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<第五章>自测试题
作者:植物生理…    文章来源:扬州大学农学院    点击数:1349    更新时间:2007/7/4
        ★★★ 【字体:
(一)填空
  1.依据呼吸过程中是否有氧的参与,可将呼吸作用分为                             两大类型。(有氧呼吸,无氧呼吸)
  2.有氧呼吸是指生活细胞利用               ,将某些有机物彻底氧化分解,形成                             ,同时释放能量的过程。呼吸作用中被氧化的有机物称为               。(O2,CO2,H2O,呼吸底物或呼吸基质)
  3.无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下,把某些有机物分解成为不彻底的               ,同时释放能量的过程。微生物的无氧呼吸通常称为               。(氧化产物,发酵)
  4.糖酵解途径可分为下列三个阶段:(1)己糖               ,(2)己糖               ,(3)丙糖               
(活化,裂解,氧化)
  5.代谢物的生物氧化与在体外燃烧的主要区别:生物氧化是在               进行的,其氧化条件               ,并由               催化。(细胞内,温和,酶)
  6.TCA循环开始的二步反应是:丙酮酸在丙酮酸脱氢酶催化下氧化脱羧生成               ,后者在酶催化下与草酰乙酸缩合生成               。(乙酰CoA,柠檬酸)
  7.戊糖磷酸途径可分为葡萄糖               和分子               两个阶段。若6分子的G6P经过两个阶段的运转,可以释放               分子CO2               分子NADPH,并再生               分子G6P。(氧化脱羧,重组,6,12,5)
  8.高等植物的无氧呼吸随环境中O2的增加而               ,当无氧呼吸停止时,这时环境中的O2浓度称为无氧呼吸               。(降低,熄灭点)
  9.植物细胞内产生ATP的方式有三种,即               磷酸化、               磷酸化和               磷酸化。(光合,氧化,底物水平)
  10.若细胞内的腺苷酸全部以ATP形式存在时,能荷为               。若细胞内的腺苷酸全部以ADP形式存在,能荷为               。(1,0.5)
  11.在完全有氧呼吸的条件下,C6H12O6的呼吸商为               。若以脂肪作为呼吸底物时呼吸商则               。(1,<1)
  12.呼吸链中常见的抑制剂作用如下:鱼藤酮抑制电子由                             的传递;抗菌素A抑制电子由                              的传递;氰化物复合体抑制电子由                             的传递。(NADH,CoQ,细胞色素b,细胞色素C1,细胞色素aa3,O2)
  13.线粒体是进行               的细胞器,在其内膜上进行               过程,衬质内则进行               。(呼吸作用,电子传递和氧化磷酸化,三羧酸循环)
  14.高等植物如果较长时间进行无氧呼吸,由于               的过度消耗,               供应不足,加上               物质的积累,因而对植物是不利的。(底物,能量,有毒)
  15.线粒体内的末端氧化酶除了细胞色素氧化酶外,还有               氧化酶、               氧化酶、               氧化酶和               等氧化酶。其中细胞色素氧化酶是植物体内最主要的末端氧化酶,其作用是将Cyta3中的电子传至               ,生成               。(抗氰,酚,抗坏血酸,乙醇酸,O2,H2O)
  16.许多肉质果实在成熟时其呼吸作用               ,这一现象称为               现象,植物激素中的               与这一过程有密切的关系。(上升,呼吸跃变,乙烯)
  17.种子从吸胀到萌发阶段,由于种皮尚未突破,此时以               呼吸为主,RQ值               ,而从萌发到胚部真叶长出,此时转为以               呼吸为主,RQ值降到1。(无氧,>1,有氧)
  18.天南星科植物的佛焰花序放热较多,这是由于进行               呼吸的结果。(抗氰)
  19.把采下的茶叶立即杀青可以破坏               酶的活性,保持茶叶绿色(多酚氧化酶)
  20.催化PPP的酶系分布在               ,催化EMP途径的酶系分布在               。(细胞质内,细胞质内)
  21.巴斯德效应是指氧气对               的抑制现象;瓦布格效应是指氧气对               的抑制现象。(无氧呼吸,光合作用)
  22.高等植物在正常呼吸时,主要的呼吸底物是               ,最终的电子受体是               。(葡萄糖,氧气)
  23.在解偶联剂存在时,从电子传递中产生的能量以               的形式散失。(热)
  24.使植物的无氧呼吸完全停止的环境条件中O2浓度称为               。(无氧呼吸消失点)
