖的方式是主动扩散,即被动运输。主动扩散是一种自发的,不需要能量的运输方式,根据内外的渗透压来确定运输方向。
7.将一处于质壁分离状态的薄壁细胞放入纯水中,水分交换达到平衡时该细胞的( )。[农学联考2013研]
A.压力势变大、体积变小
B.压力势变小、体积变大
C.压力势变小、体积变小
D.压力势变大、体积变大【答案】D【解析】植物细胞的水势由渗透势、压力势和衬质势组成。渗透势又称溶质势,即溶液的水势;渗透势是指由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能,因而其水势低于纯水的水势;压力势是指由于细胞壁压力的存在而增加的水势。衬质势是指细胞胶体物质和毛细血管对自由水束缚而引起水势降低的值。发生质壁分离的细胞放入纯水中,将会发生质壁分离的复原,细胞吸水,溶质浓度降低,因此渗透势增大;水进入细胞,使细胞体积膨大,增加水分细胞向外移动的潜能,因而压力势也增加。
8.自由水/束缚水比值越大,植物( )越弱。[浙江农林大学2012研]
A.抗性
B.代谢
C.能量
D.物质【答案】A【解析】自由水参与各种代谢作用,其含量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量的比例越大,则植物代谢越旺盛。束缚水不参与代谢作用,但植物要求低微的代谢强度去渡过不良的外界条件,含量与植物抗性大小有密切关系。
9.根系吸水的主要部位是( )。[浙江农林大学2012研]
A.伸长区
B.分生区
C.根冠
D.根毛区【答案】D【解析】根的吸水主要在根尖进行,其中根毛区吸水能力最大,根冠、分生区和伸长区较小。
10.下列学说中,不属于解释气孔运动机理的是( )。[农学联考2010研]+
A.K累积学说
B.压力流动学说
C.淀粉-糖互变学说
D.苹果酸代谢学说【答案】B【解析】气孔运动是由于保卫细胞的膨压变化而引起的,而保卫细胞的膨压变化是由于离子和有机物质进入保卫细胞使细胞的渗透势发生改变,细胞水势也发生改变,从而引起水进出保卫细胞,保卫细胞膨+压发生变化。保卫细胞中,K、苹果酸、蔗糖的积累可调节保卫细+胞渗透势的改变。K累积学说、苹果酸代谢学说、淀粉-糖互变学说是解释气孔运动机理的主要学说,而压力流动学说则是解释韧皮部运输机制的主要学说。
11.干种子的吸水力取决于种子的( )。[农学联考2009研]
A.重力势
B.压力势
C.衬质势
D.渗透势【答案】C【解析】植物细胞的水势是由渗透势、压力势、重力势和衬质势(基质势)组成。干种子中,细胞原生质处于凝胶态,大部分水分为束缚水,此时,压力势、重力势为零,其水势即衬质势。
12.某植物制造100g干物质消耗了75kg水,其蒸腾系数为( )。[农学联考2008研]
A.750
B.75
C.7.5
D.0.75【答案】A【解析】蒸腾系数是指植物制造1g干物质所消耗的水分(g)。因此,某植物制造100g干物质消耗了75kg水,其蒸腾系数是750。
二、填空题
1.冬季杨树吸水的动力主要来自于 。[南京林业大学2013研]【答案】根压
2.植物细胞处于临界质壁分离时其水势ψ= ;当吸水达到饱w和时其水势ψ= 。[浙江农林大学2012研]w【答案】渗透势;0
3.叶片蒸腾方式有二种: 和 。[浙江农林大学2012研]【答案】气孔蒸腾;角质蒸腾
三、名词解释题
1.水通道蛋白[中国科学院大学2013研]
相关试题:水孔蛋白[华中农业大学2015研]
答:水通道蛋白又称水孔蛋白,是指一种位于细胞膜上的内在膜蛋白,在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出。植物的水孔蛋白有三种类型:质膜上的质膜内在蛋白、液泡膜上的液泡膜内在蛋白和根瘤共生膜上的内在蛋白,其中液泡膜的水孔蛋白在植物体中分布最丰富、水分透过性最大。
2.水势[浙江农林大学2012研]
答:水势是指每偏摩尔体积水的化学势差。水溶液的化学势0(μ)与纯水的化学势(μ)之差(Δμ),除以水的偏摩尔体积www()所得的商,称为水势。细胞的水势可表示为ψ=ψ+ψ+ψwspg+ψ。m
四、简答题
1.试述影响气孔运动的外界因素。[江西农业大学2015研]
答:影响气孔运动的外界因素包括:(1)光照。在温室栽种的蚕豆,其气孔运动与太阳辐射到叶面的强度基本一致。蓝光也会刺激气孔张开。(2)水分。水是影响气孔运动最大的外界因素。水分多少直接与水势大小有关,当水势下降时,直接影响气孔开度。(3)温度。气孔开度一般随温度的上升而增大。(4)CO浓度。低浓度CO促进气孔张开,高浓度CO能使气孔222迅速关闭。
2.为什么通过质壁分离及复原现象可以判断植物细胞的死活,试述其原理。[南京林业大学2013研]
答:通过质壁分离及复原现象判断植物细胞死活的原理如下:(1)植物细胞的细胞壁主要是由纤维素分子组成,是一个水和溶质都可以通过的透性膜。(2)质膜和液泡膜是选择透性膜,允许水和非极性小分子物质透过,而大分子的溶质和极性物质较难通过。可以将原生质体(包括质膜、细胞质和液泡膜)看成一个选择透性膜。(3)液泡里的细胞液含有许多物质,具有一定的水势,细胞液与环境中的溶液之间会发生渗透作用。(4)活的植物细胞可与周围溶液构成一个渗透系统,当周围溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞由于水势较高而失水,原生质体收缩最终与细胞壁分离,即发生质壁分离现象;如果质壁分离后使周围溶液的浓度降低到足够程度,细胞吸水,发生质壁分离的复原。(5)死亡的细胞由于原生质体失去功能,没有选择透过性,不会发生质壁分离的现象。
3.简述在生物体内水分存在的两种形式,以及它们的生理意义。[中国科学院研究生院2012研]
