第4章植物的呼吸作用习题与题解(08级园艺设施)1

植物生理学复习提纲及习题1第4章植物的呼吸作用基本内容：4.1.呼吸作用的概念及其生理意义呼吸作用是生活细胞在一系列酶的催化下，把作为呼吸底物的有机物进行氧化分解并释放能量的过程。呼吸作用按照其需氧情况，可分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。在正常情况下，有氧呼吸是植物进行呼吸的主要形式，但至今仍保留着无氧呼吸的能力，在缺氧条件下，植物可以进行短暂的无氧呼吸。呼吸作用是高等植物的重要生理功能。呼吸作用停止，就意味着生物体的死亡。1.呼吸作用将植物体内的有机物质不断氧化分解，并将释放出的能量通过氧化磷酸化作用转换成ATP，供植物体内其它生理活动所需要；2.呼吸代谢的许多中间产物是植物体内氨基酸、蛋白质、脂肪、激素、次生代谢物质合成的原料。所以，呼吸作用是植物体内物质代谢与能量代谢的中心。3.呼吸作用可以增强植物的抗病能力。4.提供还原力(NADH、NADPH)，用于物质合成过程等。4.2呼吸代谢多条途径呼吸作用通过多条途径控制其他生理过程的运转，同时，呼吸作用本身又受到基因和环境因素的调控。呼吸代谢的多样性是植物长期进化过程中形成的一种对多变环境的适应性表现。呼吸代谢多条路线理论的内容包括三个多样性：1.呼吸化学途径的多样性包括有EMT`、PPP、TCA、GAC等。EMP-TCA循环是植物体内有机物质氧化分解的重要途径，而PPP途径和抗氰呼吸在植物呼吸代谢中也占有重要地位。在植物衰老时，PPP会加强，植物感病时、跃变型果实抗氰呼吸会加强。有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径是糖酵解。2呼吸链电子传递途径多样性，包括主链细胞色素系统、抗氰支路等。3呼吸作用末端氧化系统多样性，包括细胞色素氧化酶、抗氰氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶。植物依赖于呼吸代谢多样性，适应于复杂、多变的环境条件。4.3电子传递与氧化磷酸化呼吸链传递体可以把代谢物脱下的电子有序地传递给氧生成水。呼吸传递体有两大类：氢传递体(NAD、FMN、FAD、UQ)和电子传递体(细胞色素系统、铁硫蛋白)。在电子传递的同时，偶联ADP和Pi生成ATP。即氧化磷酸化作用。氧化磷酸化的活力指标是P/O比。呼吸作用中，伴隨着有机物的氧化分解，贮存在有机物中的能量逐步释放出来，因此呼吸作用是一个放能的过程。呼吸过程中释放的能量，一部分以热的形式散失于环境中，其余的则贮存在某些含有高能键(如特殊的磷酸键和硫酯键)的化合物ATP、乙酰CoA中，供植物生命活动所需用。此外，底物水平磷酸化也可以形成ATP，例如糖酵解过程中，磷酸甘油酸脱水形成高能磷酸键，转移到ADP生成ATP，ATP是细胞内能量转变和贮存的主要形式。植物呼吸代谢各条途径都可通过中间产物、辅酶、无机离子及能荷加以反馈调节。4.4影响呼吸作用的因素植物呼吸作用的指标主要有两个，即呼吸速率(呼吸强度)和呼吸商(呼吸系数)。植物呼吸代谢受内、外多种因素的影响。一般来说，凡是生长迅速的植物种类、器官组织和细胞，其呼吸作用较旺盛。呼吸底物含量的增加，可以提高呼吸速率。呼吸底物的性质影响呼吸商的大小。影响呼吸速率的外界条件，以温度、氧气、二氧化碳为最重要。一般是温度升高呼吸速率也升高，有一定的温度系数，呼吸作用达最高值后由于酶蛋白变性而下降。温度降低，呼吸速率下降，直至停止呼吸。氧气是有氧呼吸不可缺少的，但有氧饱和点存在。氧气不足，呼吸速率下降，并会产生无氧呼吸，时间久了，会伤害植物甚至死亡。在缺氧条件下提高氧浓度，无氧呼吸会减弱，并会出现无氧呼吸消失点。当外界二氧化碳浓度增加时，呼吸速率会下降，实验证明，当二氧化碳浓度高于5%时，呼吸作用会受到明显的抑制。在一定范围内，呼吸速率隨组织含水量的增加而升高。机械损伤会引起伤呼吸发生。