  25.通过细胞内               之间转化对呼吸代谢的调节叫做能荷调节。(腺苷酸)
  26、淀粉种子的安全水分约在               ,油料种子的安全水分大约               。超出这一范围后,种子的呼吸速率很快提高。(12%~14%,8%~9% )
  27.就同一植物而言,呼吸作用的最适温度总是               于光合作用的最适温度。(高)
  28.制作泡菜时,泡菜坛子必须密封的原因是避免氧对               的抑制。(发酵作用)
  29.糖酵解途径唯一的脱氢反应是3-磷酸甘油醛氧化为               ,脱下的氢由               递氢体接受。(1,3-二磷酸甘油酸,NAD)
  30.1 mol乙酰CoA和1 mol草酰乙酸经三羧酸循环最终可产生               mol ATP和               mol草酰乙酸。(12,1)
  31.工业酿酒就是利用酵母菌的               发酵作用,此发酵的反应式是v 。(酒精,C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
  32.呼吸传递体中的氢传递体主要有NAD+                                           等。它们既传递电子,也传递质子;电子传递体主要有               系统、某些               蛋白和               蛋白等。(FMN,FAD,UQ,细胞色素,黄素、铁硫)
  33.磷酸戊糖途径的最主要的生理意义是生成                             等。(NADPH+H+,5-磷酸核糖)
  34.糖酵解过程中发生               次底物水平磷酸化,在TCA循环中发生               次底物水平磷酸化(2,1)
  35.线粒体中呼吸链从NADH开始至氧化成水,可形成               分子的ATP,即P/O比是               。如从琥珀酸脱氢生成的FADH2通过泛醌进入呼吸链,则形成               分子的ATP,即P/O比是               。(3,3,2,2)
  36.质子动力使H+流沿着               酶的H+通道进入线粒体基质时,释放的自由能推动               的合成。(ATP,ATP)
  37.所谓呼吸最适温度是使呼吸速率保持               的最高的温度,一般温带植物呼吸速率的最适温度为               ℃。(稳态,25~30,)
  38.所谓气调法贮藏粮食,是将粮仓中空气抽出,充入               ,达到               呼吸,安全贮藏的目的。(氮气,抑制)
  39.根据是否出现呼吸跃变现象可将果实分为两类,一类是呼吸跃变型果实,如               等;另一类是非呼吸跃变型果实,如               等。(苹果、梨、香蕉;柑橘、葡萄、菠萝)
  40.6-磷酸果糖激酶的正效应物是               ,负效应物是                             。(AMP,ATP,柠檬酸)
  41.1 mol葡萄糖经糖的有氧氧化可生成               mol的丙酮酸,再转变成               mol的乙酰CoA进入三羧酸循环。(2,2)
  42.由1分子丙酮酸进入三羧酸循环,可有               次的脱氢过程和               次的底物水平磷酸化过程。(5,1)

(二)选择题
  1.植物组织衰老时,磷酸戊糖支路在呼吸代谢途径中所占比例               。B.
  A.下降 B.上升 C.维持一定水平
  2.在正常生长情况下,植物细胞里葡萄糖降解主要是通过               途径。A.
  A.EMP-TCAC B.PPP C.GAC
  3.在植物体内,糖与油脂可以发生互相转变,油脂转化为糖时,呼吸商               。A.
  A.变小 B.变大 C.不变
  4.以下               物质可以自辅酶Ⅰ至黄素蛋白处打断呼吸链,使氧化磷酸化不能进行。B.
  A.抗霉素 B.安密妥 C.NAN3
  5.水稻幼苗之所以能够适应淹水低氧条件,是因为低氧时               活性加强的缘故。B.
  A.黄酶 B.细胞色素氧化酶 C.酚氧化酶 D.抗氰氧化酶
  6.当植物组织从有氧条件下转放到无氧条件下,糖酵解速度加快,是由于               。A.
  A.柠檬酸和ATP合成减少 B.ADP和Pi减少 C.NADH+H+合成减少
  7.寡霉素通过以下方式干扰了ATP的合成              :D.
  A.阻止电子传递 B.破坏线粒体内膜两侧的氢离子梯度
  C.使能量以热的形式释放 D.抑制了线粒体内ATP酶的活性
  8.呼吸跃变型果实在成熟过程中,抗氰呼吸增强,与下列物质密切相关               。C.
  A.酚类化合物 B.糖类化合物 C.乙烯 D.ABA
  9.有机酸作为呼吸底物时呼吸商是              :A.
  A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.不一定
  10.琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂是              :B.
  A.KCN B.丙二酸 C.NaN3 D.CO
  11.在糖酵解过程中,脱氢酶的辅酶是               。B.