答:(1)在生物体内水分存在的两种形式
水分在植物体内存在自由水和束缚水两种形式。束缚水是指靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分,自由水是指距离胶粒较远而可以自由流动的水分,两种状态的水分划分是相对的,两者之间不存在明显的界限。(2)自由水和束缚水的生理意义
①自由水参与各种代谢作用,其含量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量的比例越大,植物代谢越旺盛。
②束缚水不参与代谢作用,但植物要求低微的代谢强度去渡过不良的外界条件,因此束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。
4.有哪些研究证据表明气孔运动的非光合调节主要受蓝光控制?[中国科学院研究生院2012研]
答:表明气孔运动的非光合调节主要受蓝光控制的研究证据:
双光实验的结果可以证明气孔对光的反应是由完全不同的系统推动。在双光实验中,红光被用于使光合反应饱和,在红光的饱和效应完成以后再加蓝光。结果蓝光引起明显的气孔进一步开张,而增加红光并不能引起相同的效应。对这种气孔开张效应的作用光谱的研究结果也说明这是典型的蓝光效应。
5.试述气孔运动的机理。[浙江农林大学2012研]
答:关于气孔运动的机理,目前存在三种学说:(1)淀粉-糖转化学说
该学说认为保卫细胞的叶绿体在光照下进行光合作用,消耗CO,使细胞内pH值升高,淀粉磷酸化酶便水解淀粉为葡萄糖-1-磷2酸,细胞内葡萄糖浓度提高,水势下降,副卫细胞(或邻近细胞)的水分进入保卫细胞,使保卫细胞膨胀,气孔便张开。黑暗则相反,呼吸产生CO使保卫细胞pH值下降,淀粉磷酸化酶把葡糖-1-磷酸合成2为淀粉,细胞水势升高,水分从保卫细胞向副卫细胞(或邻近细胞)排放,使保卫细胞失去膨压,气孔关闭。该学说有一定的局限性:无法解释植物保卫细胞中无叶绿体气孔仍可开闭,以及景天科植物的气孔白天关闭夜间开放的现象;植物保卫细胞叶绿体中无Rubisco不依赖于通常的CO的固定光合作用;保卫细胞内淀粉和糖的转化缓慢,2无法解释气孔的快速启闭。+(2)无机离子吸收学说(K学说)+
保卫细胞的质膜上具有光活化的H泵ATP酶,分解氧化磷酸化++或光合磷酸化产生的ATP,使H分泌到细胞壁,同时驱动K进入保卫细胞,引起保卫细胞水势下降,导致副卫细胞(或邻近细胞)的水分进入保卫细胞,使保卫细胞膨胀气孔便张开。黑暗则相反。(3)苹果酸生成学说
保卫细胞的苹果酸是在细胞内合成的。当保卫细胞内的部分CO2-被利用时,pH值上升,剩余的CO转变成重碳酸盐(HCO)。而23淀粉则通过糖酵解作用产生磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),在PEP羧化-酶作用下,PEP与HCO作用,产生草酰乙酸,进一步还原为苹果3+++酸。苹果酸除在保卫细胞中起着提供H/K交换所需的H及平衡胞+内K所需的阴离子外,还可作为渗透物,降低保卫细胞水势,使气孔开放。
6.简述光促进气孔开放的机制。[农学联考2012研]
答:光促进气孔开放的机制包括以下内容:(1)气孔在光下开放是两个不同光响应系统综合作用的结果,一+个是保卫细胞的光合作用,另一个是光受体感受蓝光信号激活H-ATPase的作用。(2)上述两个系统共同作用促进保卫细胞中蔗糖、苹果酸的形成,+-以及保卫细胞对K、Cl的吸收,这些渗透调节物质的积累使保卫细胞渗透势下降,细胞吸水膨胀,气孔张开。
①由于保卫细胞中淀粉和蔗糖转化而形成的渗透势改变而引起气孔运动,淀粉水解转化为蔗糖会对保卫细胞的渗透势产生影响,此时保卫细胞的渗透势降低,水进入细胞使细胞膨压增加,气孔张开;当蔗糖合成淀粉时,保卫细胞的渗透势增加,水流出细胞,使细胞膨压降低,气孔关闭。
②在光下,保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP,活化了保++卫细胞质膜上的H-ATPase,在H-ATPase作用下,质子被保卫细胞排出,保卫细胞内的pH升高,同时保卫细胞的质膜发生超极化。++在保卫细胞质膜H-ATPase质子泵建立的质子梯度推动下,K从表+皮细胞经过保卫细胞质膜上的K通道进入保卫细胞,再进入液泡。+保卫细胞中积累较多的K,水势降低,水分进入保卫细胞,气孔张+开。在黑暗中,K从保卫细胞扩散出来,保卫细胞水势增高,失水引起气孔关闭。
③此外,在光下,保卫细胞内的CO被利用,pH升高,使PEP羧2化酶活化,PEP经羧化结合CO形成草酰乙酸,进一步还原为苹果酸,2苹果酸进入液泡,水势降低,水分进入保卫细胞,气孔张开。同时,-+进入液泡的苹果酸根和Cl共同与K在电学上保持平衡。(3)通过以上三个方面的渗透调节,保卫细胞中溶质增加,保卫细胞水势下降,从周围细胞吸水,气孔张开。反之,气孔关闭。
7.简述环境因素对蒸腾作用的影响。[农学联考2009研]
答:环境因素对蒸腾作用影响,主要有以下四个方面:(1)光照:光照能提高大气和叶片的温度,光照也促使气孔张开,从而增强蒸腾作用。(2)大气相对湿度:大气相对湿度低,植物的蒸腾作用增强;大气相对湿度高,植物的蒸腾作用减弱。(3)温度:在大气相对湿度不变时,温度增高,蒸腾作用增强。(4)风速:微风能降低气孔外的水蒸气,从而降低空气湿度,因此可促进蒸腾作用;强风使气孔张开阻力增大,引起气孔关闭,蒸腾作用减弱。
五、论述题
请论述气孔复合体的结构、影响气孔运动的内外在因素及气孔运动过程中的信号转导过程。[中国科学院大学2013研]
答:(1)气孔复合体的结构
