②防止氧对光合器官的破坏
③避免其它途径损失更多的C素 ④避免乙醇酸积累产生的毒害作用
⑤消耗了CO2之后,降低了O2/CO2之比,可提高RuBP羧化酶的活性,有利于碳素同化作用的进行。
⑥磷酸丙糖和氨基酸合成的补充途径
11.简述CAM植物同化CO2 的特点。
这类植物晚上气孔开放,吸进CO2,在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸累积于液泡中。白天气孔关闭,液泡中的苹果酸便运到细胞质,放出CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。
12.作物为什么会出现“午休”现象?
(1)水分在中午供给不上,气孔关闭;(2)CO2供应不足;(3)光合产物淀
粉等来不及分解运走,累积在叶肉细胞中,阻碍细胞内CO2的运输;(4)生理钟调控。
13.提高植物光能利用率的途径和措施有哪些?
(1)增加光合面积:①合理密植;②改善株型。
(2)延长光合时间:①提高复种指数;②延长生育期 ③补充人工光照。 (3)提高光合速率:①增加田间CO2 浓度;②降低光呼吸。
14. 光合作用的原初反应、同化力的形成、CO2同化及淀粉和蔗糖的形成、光呼吸、
C4途径在植物的哪些细胞和结构中进行的?
原初反应:类囊体膜, 同化力的形成:叶绿体, CO2同化:叶绿体基质,
淀粉和蔗糖的形成:分别在叶绿体和细胞基质中,
光呼吸:三个细胞器(叶绿体、过氧化物酶体、线粒体), C4途径:微管束鞘细胞叶绿体,
15. 绘出一般植物的光强—光合作用曲线图,并对曲线各部分的特点加以说明
A. 比例阶段,B. 过度阶段,C. 饱和阶段 ,光补偿点, 光饱和点 B. 曲线
16. C4植物与CAM植物的光合碳同化过程有何异同点?
相同:白天叶肉细胞细胞质中PEPC固定CO2形成OAA;
不同: C4植物,白天形成的产物被送到维管束鞘细胞,脱羧产生CO2进入C3循环 CAM植物,夜晚形成的产物被送到叶肉细胞的液泡中储藏起来,白天再回运至细胞质脱羧产生CO2进入C3循环
17. 光照能影响卡尔文循环中哪些酶的活性?通过什么途径如何影响? 核酮糖-l,5-二磷酸羧化酶/加氧酶( Rubisco )、果糖-l,6-二磷酸磷酸酶、景天庚酮糖-l,7-二磷酸酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶 、核酮糖-5-磷酸激酶 通过三条途径影响酶的活性
①离子移动(Mg2+浓度升高pH降低,升高酶活性)
②通过铁氧还蛋白—硫氧还蛋白系统(促进酶还原活化) ③光增加 Rubisco 活性
18. 简述光合作用中“光反应”与“暗反应”的相互关系。
光反应主要指原初反应、光合电子传递和光合磷酸化,产生氧气、NADPH和ATP; A暗反应主要指光合C同化作用,将CO2固定并还原成糖。 光反应为暗反应提供同化力,包括NADPH和ATP
暗反应为光反应提供NADP+和ADP,确保光反应顺利进行,避免光合器官受光损伤。
19. 分析C3植物与C4植物叶解剖结构与其光合效率的关系
比较内容 C3植物 C4植物
维管束鞘细胞 大小 小 大
有无叶绿体 无 有
周围叶肉细胞 排列紧密程度 松 紧
Kranze type 无 有
叶绿体 大小 大 小
数量 多 少
功能 光、暗反应 光反应
胞间连丝 无 有
第四章 呼吸作用
一、名词解释
1.有氧呼吸:指生活细胞在氧气的参与下,把某些有机物质彻底氧化分解,放出CO2并形成水,同时释放能量的过程。
2.无氧呼吸:指在无氧条件下,细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物,并释放能量的过程。亦称发酵作用。
3.呼吸商:又称呼吸系数,简称RQ,是指在一定时间内,植物组织释放CO2的摩尔数
与吸收氧的摩尔数之比。
4.呼吸速率;又称呼吸孩度,以单位鲜重、干重或单位面积在单位时间内所放出的CO2
的重量(或体积)或所吸收O2的重量(或体积)来表示。
5.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。