  A.FAD B.NAD+ C. NADP+ D.CoQ
  12.呼吸作用发生解偶联是指 。D.
  A.底物氧化受阻 B.发生无氧呼吸 C.呼吸链电子传递中断 D.氧化磷酸化受影响
  13.在呼吸链中既可传递电子又可传递质子的组分是               组。B.
  A.NAD、FAD和Cytb B.NAD、FAD和CoQ
  C.Cytb、FAD和CoQ D.Fe-S、Cytaa3和Cytb
  14.在呼吸链中只能传递电子的组分是               组。D.
  A.NAD、FAD和Cytb B.NAD、FAD和CoQ
  C.Cytb、FAD和CoQ D.Fe-S、Cytaa3和Cytb
  15.在缺氧条件下,呼吸速率减慢,底物分解速率               。B.
  A.也减慢 B.反而上升 C.变化不显著 D.无一定变化规律
  16.以葡萄糖作为呼吸底物,其呼吸商               。A.
  A.RQ=1 B.RQ>1 C.RQ<1 D.RQ=0
  17.植物组织从缺氧条件转入有氧条件下,呼吸速率减慢,ATP形成速率               。A.
  A.加快 B.减慢 C.不变 D.变化无常
  18.下列生理活动中,不产生ATP的是               。B.
  A.光反应 B.暗反应 C.有氧呼吸 D.无氧呼吸
  19.糖酵解中由6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖,需要的条件是               。C.
  A.果糖二磷酸酶,ATP和Mg+2B.果糖二磷酸酶,ADP,Pi和Mg+2
  C.磷酸果糖激酶,ATP和Mg+2 D.磷酸果糖激酶,ADP,Pi和Mg+2
  20.糖酵解中催化六碳糖裂解为2个三碳糖的酶是               。C.
  A.磷酸己糖异构酶 B.磷酸果糖激酶 C.醛缩酶 D.磷酸丙糖异构酶
  21.影响贮藏种子呼吸作用的最明显因素是               。B.
  A.温度 B.水分 C.O2 D.CO2
  22.与油料种子相比,淀粉种子萌发时消耗的氧气               。B.
  A.更多些 B.较少 C.差异不大 D.差异无规律
  23.植物在持续饥饿条件下,它将动用 用于呼吸代谢              。A.
  A.蛋白质 B.葡萄糖 C.脂肪 D.淀粉
  24.油料种子萌发初期用               作呼吸底物。C.
  A.蛋白质 B.葡萄糖 C.脂肪 D.淀粉
  25.当细胞内的腺苷酸全是AMP时,其能荷等于               。D.
  A.1 B.0.75 C.0.5 D.0
  26、在磷酸戊糖途径中,脱氢酶的辅酶是               。B.
  A.NAD+ B.NADP+ C.FAD D.CoQ
  27.呼吸商是呼吸过程中               的比值。B.
  A.吸收O2/放出CO2 B.放出CO2/吸收O2
  C.吸收O2/产生H2O D.放出CO2/产生H2O
  28.苹果和马铃薯等切开后,组织变褐,是由于               作用的结果。D.
  A.抗坏血酸氧化酶 B.抗氰氧化酶 C.细胞色素氧化酶 D.多酚氧化酶
  29.呼吸链中的细胞色素靠元素               化合价的变化来传递电子。C.
  A.Mo B.Mn C.Fe D.Cu
  30.植物组织进行强烈的需能反应时,其能荷               。B.
  A.增大 B.减小 C.变化不大 D.无规律变化
  31.标记葡萄糖的C1和C6,分别测定呼吸放出的CO2来源,若测出的C6/C1接近于零,说明呼吸主要走               。B.
  A.EMP-TCA循环 B.磷酸戊糖途径(PPP) C.EMP-TCA循环和磷酸戊糖途径都有
  32.如果糖的分解完全通过EMP-TCA循环,那么C6/C1应为:               。C.
  A.>1 B.<1 C.=1 D.不一定
  33.呼吸作用发生解偶联时,P/O比               。B.
  A.增大 B.下降 C.变化不大 D.无规律性变化
  34.二硝基苯酚能抑制下列哪种细胞功能              ?C.
  A.糖酵解 B.三羧酸循环 C.氧化磷酸化 D.无氧呼吸
  35.抗氰呼吸的最明显的特征之一是               化合物不能抑制呼吸。D.
  A.N3- B.CO C.CO2 D.CN-
  36.呼吸作用过程中若有二氧化碳放出,则可判断               。D.