气孔一般由两个保卫细胞围成。保卫细胞通常呈肾形或哑铃形。双子叶植物肾形的保卫细胞中位于气孔内侧的细胞壁较厚,坚韧而有弹性;外侧的细胞壁较薄,可胀缩;禾本科植物哑铃形的保卫细胞其两端壁薄,中间壁厚。有些植物,在保卫细胞的四周还有一或多个副卫细胞。(2)影响气孔运动的内外在因素
①外因
a.光照。在温室栽种的蚕豆,其气孔运动与太阳辐射到叶面的强度基本一致。蓝光也会刺激气孔张开。
b.水分。水是影响气孔运动最大的外界因素。水分多少直接与水势大小有关,当水势下降时,直接影响气孔开度。
c.温度。气孔开度一般随温度的上升而增大。
d.CO浓度。低浓度CO促进气孔张开,高浓度CO能使气孔222迅速关闭。
②内因
脱落酸促使气孔关闭。(3)气孔运动过程中的信号转导过程
气孔的运动受保卫细胞的液泡水势调节。调节保卫细胞的水势的渗透调节物有钾离子、苹果酸、蔗糖。当保卫细胞水势降低时,保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;当保卫细胞失水时气孔则关闭。
六、实验题
用小流液法测定某种植物叶片的水势,得到如下实验数据。表1-1-1
请回答:--11(1)已知R=0.0083MPa·L·mol·K,t等于27℃。请计算出被测定植物叶片的水势。如果要获得更精确的结果,仍然采用小液流法应该怎样进行进一步的实验?(写出简要的实验思路即可)(2)小液流法测定植物组织水势的原理是什么?[农学联考2011研]
答:(1)被测定植物叶片的水势ψ=1.245MPa。w
要获得更精确的结果,采用小液流法的实验思路:将溶液浓度的梯度缩小,例如设置为0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45等系列浓度梯度。(2)小液流法测定植物组织水势的原理
将植物组织放入一系列已知不同浓度的溶液(如蔗糖、甘露醇等)中,一段时间后,植物细胞或组织放在外界环境中时,由于其渗透压发生了改变,会发生水分交换。通过测定溶液在浸泡植物材料前后的比重的变化,确定与植物组织间水分交换达到动态平衡的溶液,通过溶液的浓度计算溶液渗透势,可得出植物组织的水势。
第二章 植物的矿质营养
一、选择题
1.高等植物的老叶由于缺少某一种元素而表现出典型症状,下面元素属于这一类的有( )。[华中农业大学2015研]
A.钙
B.锰
C.铁
D.钾【答案】D【解析】根据矿质元素在植物体内的循环情况将其分为可再利用元素(如N、P、K、Mg等)和不可再利用元素(如Ca、Mn、Fe、S等)。不可再利用元素的缺素症首先出现在幼嫩器官上,可再利用元素的缺素症首先出现在较老器官上。D项,钾属于可再利用元素,缺乏时引起老叶首先出现症状;ABC三项,均属于不可再利用元素,缺乏时引起嫩叶首先出现病症。
2.下列盐当中,哪个是生理酸性盐?( )[华中农业大学2015研]
A.(NH)SO 424
B.NHNO 43
C.CO(NH) 22
D.Ca(NO)32【答案】A【解析】植物细胞对同一种盐的阴离子和阳离子吸收存在差异。当供+某种盐时,细胞吸收阳离子多于阴离子,细胞会向外释放H以达到+电荷平衡,环境中就会积累阴离子和H,使介质pH下降,这类盐称为生理酸性盐。而当植物细胞对某种盐的阴离子吸收大于阳离子时,这种盐称为生理碱性盐。如果细胞对某种盐的阴阳离子吸收接近或相+2-等时,则是生理中性盐。A项,细胞对NH的吸收大于SO,因44此(NH)SO是生理酸性盐;B项,NHNO为生理中性盐;C项,42443CO(NH)是有机物,不属于盐类;D项,Ca(NO)是生理碱性盐。2232-+
3.叶肉细胞中NO还原为NH的部位是( )。[华中农业24大学2015研]
A.细胞质
B.叶绿体
C.过氧化体
D.线粒体【答案】B-【解析】NO是由还原态铁氧还蛋白(Fd)提供电子,在叶绿体2red+或根中的亚硝酸还原酶(NiR)催化下生成NH。4
4.下列物质中,在植物细胞膜中含量最高的是( )。[农学联考2015研]
A.硫脂
B.磷脂
C.糖脂
D.固醇【答案】B【解析】细胞膜主要由脂类和蛋白质组成,也有少量的糖。脂类包括磷脂(如卵磷脂、脑磷脂)、糖脂、硫脂等。磷脂是构成膜脂的基本成分,占整个膜脂的50%以上;糖脂在膜脂中的含量一般在5%以下;硫脂、胆固醇在膜脂中的含量较低。因此,磷脂在植物细胞膜中含量最高。
5.植物细胞壁中含量最高的矿质元素是( )。[农学联考2014研]
A.镁
B.锌
C.钙
D.铁【答案】C--45【解析】细胞壁是植物细胞的最大钙库,钙浓度可达l0~10mol/L。
6.植物细胞膜上通道蛋白运输离子的特点是( )。[农学联考2014研]
A.顺电化学势梯度进行,有饱和效应
B.顺电化学势梯度进行,无饱和效应
C.逆电化学势梯度进行,有饱和效应
D.逆电化学势梯度进行,无饱和效应【答案】B【解析】细胞膜上存在两类主要的转运蛋白,载体蛋白和通道蛋白。植物细胞膜上通道蛋白运输离子的特点是:顺电化学势梯度进行、无饱和效应;载体蛋白运输离子的特点是:顺电化学势梯度进行,有饱和效应。
7.当土壤中缺钼时,植物通常也表现出( )。[农学联考2014研]
A.缺氮症状
B.缺磷症状
C.缺钙症状
D.缺镁症状【答案】A【解析】钼是硝酸还原酶的组分,缺乏会导致缺氮症状。
8.增施磷、钾肥,有利于植物根冠比( )。[南京林业大学2013研]
A.降低
B.基本不变
C.增大
D.无规律【答案】C
9.下列必需元素中,不属于灰分元素的是( )。[浙江农林大学2012研]
A.Fe
B.H
C.Mg
D.Ca【答案】B【解析】灰分是指将烘干的植物体充分燃烧,有机体中的碳、氢、氧、氮等元素以二氧化碳、水、分子态氮和氮的氧化物形式散失到空气中,余下一些不能挥发的残烬。灰分元素是指以氧化物形式存在于灰分中的元素。其中H以水的形式散失到空气中。