6.三羧酸循环: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。
7.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。
8.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。
9.氧化磷酸化:是指呼吸链上的氧化过程,伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。 10.末端氧化酶:是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端,将底物脱下的氢或电子传递给氧,并形成H2O或H2O2的氧化酶类。
11.抗氰呼吸:某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。即在有氰化物存在的条件下仍有一定的呼吸作用。
12.无氧呼吸消失点:又称无氧呼吸熄灭点,使无氧呼吸完全停止时环境中的氧浓度,
称为无氧呼吸消失点。
13. 巴斯德效应:氧抑制糖酵解的现象。
二、填空题
1.有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别是 ,它们开始走的共同途径是 。 有氧与无氧参与 糖酵解阶段 2. EMP途径是在 中进行的,PPP途径是在 中进行的,洒精发酵是在 中进行的,TCA循环是在 中进行的。细胞质 细胞质 细胞质 线粒体衬质 3.细胞色素氧化酶是一种含金属 和 的氧化酶。铁 铜
4.苹果削皮后会出现褐色就是 酶作用的结果,该氧化酶中含有金属 。酚氧化酶 铜
5.天南星科海芋属植物开花时放热很多,其原因是它进行 的结果。抗氰呼吸 6.线粒体氧化磷酸化活力功能的一个重要指标是 。P/O比 7.呼吸作用的最适温度总是比光合作用的最适温度要 。高
8.早稻浸种催芽时,用温水淋种和时常翻种,其目的就是使 。呼吸作用正常进行
9.氧化磷酸化的解偶联剂是 ,PPP途径的抑制剂是 。DNP(2,4-二硝基酚) Na3PO4
10. 在电子传递过程中,电子由NADH + H+ 脱氢传递到UQ 的反应为 所抑制。 鱼藤酮、安密妥
11. 在电子传递过程中,电子由Cytaa3传递到O2 的反应为 所抑制。氰化物或叠氮化物或CO等
12. 以脂肪为呼吸底物氧化分解时呼吸商为 。小于1 13. 葡萄糖为呼吸底物彻底氧化分解时呼吸商为 。1
三、选择题
1.苹果贮藏久了,组织内部会发生:( )
A. 抗氰呼吸 B. 酒精发酵 C.糖酵解
2. 在植物正常生长的条件下,植物的细胞里葡萄糖降解主要是通过:( )
A. PPP B.EMP-TCA C.EMP
3.植物组织衰老时,戊糖磷酸途径在呼吸代谢途径中所占比例( )
A. 上升 A. 下降 C.维持一定水平 4.种子萌发时,种皮末破裂之前只进行( )
A. 有氧呼吸 B. 无氧呼吸 C.光呼吸 5.参与EMP各反应的酶都存在于:( )
A. 细胞膜上 B. 细胞质中 C.线粒体中 6.TCA各反应的全部酶都存在于( )
A. 细胞质 B. 液胞 C.线粒体 7.PPP中,各反应的全部酶都存在于( )
A. 细胞质 B. 线粒体 C.乙醛酸体 8.在有氧条件下,葡萄糖的直接氧化途径是( )
A. EMP B. PPP C.TCA 9.如果呼吸途径是通过EMP-TCA途径,那么C1/C6应为:( )
A. 大于1 B.小于1 C.等于1 10.在植物体内多种氧化酶中,不含金属的氧化酶是( )
A. 细胞色素氧化酶 B.酚氧化酶 C.黄素氧化酶 11. 植物体内有多种末端氧化酶,其中最重要的末端氧化酶是: (1)交替氧化酶;(2)细胞色素氧化酶;(3)多酚氧化酶;(4)抗坏血酸氧化酶 12. 莽草酸代谢途径的重要枢纽物质是: (1)莽草酸;(2)分支酸(3)预苯酸
13. 植物的末端氧化酶中,对氰化物不敏感的是: (1)交替氧化酶;(2)多酚氧化酶;(3)细胞色素氧化酶;(4)抗坏血酸氧化酶 14. 通过莽草酸代谢途径主要产生下列哪类植物次生代谢产物 (1)萜类; (2)酚类;(3)含氮次级化合物
15. EMP中控制整个反应速度的两个关键酶(也称之为调节酶)是