  A.是有氧呼吸 B.是无氧呼吸 C.不是酒精发酵 D.不是乳酸发酵
  37.巴斯德效应是氧气能限制               的过程。A.
  A.EMP B.TCA循环 C.PPP D.氧化磷酸化
  38.当呼吸底物为脂肪时,完全氧化时呼吸商              : D
  A.大于1 B.等于1 C.等于2 D.小于1
  39.具有明显放热特征的呼吸途径,其末端氧化酶是               氧化酶。B.
  A.细胞色素 B.抗氰 C.抗坏血酸 D.多酚
  40.一葡萄糖经完全有氧氧化可产生ATP的摩尔数               。D.
  A.12 B.24 C.30~32 D.36~38
  41.1分子葡萄糖经糖酵解可产生               个ATP分子。B.
  A.1 B.2 C.3 D.4
  42.糖酵解的最后产物是               。C.
  A.羟基丙酮酸 B.丙酸 C.丙酮酸 D.乙醛酸
  43.在有氧呼吸中,O2的作用是               。D.
  A.参与底物氧化 B.参与氢的传递
  C.参与电子传递 D.作为电子与质子的最终受体
  44.植物在强烈的合成反应时常常使               加强。C.
  A.EMP-TCA循环 B.无氧呼吸 C.PPP D.乙醛酸循环
  45、植物组织需能反应微弱时,其能荷               。A.
  A.增大 B.减小 C.变化不大 D.无规律变化
  46.水稻、小麦种子的安全含水量约为               %。C.
  A.6~8 B.8~10 C.12~14 D.16~18
  47.三羧酸循环是1937英国生物化学               首先发现的。B
  A.G.Embden B.H.Krebs C.M.Calvin D.J.Priestley
  48.在无氧条件下,糖酵解速度加快的原因是               。D.
  A.ADP和无机磷的减少 B.ATP和柠檬酸的增加
  C.NADPH和H+的增加 D.ATP和柠檬酸的减少
  49.三羧酸循环中,底物水平合成的1分子高能磷酸化合物是在               反应中形成的。B
  A.柠檬酸→α-酮戊二酸 B.α-酮戊二酸→琥珀酸
  C.延胡索酸→苹果酸 D.琥珀酸→延胡索酸
  50.植物在受伤或感病时常常改变呼吸作用途径,使               加强。C.
  A.EMP-TCA循环 B.无氧呼吸 C.PPP D.乙醛酸循环
  51.线粒体电子传递链中电势跨度最大的一步在               之间。A.
  A.细胞色素a3和O2 B.TCA环的中间产物和NADH
  C.泛醌和细胞色素b D.黄素蛋白和辅酶Q
  52.将植物幼苗从蒸馏水中转移到稀盐溶液中时,其根系的呼吸速率增加,这种呼吸被称为               。D.
  A.硝酸盐呼吸 B.无氧呼吸 C.抗氰呼吸 D.盐呼吸
  53.下列哪种方法能提高温室蔬菜的产量               。A.
  A.适当降低夜间温度 B.适当降低白天温度
  C.适当提高夜间温度 D.昼夜温度保持一致

(三)问答题
1.试述呼吸作用的生理意义。植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义?
  :呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义,主要表现在以下三个方面:
  (1)为植物生命活动提供能量 除绿色细胞可直接从光合作用获取能量外,其它生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。呼吸过程中有机物质氧化分解,释放的能量一部分以ATP形式暂贮存起来,以随时满足各种生理活动对能量的需要;另一部分能量则转变为热能散失,以维持植物体温,促进代谢,保证种子萌发、幼苗生长、开花传粉、受精等生理过程的正常进行。
  (2)中间产物为合成作用提供原料 呼吸过程中有机物的分解能形成许多中间产物,其中的一部分用作合成多种重要有机物质的原料。呼吸作用在植物体内的碳、氮和脂肪等物质代谢活动中起着枢纽作用。
  (3)在植物抗病免疫方面有着重要作用 植物受伤或受到病菌侵染时,呼吸作用的一些中间产物可转化为能杀菌的植保素,以消除入侵病菌分泌物中的毒性。旺盛的呼吸还可加速细胞木质化或栓质化,促进伤口愈合。
  植物的呼吸代谢有多条途径,如表现在呼吸底物的多样性、呼吸生化历程的多样性、呼吸链电子传递系统的多样性以及末端氧化酶的多样性等。不同的植物、器官、组织、不同的条件或生育期,植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行。呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中,植物形成的对多变环境的一种适应性,具有重要的生物学意义,使植物在不良的环境中,仍能进行呼吸作用,维持生命活动。例如,氰化物能抑制生物正常呼吸代谢,使大多数生物死亡,而某些植物具有抗氰呼吸途径,能在含有氰化物的环境下生存。
2.写出有氧呼吸和无氧呼吸的总方程式,两者有何异同点?