10.造成果树小叶病是由于植物缺元素( )引起的。[浙江农林大学2012研]
A.Fe
B.Mg
C.Ca
D.Zn【答案】D【解析】A项,缺铁嫩叶叶脉间缺绿,缺铁过甚或过久时,叶脉也缺绿,全叶白化。B项,缺镁叶片不能合成叶绿素,叶脉仍绿而叶脉之间变黄,有时呈红紫色,严重时形成褐斑坏死。C项,缺钙出现多核细胞,严重时幼嫩器官(根尖、茎端)溃烂坏死。D项,缺锌时茎部节间短,蓬丛状,叶小且变形,叶缺绿。
11.下列元素中,作为硝酸还原酶组分的是( )。[农学联考2012研]
A.Mn
B.Mo
C.Cu
D.Zn【答案】B+-【解析】氮素被吸收主要形式是NH、NO以及可溶性有机氮化合43物(氨基酸、尿素等),其中NO经过硝酸还原酶、亚硝酸还原酶将+NO还原成NH才能被植物利用,硝酸还原酶是诱导酶,是一种可溶4性的钼黄素蛋白,由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、血红素和钼复合蛋白(M-C)组成。oo
12.以下关于植物细胞离子通道的描述,错误的是( )。[农学联考2011研]
A.离子通道是由跨膜蛋白质构成的
B.离子通道是由外在蛋白质构成的
C.离子通道的运输具有一定的选择性
D.离子通道的运输只能顺电化学势梯度进行【答案】B【解析】离子通道是细胞膜上由通道蛋白形成的跨膜孔道结构,控制离子通过细胞膜这一生理活动。离子通道对离子运输有选择性,顺电化学势梯度进行,不消耗代谢能量等特点,是一种被动的、单方向跨膜运输。
二、填空题
1.我国北方地区果树的“小叶病”是由于缺乏 元素。[南京林业大学2013研]【答案】Zn
2.在必需元素中,金属元素 与生长素合成有关,而 和 则与光合作用分解水,释放氧气有关。[浙江农林大学2012研]【答案】锌;锰;氯
三、名词解释题
1.单盐毒害[华中农业大学2015研]
答:单盐毒害是指由于溶液中只含有一种金属离子而对植物起毒害作用的现象。如果将植物培养在只含一种金属离子的溶液中,无论这种盐是否为必须营养元素,即使在培养液中的浓度很低,不久植物就受伤害,原因是培养在仅含有一种金属盐类溶液中的植物,将很快地积累金属离子,并呈现出不正常状态,最终死亡。
2.离子拮抗[中国科学院研究生院2012研;中国科学院大学2013研]
答:离子拮抗是指培养植物的溶液中只有单一种金属离子时,常对植物起有害作用,若加入含其他金属离子的盐类,即能减弱或消除这种单离子的毒害作用的现象。一般而言同族离子间不发生拮抗,不同族离子间才表现拮抗作用,离子价数愈高,拮抗作用愈强。
3.离子泵[中国科学院研究生院2012研]
答:离子泵是指质膜上的ATP酶,通过活化ATP释放能量推动离子逆化学势梯度进行跨膜转运,是离子载体的一种,实质是膜载体蛋白。细胞内离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。
四、问答题++
1.简述H-ATP酶如何与主动转运相关?H-ATP还有哪些其他生理功能?[华中农业大学2015研]+
答:(1)H-ATP酶与主动转运的关系++
①H-ATP酶是质子泵的一种,质膜和液泡膜上均有H-ATP酶,依赖消耗ATP建立的跨膜电化学势梯度作为动力推动离子和小分+子代谢产物跨膜进行主动运输。质膜H-ATP酶利用ATP为能源,将质子泵出细胞,使细胞质的pH通常为7.0~7.5,质外体的pH为5.5。+同时,质子的运输与离子运输相偶联,通过H-ATP酶活动,使质膜两侧产生电化学势梯度。
②质膜外侧的阳离子利用跨膜的电化学势梯度经过膜上的通道蛋+白进入细胞内;由于质膜外侧H要顺着浓度梯度扩散到质膜内侧,+也使质膜外侧的阴离子与H一道经过膜上的同向运输器运输到细胞++内。质膜H-ATP酶既将H泵出胞外,又驱使各种离子跨质膜运输+到胞内。液泡膜上的H-ATP酶在水解ATP过程中将质子泵入液泡。+(2)H-ATP酶的其他生理功能
参与光和磷酸化和氧化磷酸化,催化ADP和Pi转变为ATP。
2.请列出国际植物营养学会规定的植物必须元素的3条标准,并写出若干种大量元素。[江西农业大学2015研]
相关试题:确定植物必需元素的标准是什么?根据该标准已确定的必需元素有哪些?[农学联考2010研]
答:(1)国际植物营养学会规定的植物必须元素的3条标准如下:
①完成植物整个生长周期不可缺少的;
②在植物体内的功能是不能被其他元素代替的,植物缺乏该元素时会表现专一的症状,并且只有补充这种元素症状才会消失;
③这种元素对植物体内所起的作用是直接的,而不是通过改变土壤理化性质、微生物生长条件等原因所产生的间接作用。(2)大量元素
碳、氧、氢、氮、钾、钙、镁、磷、硫。(3)必需元素
现已确定的植物必需元素有17种,是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、镍。
3.应用溶液培养法培养植物时一般应注意哪些事项?[农学联考2015研]
答:应用溶液培养法培养植物是应注意以下事项:(1)选择合适的培养液。
①包括必需的矿质元素;
②各种化合物都必须以植物可以吸收的形式存在;
③是均衡的营养液;
④具有合适的pH范围。溶液培养缓冲性能小,pH值易改变,应经常测营养液的pH。(2)定期更换培养液。预防单盐毒害和离子拮抗。随着pH值的变化,当营养液pH大于6时,无机铁盐就会形成不溶性的氢氧化铁,使植物产生缺铁症,溶液培养pH变化较大,易缺铁。因此,为防止缺铁症,调节pH的同时可加入稀铁溶液。(3)注意通气,以提供足够的O,促进根系的生长,增强根系吸2肥吸水的能力。
4.比较初级主动运输和次级主动运输的异同。[农学联考2014研]