A.磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶;B. 烯醇化酶和丙酮酸激酶;C.磷酸已糖异构酶和醛缩酶; D.磷酸甘油酸脱氢酶和丙酮酸激酶
16. DNP(2,4-二硝基酚)能消除线粒体内膜两侧的电势差,这种物质称为:
A.激活剂;B. 偶联剂;C.解偶联剂;D. 抑制剂
四、是非判断与改正
1.从发展的观点来看,有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。( ) 2.有氧呼吸中O2并不直接参加到TCA循环中去氧化底物,但TCA循环只有在有O2条件下进行。( )
3.在完整细胞中,酚与酚氧化酶处在不同细胞区域中。( ) 4.提高环境中O2的含量,可以使EMP速度加快。( )
5.涝害淹死植株,是因为无氧呼吸进行过久,累积酒精,而引起中毒。( ) 6.绿色植物光呼吸的底物与呼吸作用的底物是相同的。( )
7.淀粉种子安全含水量应在15%~16%以下。( )
8. 在无氧条件下将丙酮酸加入到绿豆芽提取液中,大部分丙酮酸会转变为乙醇。
9. 当植物的块茎、果实、叶片等切伤后,伤口处常常很快变成褐色,这是由于酚氧化酶作用的结果。
五、问答题
1.呼吸作用多条路线论点的内容和意义如何?
植物呼吸代谢多条路线论点是汤佩松先生提出来的,其内容是是:(1)呼吸化学途径多样性(EMP、PPP、TCA等);(2)呼吸链电子传递系统的多样性(电子传递主路,几条支路,如抗氰支路)。(3)末端氧化酶系统的多样性(细胞色素氧化酶,酚氧化酶,抗坏血酸氧化酶,乙醇酸氧化酶和交替氧化酶)。这些多样性,是植物在长期进化过程中对不断变化的外界环境的一种适应性表现,其要点是呼吸代谢(对生理功能)的控制和被控制(酶活牲)过程。而且认为该过程受到生长发育和不同环境条件的影响,这个论点,为呼吸代谢研究指出了努力方向。
2.PPP在植物呼吸代谢中具有什么生理意义?
戊糖磷酸途径中形成的NADPH是细胞内必需NADPH才能进行生物合成反应的主要来源,如脂肪合成。其中间产物核糖和磷酸又是合成核苷酸的原料,植物感病时戊糖磷酸途径所占比例上升,因此,戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中占有特殊的地位。
3.呼吸作用糖的分解代谢途径有几种?在细胞的什么部位进行?
有EMP、TCA和PPP三种。EMP和PPP在细胞质中进行的。TCA是在线粒体中进行的。
4.TCA的要点及生理意义如何?
(1)三羧酸循环是植物有氧呼吸的重要途径。
(2)三羧酸循环一系列的脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源。一个丙酮酸分子可以产生三个CO2分子,当外界CO2浓度增高时,脱羧反应减慢,呼吸作用受到抑制。三羧酸循环释放的CO2是来自于水和被氧化的底物。
(3)在三羧酸循环中有5次脱氢,再经过一系列呼吸传递体的传递,释放出能量,最后与氧结合成水。因此,氢的氧化过程,实际是放能过程。
(4)三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程,相互紧密相连。
5. 什么叫末端氧化酶?主要有哪几种?
处于生物氧化作用一系列反应的最末端,将底物脱下的氢或电子传递给氧,并形成H2O或凡H202的氧化酶都称为末端氧化酶。如:细胞色素氧化酶、交替氧化酶(抗氰氧化酶)、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、黄素氧化酶等,也有把过氧化氢物和过氧化物酶列入其中。
6.抗氰呼吸有何特点?
已知抗氰呼吸电子传递的途径不通过细胞色素系统,而是由泛醌传递给一个受体(X),再由X直接传递给氧,这样就越过了磷酸化部位II、III,对氰化物不敏,,且P/O比为1或<1。因此,在进行抗氰呼吸时有大量热能释放。抗氰呼吸的强弱除了与植物种类有关外,也与发育状况、外界条件有关。且抗氰呼吸在正常途径受阻时得到加强,所以抗氰呼吸是
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