  :有氧呼吸的总过程可用下列总反应式来表示:
  C6H12O6+6O2 →CO2+6H2O △G°′=-2870kJ·mol-1
  无氧呼吸可用下列反应式表示:
  C6H12O6 → C2H5OH+2CO2 △G°′=-226 kJ·mol-1
  (1)共同点:①有氧呼吸和无氧呼吸都是生活细胞内在酶的参与下,将有机物逐步氧化分解并释放能量的过程。②它们都可为植物的生命活动提供能量和中间产物。③有氧呼吸和无氧呼吸最初阶段的反应历程都经过了糖酵解阶段。
  (2)不同点:①有氧呼吸有分子氧的参与,而无氧呼吸可在无氧条件下进行。②有氧呼吸的呼吸底物能彻底氧化分解为C02和水,释放的能量多,而无氧呼吸对呼吸底物进行不彻底的氧化分解,释放的能量少,而且它的生成物如酒精、乳酸对植物有毒害作用。③有氧呼吸产生的中间产物多,即为机体合成作用所能提供的原料多,而无氧呼吸产生的中间产物少,为机体合成作用所能提供的原料也少。
3.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤,甚至死亡?
  
  (1) 无氧呼吸释放的能量少,要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物,以至呼吸基质很快耗尽。
  (2) 无氧呼吸生成氧化不彻底的产物,如酒精、乳酸等。这些物质的积累,对植物会产生毒害作用。
  (3) 无氧呼吸产生的中间产物少,不能为合成多种细胞组成成分提供足够的原料。
4.EMP途径产生的丙酮酸可能进入哪些反应途径?
  :糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃,可以通过各种代谢途径,产生不同的反应。若继续处在无氧的情况下,丙酮酸就进入无氧呼吸的途径,转变为乙醇或乳酸等(通过乙醇发酵,丙酮酸先在丙酮酸脱羧酶作用下脱羧生成乙醛酸和CO2,再在乙醇脱氢酶的作用下,乙醛被还原为乙醇,或通过乳酸发酵,在乳酸脱氢酶的作用下丙酮酸被NADPH还原为乳酸);在有氧气的条件下,丙酮酸进入线粒体,通过三羧酸循环逐步脱羧脱氢,彻底氧化分解为CO2和水;丙酮酸也可参于氮代谢用于氨基酸的合成等。
5.TCA循环、PPP、GAC途径各发生在细胞的什么部位?各有何生理意义?
  
  (1) TCA循环 发生在线粒体的基质中,它的生理意义:①在TCA循环中,丙酮酸彻底氧化分解为CO2和水,同时生成NADH、FADH和ATP,所以TCA循环是需氧生物体内有机物质彻底氧化分解的主要途径,也是需氧生物获取能量的最有效途径。②TCA循环可通过代谢中间产物与其他多条代谢途径发生联系,所以说,TCA循环是需氧生物体内的多种物质的代谢枢纽。
  (2) PPP途径 是在细胞质内进行的,它的生理意义:①PPP在生物合成中占有十分重要的地位, 该途径中生成的中间产物是多种重要化合物合成的原料,能沟通多种代谢。例如:Ru5P和R5P是合成核苷酸的原料;E4P是合成莽草酸的原料,经莽草酸途径可进一步合成芳香族氨基酸,还可合成与植物生长、抗病有关的生长素、木质素、绿原酸、咖啡酸等。PPP可生成大量的NADPH,这是脂肪合成所必需的“还原力”,所以在植物感病、受伤、干旱,或合成脂肪代谢旺盛时,该途径在呼吸中的比重上升。②由于该途径和EMP-TCA途径的酶系统不同,因此当EMP-TCA 途径受阻时,PPP可代行正常的有氧呼吸,并有较高的能量转化效率。
  (3) GAC途径 发生在植物和微生物的乙醛酸体中,它的生理意义:①GAC中生成中的二羧酸与三羧酸,可以进入TCA循环;②油料作物种子萌发时,通过乙醛酸循环,将脂肪转变为糖,为满足生长发育的需要。
6.简述氧化磷酸化的机理。
  :氧化磷酸化的机理有多种假说,如化学偶联学说、结构偶联学说和化学渗透学说。其中得到较多支持的是米切尔(P.Mitchell,1961)的化学渗透学说。根据该学说的原理,呼吸链的电子传递所产生的跨膜质子动力是推动ATP合成的原动力。其主要观点是:①呼吸链上的递氢体与电子传递体在线粒体内膜上有特定的位置,彼此间隔交替排列,质子和电子定向传递。②递氢体有质子泵的作用,当递氢体从线粒体内膜内侧接受从底物传来的氢(2H)后,可将其中的电子(2e)传给其后的电子传递体,而将两个H+泵出内膜。膜外侧的H+不能自由通过内膜而返回内侧,因而使内膜外侧的H+浓度高于内侧,造成跨膜的质子浓度梯度(△pH)和外正内负的膜电势差(△E),二者构成跨膜的H+电化学势梯度(△μH+)。③质子动力使H+流沿着ATP酶的H+通道进入线粒体基质时,在ATP酶的作用下推动ADP和Pi合成ATP。
7.呼吸作用与光合作用有何区别与联系?