答:(1)初级主动运输和次级主动运输的相同点:都属于主动运输,即在载体蛋白和能量的参与下逆着浓度梯度进行物质跨膜运输的过程。(2)初级主动运输和次级主动运输的不同点:
①初级主动运输是由质子泵执行的主动运输。质子泵直接利用ATP分解产生的能量跨膜转运质子,形成质子电化学势梯度——质子动力。
②次级主动运输是一类由质子泵与载体蛋白协同作用靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的直接动力是由初级主动运输过程所产生的质子动力。次级主动运输是一种共运输过程。
5.简述载体、离子通道、离子泵三者之间的异同点。[南京林业大学2013研]
答:载体、离子通道、离子泵三者之间的异同点见表2-1-1。表2-1-1 载体、离子通道和离子泵的比较
6.简述植物同化氮素的过程。[农学联考2013研]
答:植物同化氮素的过程包括:(1)植物所需的氮素主要是通过土壤中获得铵盐和硝态盐,再同化为自身组成物。植物吸收铵盐后可直接合成氨基酸,而硝态盐必须通过代谢还原才能利用。(2)植物吸收的硝酸根在细胞质基质中被硝酸还原酶还原为亚硝+酸根;亚硝酸根在质体或叶绿体中被亚硝酸还原酶还原为NH。产4++生的NH以及植物吸收的NH,通过谷氨酸合酶途径形成谷氨44酸。硝酸盐的代谢还原主要发生在根和叶,其供氢体是还原型辅酶Ⅰ。
7.何谓“膜电位”?请解释膜的“超极化”和“去极化”现象。[中国科学院研究生院2012研]
答:(1)膜电位的概念
膜电位是指活细胞膜两侧的电势差,一般在细胞内侧带负电荷。膜电位可由膜一侧存在固定电荷产生,也可由离子的不等扩散而建立,这种扩散电势取决于膜对不同离子的透性上的差异;荷电粒子(离子、电子)在膜上的主动运输也会产生膜电位。膜电位的存在,影响到膜两侧的电化势梯度,从而影响到离子的过膜运转。(2)膜的“超极化”和“去极化”现象
①超极化是指跨膜电位处于较原来的参照状态(如静息状态)下的跨膜电位更负(膜电位的绝对值更高)的状态。细胞膜的内部向负方向极化,外部向正方向极化,但其极化在非静止状态时变大。
②去极化是指在植物细胞膜上存在有膜电势,其起因于扩散电势和膜上电致离子泵的作用。当细胞外部离子浓度增大,或电致离子泵受到代谢抑制剂的影响以及驱动能量的改变,而使这种膜电位降低。
8.论述土壤因素对植物根系吸收矿质离子的影响。[农学联考2011研]
答:土壤因素对植物根系吸收矿质离子具有重要影响,具体包括以下几个方面:(1)土壤温度:不同植物有一定的适宜温度范围,过高、过低都会影响根系的活动。(2)土壤通气状况:通气好能提高根细胞活力,根系的呼吸代谢旺盛,根组织吸收矿质元素的速度较快。(3)土壤溶液的浓度:溶液浓度低时,根系吸收矿质元素的速度随矿质元素浓度的增加而增加。当溶液浓度过高时,对根组织产生渗透胁迫,造成烧苗现象。(4)土壤溶液的pH值:土壤溶液pH影响根系对阴、阳离子的吸收,在一定pH范围内,阳离子的吸收速率会随土壤溶液pH的升高而增大,阴离子的吸收速率会随土壤溶液pH的升高而减慢。土壤溶液pH也会影响土壤微生物的活动,从而影响到这些微生物对矿质元素的分解活动,也会影响根系对矿质离子的吸收。(5)土壤微生物:植物的根系受真菌侵染常形成菌根,菌根的形成会增强根系对矿质元素的吸收。(6)土壤中离子间有相互作用,离子间的相互作用会影响根系对某种元素的吸收。
9.论述植物细胞的离子跨膜运输机制。[农学联考2009研]
答:根据离子跨膜运输是否消耗能量和运输离子的方向,可将离子跨膜运输分为被动运输和主动运输,机制分别为:(1)被动运输不消耗代谢能量,而且离子的运输方向是顺电化学势梯度进行的,包括简单扩散与易化扩散。(2)主动运输需要消耗代谢能量,被运送的离子的方向是逆电化学势梯度进行的。离子通过离子泵的跨膜运输即主动运输过程。主动+运输又可分为初级主动运输和次级主动运输,由H-ATPase运送质+子的过程是初级主动运输,由H-ATPase活动所建立的跨膜质子电化学势梯度所驱动的离子的跨膜运输过程是次级主动运输。次级主动运输是一种共运输过程,共运输包括同向共运输和反向共运输。
第二篇 物质代谢和能量转换
第三章 植物的光合作用
一、选择题
1.光合产物主要以什么形式运出叶绿体?( )[华中农业大学2015研]
A.丙酮酸
B.淀粉
C.蔗糖
D.磷酸丙糖【答案】D
2.Rubisco是植物体内催化羧化反应的酶,由8个大亚基和8个小亚基构成,其活性部位在( )。[华中农业大学2015研]
A.大亚基
B.小亚基
C.大小亚基上均有
D.依植物种类而异【答案】B
3.在光照温度和水分适宜的条件下植物处于CO补偿点时( 2 )。[农学联考2014研]
A.净光合速率为零
B.净光合速率等于呼吸速率
C.真正光合速率为零
D.净光合速率最大【答案】A【解析】CO补偿点是当光合作用吸收的CO量等于呼吸作用放出的22CO量时的外界CO浓度,即此时净光合速率为零。22
4.光呼吸过程中,丝氨酸的合成发生在( )。[农学联考2014研]
A.叶绿体
B.线粒体
C.过氧化物酶体
D.细胞质基质【答案】B【解析】光呼吸过程中,在线粒体中,两分子的甘氨酸会在甘氨酸脱羧酶复合体的作用下脱去一分子二氧化碳和氨,生成一分子丝氨酸。
5.将银杏从露地移栽至林下生长一段时间后,其光补偿点和光饱和点分别会( )。[南京林业大学2013研]
A.升高、升高
B.升高、降低
C.降低、升高
D.降低、降低【答案】D【解析】银杏从露地移栽到林下,由阳生植物变为阴生植物。与原来相比,光合作用较弱,呼吸作用也较弱,光饱和点和光补偿点都将降低。
6.高等植物光系统Ⅱ的原初电子受体是( )。[农学联考2013研]
A.P 680
B.QA
C.Ao
D.Pheo【答案】D【解析】高等植物系统Ⅱ的原初电子受体是去镁叶绿素(Pheo),系统Ⅰ的原初电子受体是叶绿素,原初电子供体是PC。