4.5呼吸作用与农业生产果实在成熟过程中，有一个呼吸速率突然升高的现象，称为呼吸跃变。香蕉、苹果、番茄属于呼吸跃变型果实，柑桔、柚子属于非呼吸跃变型果实。在果实贮藏中，可通过降温、降低氧含量，推迟呼吸跃变的发生，可延长贮藏时植物生理学复习提纲及习题2间，保持果实的品质。对果蔬还可采用”自体保藏法”，即依靠果蔬本身呼吸释放的二氧化碳，抑制自身的呼吸作用，可以延长贮藏时间。在农业生产上，许多农业措施都是为了保证作物呼吸作用的正常进行，如早稻浸种时要换水，催芽时要翻动，水田的浅灌勤灌、排水晒田等。为了使粮食安全贮藏，则应严格控制种子安全含水量，降低呼吸速率，并可采用减氧充氮调气技术，达到安全贮藏的目的。自测题一、名词解释1.呼吸作用2.有氧呼吸3.无氧呼吸4.呼吸速率5.呼吸商6.呼吸链7.糖酵解8.三羧酸循环9.戊糖磷酸途径10.巴斯德效应11.抗氰呼吸12.能荷13.P/O14.无氧呼吸消失点15.氧化磷酸化16.末端氧化酶17.温度系数18.生长呼吸19.维持呼吸20.硝酸盐呼吸21.伤呼吸22.盐呼吸23.反馈调节24.生物氧化25.呼吸作用氧饱和点26.呼吸跃变27.细胞色素氧化酶28.酒精发酵29抗氰氧化酶30.安全含水量二、缩写符号翻译1.C6/C12.Cyt3.CoQ4.DNP5.EMP6.FAD7.FMN8.FP9.GSSG10.PAL11.PPP12.RPPP13.RQ14.TCAC15.UQ三、填空题1．除了绿色细胞可直接利用太阳能进行光合作用外，其它各类植物细胞生命活动所需能量(ATP)都依靠提供。2．有氧呼吸的特点是有参与，底物氧化降解，释放的能量。3．无氧呼吸的特点是无参与，底物氧化降解，释放的能量。4．高等植物通常以呼吸为主，在特定条件下也可进行。5．呼吸作用包括和两大类型。6．产生丙酮酸的糖酵解过程是和的共同途径。7．植物组织衰老时，PPP途径在呼吸代谢中所占比例。8．EMP途径是在中进行的，PPP途径是在中进行的，酒精发酵是在中进行的，TCA循环是在中进行的。9．电子传递和氧化磷酸化的酶系统位于。10．组成呼吸链的成员可分为传递体和传递体。11．植物呼吸作用末端氧化酶有、、、和。12．细胞完成有氧呼吸需经历三个连续的过程，它们依次是，和。13．呼吸作用是维持植物生命活动所必需的，是植物体内和代谢的中心。14．细胞色素氧化酶是含金属和的氧化酶。15．能破坏氧化磷酸化作用的物质有两类，它们是和。16．苹果削皮后会出现褐色，这是酶作用的结果，该酶中含有金属。17．天南星科海芋属植物开花时放热很多，这是因为它进行的结果。18．真核细胞中1mol葡萄糖完全氧化时，净得个ATP19．原核细胞中1mol葡萄糖完全氧化时，净得个ATP20．线粒体氧化磷酸化活力的一个重要指标是。21．如果细胞中腺苷酸全部为ATP，则能荷为。22．如果细胞中腺苷酸全部为AMP，则能荷为。23．以葡萄糖为呼吸底物并完全氧化时，呼吸商是。24．以脂肪或蛋白质为呼吸底物时，呼吸商。25．对同一种植物而言，其呼吸作用的最适温度总是光合作用的最适温度。植物生理学复习提纲及习题326．生殖器官的呼吸作用比营养器官，种子内胚的呼吸作用比胚乳。27．植物组织受伤时，呼吸速率。28．植物呼吸作用的最适温度一般在之间。29．早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，目的是。30．“自体保藏法”是一种简便的果蔬贮藏法，但容器中CO2浓度不能超过。31．油料种子的安全含水量淀粉种子的安全含水量。32．果实成熟时发生呼吸跃变的果实有、、，不发生呼吸跃变的果实有、、。四、选择题（单选或多选）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D．乳酸发酵2．在植物正常生长条件下，植物细胞中葡萄糖降解主要是通过（）。A．PPPB．EMP-TCAC．EMPD．TCA3．植物呼吸速率最高的器官是（）。Ａ.叶片B.根C.茎D.