  
  (1) 光合作用与呼吸作用的主要区别:
  ①光合作用以CO2、H2O为原料,而呼吸作用的反应物为淀粉、己糖等有机物以及O2;②光合作用的产物是己糖、蔗糖、淀粉等有机物和O2,而呼吸作用的产物是CO2和H2O;③光合作用把光能依次转化为电能、活跃化学能和稳定化学能,是贮藏能量的过程,而呼吸作用是把稳定化学能转化为活跃化学能,是释放能量的过程;④在光合过程中进行光合磷酸化反应,在呼吸过程中进行氧化磷酸化反应;⑤光合作用发生的部位是在绿色细胞的叶绿体中,只在光下才发生,而呼吸作用发生在所有生活细胞的线粒体、细胞质中,无论在光下、暗处随时都在进行。
  (2) 光合作用与呼吸作用的联系:①两个代谢过程互为原料与产物,如光合作用释放的O2可供呼吸作用利用,而呼吸作用释放的CO2也可被光合作用所同化;光合作用的卡尔文循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反对应的关系,它们有多种相同的中间产物(如GAP、Ru5P、E4P、F6P、G6P等),催化诸糖之间相互转换的酶也是类同的。②在能量代谢方面,光合作用中供光合磷酸化产生ATP所需的ADP和供产生NADPH所需的NADP+,与呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的,它们可以通用。
8.生长旺盛部位与成熟组织或器官在呼吸效率上有何差异?
  :呼吸效率是指每消耗1克葡萄糖可合成生物大分子物质的克数。生长旺盛部位,即生理活性高的部位如幼根、幼茎、幼叶、幼果等,呼吸作用所产生的能量和中间产物,大多数用来合成供细胞生长的如蛋白质、核酸、纤维素、磷脂等生物大分子物质,因而呼吸效率很高。而在生长活动已停止的成熟组织或器官内,呼吸作用所产生的能量和中间产物不是用于合成生物大分子物质,而主要是用于维持细胞活性,其中相当部分能量以热能形式散失掉,因而呼吸效率低。
9.如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的贮藏?
  :果实蔬菜的贮藏过程中,重要的问题是延迟其完熟。其措施:①降低温度,降低呼吸速率,推迟呼吸跃变的发生。②调节气体成分,降低周围环境中氧气的浓度,增加二氧化碳的含量,或充氮气。这样也可以抑制果实中乙烯的产生,推迟呼吸跃变的发生,并降低其发生的强度。③控制湿度。果蔬是含水量很高的食品,为了保持它们的新鲜,贮藏环境必须保湿,多数果蔬适宜贮藏的相对湿度为80%~90%。
  根据上述情况,在贮藏果蔬时要协调好温度、湿度及气体的关系。如番茄装箱后用塑料布密封,抽去空气,充以氮气,把氧浓度降至3%~6%,在零度以上温度放置,能使番茄可贮藏3个月以上。甘薯块根贮藏期如温度超过15℃,会引起发芽和病害,低于9℃又会受寒害,如果将贮藏温度调为10~14℃,相对湿度控制为80%~90%,则能安全贮藏至第二春天播种。苹果和大多数蔬菜若用塑料纸(袋)保湿,置4~5℃冷库或冰箱中能贮藏很长的时间。
10.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何?