7.参与植物光呼吸过程的三种细胞器是( )。[农学联考2013研]
A.高尔基体、线粒体、叶绿体
B.叶绿体、过氧化物酶体、线粒体
C.高尔基体、内质网、叶绿体
D.内质网、叶绿体、过氧化物酶体【答案】B【解析】植物的绿色细胞在光下不仅进行CO的同化,还存在依赖光2的消耗O释放CO的反应,被称为光呼吸,又称光呼吸碳氧化循环。22光呼吸碳氧化循环在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器中完成。在叶绿体、过氧化物酶体中吸收O,在线粒体中释放CO。22
8.光合链中的最终电子供体是( )。[浙江农林大学2012研]
A.HO 2
B.CO 2
C.O 2+
D.NADP【答案】A+【解析】光合链中水失去电子传递给NADP,生成O和NADP+H2+。
9.光呼吸的底物是( )。[浙江农林大学2012研]
A.丝氨酸
B.葡萄糖
C.乙醇酸
D.乙醛酸【答案】C【解析】光呼吸,又称C环、乙醇酸氧化途径,是指植物的绿色细胞2依赖光照,吸收O和放出CO的过程,被氧化的底物是乙醇酸。22
10.光合作用合成淀粉是在( )里进行的。[浙江农林大学2012研]
A.叶绿体间质
B.线粒体间质
C.细胞质
D.液泡【答案】A
11.下列关于蛋白复合物在细胞中存在部位的叙述,正确的是( )。[农学联考2012研]
A.纤维素合酶位于高尔基体上
B.PSⅡ位于叶绿体基质中
C.FF复合物位于叶绿体内膜上 01
D.LHCⅡ位于叶绿体类囊体膜上【答案】D【解析】A项,纤维素合酶是在细胞质膜上;B项,PSⅡ主要位于基粒类囊体的垛叠区,PSⅠ主要位于基质类囊体的非垛叠区;C项,FF-ATP合酶是在线粒体内膜上;D项,LHCⅡ是PSⅡ的主要体现,01主要分布在基粒类囊体的垛叠区。
12.下列关于C植物光合作用的叙述,正确的是( )。[农学4联考2012研]
A.最初固定CO的PEP羧化酶存在于叶肉细胞基质中2
B.叶肉细胞中形成的草酰乙酸通过胞间连丝运输到维管束鞘细胞
C.维管束鞘细胞中形成的磷酸丙糖通过胞间连丝运输到叶肉细胞
D.C植物的CO补偿点比C植物的高,光饱和点比C植物的低4233【答案】A【解析】C途径的CO受体是叶肉细胞质的PEP,在磷酸烯醇式丙酮42-酸(PEP)催化下,固定HCO,生成形成草酰乙酸(OAA)。OAA3进一步形成苹果酸或天冬氨酸进入维管束鞘细胞,在维管束鞘细胞脱羧释放CO被Rubisco进一步固定。2
13.C植物中,RuBP羧化酶催化的CO固定反应发生的部位是32( )。[农学联考2011研]
A.叶肉细胞基质
B.叶肉细胞叶绿体
C.维管束鞘细胞机制
D.维管束鞘细胞叶绿体【答案】B【解析】C植物在叶肉细胞叶绿体固定CO,RuBP羧化酶就在叶肉细32胞中负责对CO的固定和还原。2
14.在光合电子传递链中,既能传递电子又能转移质子的传递体是( )。[农学联考2010研]
A.PC
B.Pheo
C.Fd
D.PQ【答案】D【解析】在类囊体膜上光合电子传递链是由PSⅠ、PSⅡ和细胞色素bf复合体等单位组成的,其中在PSⅡ和细胞色素bf复合体之间有质66醌(PQ)、在细胞色素bf复合体和PSⅠ之间有质蓝素(PC)进行电6子传递。质醌是脂溶性分子,在膜脂中可进行扩散运动,是类囊体膜上最丰富的电子载体。质醌不仅传递电子,而且也转移质子,在质子跨膜转运形成质子梯度中起重要作用。
15.植物由暗中转到光下后,叶绿体基质中( )。[农学联考2010研]2+
A.pH升高,Mg浓度降低,RuBP羧化酶活性增强2+
B.pH降低,Mg浓度降低,RuBP羧化酶活性降低2+
C.pH降低,Mg浓度升高,RuBP羧化酶活性降低2+
D.pH升高,Mg浓度升高,RuBP羧化酶活性增强【答案】D2+【解析】叶绿体基质中的pH和Mg浓度是调节Rubisco(RuBP羧化2+酶)活性的重要因子。基质中的pH和Mg浓度随光、暗而变化,光++2+驱动H从基质转运到类囊体腔,与H进入相偶联的是Mg从类囊体腔转运到基质中。因此,将暗适应的植物转到光下,叶绿体基质中2+2+pH和Mg浓度均升高,叶绿体类囊体腔内pH和Mg浓度均降低,2+叶绿体基质中pH和Mg浓度的升高有利于RuBP羧化酶活性的增加。
16.在其他条件适宜而温度偏低的情况下,如果提高温度,光合作用的( )。[农学联考2010研]
A.CO补偿点、光补偿点和光饱和点均升高2
B.CO补偿点、光补偿点和光饱和点均降低2
C.CO补偿点升高,光补偿点和光饱和点降低2
D.CO补偿点降低,光补偿点和光饱和点升高2【答案】A【解析】光合碳代谢过程是一系列酶促反应,在其他条件适宜而温度偏低的情况下,如果提高温度,相关酶的活性得到增强,光合速率增加,CO补偿点、光补偿点和光饱和点均升高。2
17.C植物光合作用固定CO形成的第一个产物是( )。[农42学联考2009研]
A.琥珀酸
B.草酰乙酸
C.苹果酸
D.天冬氨酸【答案】B【解析】光合碳同化包括C代谢途径、C代谢途径和景天酸代谢途径。34C植物CO固定在叶肉细胞和维管束鞘细胞中进行,CO的受体是叶422肉细胞细胞质中的PEP,在PEPC催化下,形成草酰乙酸,形成的草酰乙酸在叶肉细胞叶绿体中被还原为苹果酸,也可在细胞质中由天冬氨酸转氨酶催化,经转氨基作用而形成天冬氨酸。因此,C植物光 4合作用固定CO形成的第一个产物是草酰乙酸。2
二、填空题
1.C植物的Rubisco主要位于 细胞中,而PEP羧化酶则分布在 4细胞。[南京林业大学2013研]【答案】维管束鞘;叶肉++