  :种子呼吸速率受其含水量的影响很大。一般油料种子含水量在8%~9%,淀粉种子含水量在12%~14%时,种子中原生质处于凝胶状态,呼吸酶活性低,呼吸极微弱,可以安全贮藏,此时的含水量称之为安全含水量。超过安全含水量时呼吸作用就显著增强。其原因是,种子含水量增高后,原生质由凝胶转变成溶胶,自由水含量升高,呼吸酶活性大大增强,呼吸也就增强。呼吸旺盛,不仅会引起大量贮藏物质的消耗,而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度,呼吸作用放出的水分会使种堆湿度增大,这些都有利于微生物活动,易导致粮食的变质,使种子丧失发芽力和食用价值。
  为了做到种子的安全贮藏,①严格控制进仓时种子的含水量不得超过安全含水量。②注意库房的干燥和通风降温。③控制库房内空气成分。如适当增高二氧化碳含量或充入氮气、降低氧的含量。④用磷化氢等药剂灭菌,抑制微生物的活动。
11.为什么说油料种子播种时应注意适当浅播?
  :油料种子中含脂肪多,萌发时,耗氧多,呼吸商小,种子如果播种过深会影响正常的有氧呼吸,对物质转化和器官的形成都不利,特别是根的生长和分化会受到明显的抑制。所以油料种子播种时需要注意适当浅播,以保证O2的供应。
12.为什么说C6/C1比值的变化可以反映呼吸途径的变化?
  :在糖酵解和三羧酸循环中,所释放的CO2均来自C1和C6原子,所以C6/C1=1。而PPP途径中释放的仅来自C1原子,所以C6/C1<1。由此可见该比值越小,PPP途径所占比值越大。
13.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,对发酵速率有何影响?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剂,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,从而提高发酵的速率。
14.为什么说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于燃烧,能量会以热的形式全部释放出来。对植物而言,突然释放出这样多的能量是一种浪费,而且对机体会造成伤害。在呼吸作用过程中通过一系列步骤的氧化,将葡萄糖等有机物中的能量逐步地释放出来,有的以热能的形式释放,有的用于合成ATP分子,为各种生命活动提供能量。
15.用温室栽培蔬菜,昼夜温度都保持25℃的恒温是否合适?应如何控制温度?
  :昼夜温度都保持25℃的恒温并不合适,因为25℃左右是一般植物生长的最适温度,光合作用和呼吸作用都比较强。到了夜晚,光合作用停止,而在这样的温度下旺盛的呼吸消耗大量的有机物,积累的就比较少了,也即净同化率比较低。正确的方法是:白天维持25℃左右,晚上应适当降低温室的温度。新疆的瓜果大又甜、青海的小麦千粒重高,与当地气候特点昼夜温差大有直接关系。
16.常用的测定植物呼吸速率的方法有哪些?
  :呼吸速率是最常用的代表呼吸强弱的生理指标,测定方法有多种,如测定O2吸收量、CO2的释放量或有机物的消耗量。常用的方法有:用红外线CO2气体分析仪测定CO2的释放量;用氧电极测氧装置测定O2吸收量,还有广口瓶法(小篮子法)、微量呼吸检压法(瓦氏呼吸计法)等。
  1)红外线CO2气体分析仪法 红外线CO2分析仪是专门测定CO2浓度的仪器。把红外线CO2分析仪与样品室连接,样品室中放入待测的样品,把样品室中的气体用气泵输入红外线CO2分析仪,样品室中的CO2浓度就能被红外线CO2分析仪测定和记录。因此用红外线CO2分析仪测定流经样品前后气流中CO2浓度差可计算叶片对CO2的释放量,另测定放入样品室中重量或面积便可计算出该样品的呼吸速率。此法通常可用于叶片、块根、块茎、果实等器官释放CO2的速率。
  (2)氧电极法 氧电极及测氧仪是专门测定O2浓度的仪器,氧电极测氧具有很高的灵敏度。氧电极是用银丝或银片为参比电极(阳极),用铂丝或铂片为阴极,外表用一层透氧的薄膜覆盖,溶液中的氧可透过薄膜进入电极在铂阴极上还原,同时在极间产生扩散电流,电流强弱与溶解氧浓度成正比。把氧电极与反应杯连接,反应杯溶液中放入组织或细胞,氧电极测氧仪就能在暗中测定组织或细胞在因呼吸作用引起溶液中氧含量的减少值,用此来计算呼吸耗氧速率。此法通常可用于叶碎片、细胞、线粒体等耗氧速率的测定。