2.翻译成中文:NADPH ;NAD ;NADP ;NADH 。[浙江农林大学2012研]【答案】还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸;氧化态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸;氧化态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸;还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
3.C途径中,PEP羧化酶催化 与 生成 。[浙江农林大学20124研]【答案】PEP(或磷酸烯醇式丙酮酸或烯醇丙酮酸磷酸);CO(或二氧2化碳);OAA(或草酰乙酸)
三、名词解释题
1.光合磷酸化[浙江农林大学2012研;华中农业大学2015研]
答:光合磷酸化是指叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨类囊体膜的质子动力势(PMF),质子动力势把ADP和无机磷酸合成ATP的过程。包括非环式光合磷酸化、环式光合磷酸化和假环式光合磷酸化3种类型。
2.光能利用率[华中农业大学2015研]
答:光能利用率是指植物光合作用所累积的有机物所含的能量,占照射在单位地面上的日光能量的比率。植物的光能利用率约为5%。提高光能利用率,主要通过延长光合时间、增加光合面积和加强光合效率等途径。
3.Photoinhibition[中国科学院大学2013研]
答:Photoinhibition的中文名称是光抑制,是指当光能超过光合系统所能利用的数量时,光合功能下降的现象。光抑制主要发生在光系统Ⅱ,植物本身对光抑制有一定程度的保护性反应。
4.循环式光合磷酸化[南京林业大学2013研]
答:循环式光合磷酸化是指PSⅠ受光激发而PSⅡ未受光激发时,PSⅠ产生的电子传给Fd,通过Cyt bf复合体和PC返回PSⅠ,形成围6绕PSⅠ的环式电子传递,而叶绿体利用光能驱动环式电子传递建立跨内囊体膜的质子动力势,质子动力势将ADP和Pi合成ATP的过程。
5.二氧化碳补偿点[浙江农林大学2012研]
答:二氧化碳补偿点是指当光合吸收的CO量等于呼吸放出的2CO量时外界的CO含量。CO是光合作用的原料,对光合速率影响222很大,植物只有在CO含量高于CO补偿点时才能生长。22
6.Carbon assimilation[中国科学院研究生院2012研]
答:Carbon assimilation的中文名称是碳同化,是指利用光反应形成的同化力(ATP和NADPH)将二氧化碳还原形成糖类物质的过程。碳同化在叶绿体基质中进行,不直接需要光,但有许多种酶参与反应。高等植物进行碳同化有三条途径:C途径、C途径和CAM途34径。
四、简答题
1.简述提高植物光能利用率的途径。[农学联考2014研]
答:提高植物光能利用率的途径包括:(1)充分利用生长季:采取间作套种和轮作制度,合理安排茬口,改善农田群体结构,使田间作物保持有旺盛的群体,提高群体的光能利用率。(2)选育高光效的作物品种:选育光合作用强、呼吸消耗低、叶面积适当、株型和叶型合理的品种。(3)采取合理的栽培技术措施:在不倒伏和不妨碍通风透光的前提下,扩大群体的叶面积指数,并维持较长的功能期,使之有利于作物光合产物的积累和运输。(4)提高叶片的光合效率:如抑制光呼吸作用,补施二氧化碳肥料,人工调节光照时间等,均可增加光合能力,提高光合效率。(5)加强田间管理,改善作物群体的生态环境:包括水肥管理、及时除草、及时消灭病虫害、有效防御各种农业气象灾害等具体措施,都可以增加产量,提高光能利用率。
2.简述光呼吸的过程和生理功能。[中国科学院大学2013研]
答:(1)光呼吸的过程
①在叶绿体内,在光照下Rubisco把RuBP氧化成磷酸乙醇酸,在磷酸酶作用下,脱去磷酸而产生乙醇酸。
②乙醇酸形成后转移到过氧化物酶体,在乙醇酸氧化酶作用下,被氧化为乙醛酸和过氧化氢。过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解,放出氧。乙醛酸在转氨酶作用下,从谷氨酸得到氨基而形成甘氨酸。
③两分子甘氨酸在线粒体中转变为丝氨酸并释放CO。2
④丝氨酸进入过氧化物酶体,经转氨酶的催化,形成羟基丙酮酸。羟基丙酮酸在甘油酸脱氢酶作用下,还原为甘油酸。
⑤甘油酸在叶绿体内经过甘油酸激酶的磷酸化,产生3-磷酸甘油酸(PGA),参加卡尔文循环的代谢。(2)光呼吸的生理功能
①在干旱和高辐射期间,气孔关闭,CO不能进入,会导致光抑2制。此时光呼吸释放CO,消耗多余能量,对光合器官起保护作用,2避免产生光抑制。
②Rubisco同时具有羧化和加氧的功能,在有氧条件下,光呼吸虽然损失一些有机碳,但通过C循环还可收回75%的碳,避免损失2过多。
3.试述氧化磷酸化的机制。[浙江农林大学2012研]
答:氧化磷酸化的机制:+
线粒体基质的NADH传递电子给氧的同时,也3次把基质的H释+放到膜间隙。由于内膜不让泵出的H自由地返回基质。因此膜外侧+H高于膜内侧而形成跨膜pH梯度,同时也产生跨膜电位梯度,这两+种梯度便建立起跨膜质子的电化学势梯度,于是使膜间隙的H通过并激活FF-ATP合酶(复合体Ⅴ),驱动ADP和Pi结合形成ATP。01图3-1-1
4.小麦等C植物光合作用有“午休现象”,请分析其原因。[农3学联考2011研]
答:小麦等C植物光合作用有“午休现象”,其原因如下:3(1)在光强超过光饱和点的晴天中午,小麦、水稻、棉花、大豆等许多C植物的光合速率明显下降,出现“午休现象”。3(2)在干热的中午,叶片萎缩、气孔导性下降,CO吸收减少,2光呼吸增加,产生光抑制。
5.光合作用C途径分为哪几个阶段?各阶段的作用是什么?[农3学联考2009研]
答:(1)光合作用C途径分为3个阶段:羧化、还原和再生。3(2)各阶段的作用分别如下:
①羧化阶段:Rubisco催化RuBP与CO发生羧化反应,形成3-2PGA。
②还原阶段:利用ATP与NADPH将3-PGA还原为GAP,磷酸丙糖是叶绿体中光合碳同化的重要产物。至此,3-PGA被还原为糖,光合作用光反应中形成的ATP与NADPH携带的能量转贮于碳水化合物中。
③再生阶段:经羧化反应和还原反应形成的GAP经过一系列反应转化,形成核酮糖-5-磷酸(Ru5P),最后由核酮糖-5-磷酸激酶催化,消耗ATP,再形成RuBP。
五、论述题
1.类囊体膜上的蛋白质合体有哪些?请阐述它们的功能。[农学联考2015研]
答:(1)类囊体膜上蛋白复合体,主要有四类:光系统Ⅰ(PSⅠ)、光系统Ⅱ(PSⅡ)、Cyt bf复合体和ATP酶复合体ATPase。6(2)各蛋白质合体的功能如下:
①PSⅡ利用光能氧化水和还原质体醌。PSⅡ反应中心色素吸收680nm的红光,产生强氧化剂氧化水,释放电子和质子。
②PSⅠ的功能是将电子从PC传递给铁氧还蛋白。PSⅠ反应中心+色素吸收700nm的远红光,产生强还原剂使NADP还原。PSⅠ和PSⅡ两个光反应系统通过一系列的电子传递体串联起来进行电子传递,最终形成NADPH,在电子传递的同时形成跨类囊体膜的质子电动势,用于ATP的合成。
③Cyt bf的主要生理功能是把PQH中的电子传给PC,同时将氢62+质子释放到类囊体的腔,即将H进行跨膜转运,建成跨膜质子梯度,成为合成ATP的原动力。
④ATP合酶的功能是利用质子浓度梯度把ATP和Pi合成为ATP,+将ATP的合成与电子传递和H跨膜转运偶联起来。
2.试述光合作用的过程。[浙江农林大学2012研]
答:光合作用的过程:(1)原初反应。包括光能的吸收,光能的传递和光能的转换。光能首先通过聚光色素吸收,然后通过光合色素进行传递,最后把光量子传递到光化学反应中心,使P活化,产生的电子转移给原初电子受体,然后通过光合链把电子转移给最终电子受体NADP,而电子从水的光解作为供体产生。(2)电子传递和光合磷酸化。光合电子传递是指在原初反应过程+中产生的高能电子经一系列的电子传递体,传递给NADP,产生NADPH的过程。光合链是由两个光系统(PSⅠ和PSⅡ)和若干电子传递体,按一定的氧化还原电位依次排列而成的体系。在电子传递的过程中,在类囊体膜内外两侧产生质子的梯度差异,利用质子差异使ADP和Pi形成ATP,进行光合磷酸化过程。所产生的同化力用于光合碳同化。(3)碳同化。
①C途径3
a.羧化阶段。把间质中的CO固定成为3-磷酸甘油酸(PGA)2的过程。在1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)的羧化下,1分子CO与1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)生成中间产物,再与1分子2HO反应生成2分子的PGA。2
b.还原阶段。利用“同化力”把PGA还原为3-磷酸甘油醛(PGAld)的过程。首先在PGA激酶作用下,利用ATP使PGA变为1,3-二磷酸甘油酸(DPGA);再在3-磷酸甘油醛脱氢酶作用下,消耗NADPH使DPGA还原为3-磷酸甘油醛(PGAld),即第一个三碳糖。
c.更新阶段。为使固定CO的受体RuBP能源源不断地产生,在2卡文循环中生成PGAld除了用于输出叶绿体合成蔗糖或在叶绿体内合成淀粉外,有一部分用于再生成RuBP。
②C途径4
a.羧化与还原。C途径的CO受体是叶肉细胞质中的PEP,在42-磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)催化下,固定HCO生成草酰乙酸3(OAA),OAA经过NADP-苹果酸脱氢酶作用,被还原为苹果酸,但有一些植物的OAA与谷氨酸在天冬氨酸转氨酶作用下,形成天冬氨酸和酮戊二酸
b.转移与脱羧。苹果酸(Mal)和天冬氨酸(Asp)等形成后就转移到维管束鞘细胞中进行脱羧反应,形成丙酮酸(Pyr)或丙氨酸(Ala)等C酸,并释放CO。32
c.更新。C酸脱羧形成Pyr或Ala等三碳酸后再返回叶肉细胞,4在叶绿体中,经磷酸丙酮酸双激酶(PPDK)催化和ATP作用,使PEP更新。
③CAM途径-
白天气孔关闭,液泡中的苹果酸便运到细胞质基质,在NADP苹果酸酶作用下,氧化脱羧,放出CO,参与卡尔文循环,形成淀粉2等。此外,磷酸丙糖通过糖酵解过程,形成PEP,再进一步循环。
3.论述植物光合作用与矿质营养的关系。[农学联考2012研]
答:植物光合作用与矿质营养的关系是相互联系、相互促进。(1)植物通过光合作用积累有机物,将有机物运输到根部,作为呼吸底物,并为植物根系吸收、运输矿质营养提供能量。光合作用形+成的NADPH+H、ATP及还原性Fd也为地上部氮素和硫素的同化直接提供了还原力。(2)矿质元素在光合作用中参与叶绿素的生物合成、光合酶的激活、光合电子传递、光合磷酸化、光合产物运输等多种生理活动,例如,N是叶绿素、细胞色素、酶类和膜结构等的组成成分。+
①NADP为含磷的辅酶,ATP的高能磷酸键为光合碳循环所必需。光合碳循环的中间产物都是含磷酸基团的糖类,合成淀粉的前体ADPG,合成蔗糖的前体UDPG等都含有磷酸基团。++
②K调节气孔开闭,K也是多种酶的激活剂,K促进光合产物的转化与运输等。Mg是叶绿素的组成成分,一些催化光合碳循环酶2+类的激活剂,如Rubisco,FBPase的活化需要Mg。
③Fe是光合电子传递链中细胞色素、铁硫蛋白、铁氧还蛋白的
试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]