  (3)微量呼吸检压法(瓦氏呼吸计法) 基本原理是在一密闭的、定温定体积的系统中进行样品气体变化的测定。当气体被吸收时,反应瓶中气体分子减少,压力降低;反之,产生气体时,压力则上升,此压力的变化可在测压计上表现出来,由此可计算出产生的CO2或吸收O2的量。此法可用于细胞、线粒体等耗氧速率和发酵作用的测定,也可进行研究其他有关和O2和CO2气体交换反应,如光合作用、酶的活性等。
  (4)广口瓶法(小篮子法) 在密闭容器中植物材料呼吸放出的CO2被容器中的碱性溶液(如Ba(OH)2)所吸收,而后用标准的草酸溶液滴定剩余碱液,可计算出呼吸过程中CO2的释放量。此法可用于种子等植物材料的呼吸速率的测定。
17.请在图5.2中标有数字处填上线粒体的结构名称,并简述其具有的生理功能

图5.2线粒体的结构
  
  (1)膜间空间(intermembrane space) 内含许多可溶性酶底物和辅助因子。
  (2)外膜(outer membrane) 较光滑,通透性相对大,有利于线粒体内外物质交流,控制物质进出线粒体。
  (3)内膜(inner membrane) 进行电子传递和氧化磷酸化场所。通透性小,可使酶系统存在于内膜中并保证其代谢正常进行;内膜的内侧表面有许多小而带柄的颗粒,即ATP合成酶复合体,它是合成ATP的场所。
  (4)嵴(cristae) 使内膜的表面积大大增加,有利于呼吸过程中的酶促反应。
  (5)基质(matrix) 基质的化学成分主要是可溶性蛋白质,它是三羧酸循环的场所。其中还有少量DNA,以及自我繁殖所需的基本组分,能进行DNA自我繁殖。

(四)计算题
1.在真核细胞中,l mol葡萄糖通过EMP-TCAC-细胞色素系统被彻底氧化,问:(1)可以产生多少mol ATP?(2)能量转化效率是多少?
  
  (1) l mol葡萄糖在EMP途径中,在磷酸化时要消耗2 mol ATP,通过底物水平磷酸化产生4 mol ATP和生成的2 mol NADH。在真核细胞中,细胞质中生成NADH须经甘油-3-磷酸-二羟丙酮磷酸穿梭过程,进入线粒体呼吸链,经过氧化磷酸化只能生成2 mol ATP,所以净生成6 mol ATP。
  1 mol葡萄糖在TCA循环中可生成8 mol NADH和2 mol FADH2,它们进入呼吸链经氧化磷酸化,每1 mol NADH和FADH2可分别生成3 mol和2 mol ATP,再加上由琥珀酰CoA转变为琥珀酸时形成的2 mol ATP,在TCA环中可产生30 mol ATP。
  因此在真核细胞中1 mol葡萄糖经EMP-TCAC-细胞色素系统彻底氧化后共生成36 mol ATP。
  (2) l mol葡萄糖完全氧化时,△G°′=-2870 kJ·mol-1
  假设细胞内lmolATP水解时,△G°′=31.8 kJ·mol-1
  能量转化效率为:31.8×36=1144.8 kJ·mol-1/2870 kJ·mol-1×100%=39.8%
2.请计算1摩尔14碳原子的饱和脂肪酸经过β-氧化经TCA环被完全氧化,最多可产生多少摩尔ATP?
  :1摩尔14碳原子的饱和脂肪酸经过6次β-氧化生成7摩尔乙酰CoA,每次β-氧化可生成1摩尔FADH2和1摩尔NADH+H+。1摩尔乙酰CoA经三羧酸循环和呼吸链最终可产生12摩尔ATP,1摩尔FADH2和1摩尔NADH+H+经呼吸链分别可产生2或3摩尔ATP,因此共产生的ATP摩尔数为:
  12×7+2×6+3×6=114(摩尔)
  若除去脂肪酸活化消耗的2摩尔ATP,则净生成ATP数为:114-2=112(摩尔)
3.用氧电极法测定叶片的呼吸耗氧速率和光合放氧速率。供试叶面积为0.02dm2;叶片放入反应杯后,暗中体系的耗氧速率为0.02μmol O2·min-1;光照下体系的放氧速率为0.1μmol O2·min-1。计算叶片的呼吸耗氧速率和光合放氧速率(μmol O2·dm-2·h-1)。
  
  呼吸耗氧速率=体系的耗氧速率(μmol O2·min-1)×60min·h-1÷叶面积(dm-2
=0.02μmol O2·min-1×60min·h-1÷ 0.02dm2=60μmol O2·dm-2·h-1
光合放氧速率=体系的放氧速率(μmol O2·min-1)×60min·h-1÷叶面积(dm-2
=0.1μmol O2·min-1×60min·h-1÷ 0.02dm2=300μmol O2·dm-2·h-1
  :此叶片的呼吸耗氧速率和光合放氧速率分别为60μmol O2·dm-2·h-1和300μmol O2·dm-2·h-1

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