花4．水稻、油菜等种子形成过程中，PPP所占比例（）。A．下降B．上升C．不变D．不一定5．植物受旱或受伤时，PPP所占比例（）。A．下降B．上升C．不变D．不一定6．高等植物的无氧呼吸可以产生（）。A．乙醛酸B．苹果酸C．甘油酸D．酒精或乳酸7．无氧呼吸中氧化作用所需要的氧来自细胞内（）。A．水分子B．被氧化的糖分子C．乙醇D．乳酸8．在呼吸链中的电子传递体是（）。A．细胞色素系统B．NAD+C．FADD．Fe-S9．交替氧化酶(抗氰氧化酶)途径的P/O比值（）。A．1B．2C．3D．010．氧化磷酸化形成ATP的过程是（）。A．放能过程B．贮能过程C．既有放能过程也有贮能过程D．不一定11．在植物体内多种氧化酶中，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D．抗坏血酸氧化酶12．戊糖磷酸途径的主要调节物是（）。A．ATPB．ADPC．NADPHD．NADH13．从种子萌发到形成幼苗，全部呼吸几乎都属于（）。A．生长呼吸B．维持呼吸C．有氧呼吸D．无氧呼吸14．如果糖的分解完全是通过EMP-TCA途径，那么C1/C6应（）。A．1B．1C．=1D．无法确定15．正常情况下，Cytaa3承担细胞耗氧量的（）。A．80%B．60%C．40%D．25%16．绿色植物进行无氧呼吸时的产物是（）。A．CO2、ATPB．CO2、乳酸C．ATP、H2O、酒精D．ATP、CO2和酒精或ATP和乳酸17．植物处于感病、衰老条件下，葡萄糖降解主要是通过（）。A．PPPB．TCAC．EMP-TCAD．EMP，植物生理学复习提纲及习题418．当植物组织从有氧条件下转移到无氧条件下，EMP速度加快，其原因是（）。A．ATP增加B．ADP与Pi减少C．NADH2积累D．柠檬酸与ATP减少19．在叶片中，可能在呼吸与光合两大过程中共用的含磷化合物有（）。A．赤藓糖-4-磷酸B．核糖-5-磷酸C．甘油醛-3-磷酸D．果糖-1，6-二磷酸20．丙酮酸在细胞内生化反应的去向有（）。A．TCAB．丙氨酸C．PPPD．乙醇五、判断题：1．既不消耗O2，也不释放CO2的呼吸作用是不存在的。（）2．无氧呼吸是指不吸收O2，但能释放CO2的呼吸。（）3．有氧呼吸中氧气并不直接参加到TCA循环中去氧化底物，但TCA循环只有在有氧条件下才能进行。（）4．制作红茶时，需要抑制多酚氧化酶的作用。（）5．制作绿茶时，需要借助多酚氧化酶的作用。（）6．生物氧化是在细胞内常温、常压及生理PH条件下进行的，能量是集中释放的。（）7．2、4-二硝基苯酚可阻断呼吸链上的电子传递，从而阻止ATP形成。（）8．在绿色细胞中，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不能被光合作用所利用。9．当植物细胞内NADPH积累时，会对PPP途径起反馈抑制作用。（）10．低温通过降低细胞中蛋白质含量而影响到呼吸速率。（）11．如果以己糖作为呼吸底物，当细胞在缺氧条件下进行酒精发酵时，呼吸商会接近于1。（）12．呼吸跃变是由于果实内ABA积累所致。（）13．CoQ是呼吸链的一员，它可以同时传递电子和H+。（）14．抗氰呼吸过程中，ATP形成显著减少，形成的热能增加。（）15．用解偶联剂处理植物细胞，可以增加热能的释放。（）16．在解偶联剂存在时，1molFADH2经呼吸链被彻底氧化后可形成1molATP。（）17．过氧化氢酶催化H2O2形成H2O的过程中，H2O2既可作为电子供体，也可作为电子受体。（）18．乙醇酸氧化酶也是一种黄素蛋白酶。（）19．呼吸作用中，底物分解所释放的能量只有经过呼吸链上的氧化磷酸化作用，才能形成ATP。（）20．EMP、TCA循环中，均存在受ADP（或ATP）促进或抑制的酶。（）21．总的来说，呼吸作用是一个释放能量的氧化还原过程。（）22．能荷水平是调节细胞中合成ATP反应和利用ATP反应的重要因素。（）23．干旱能加强植物体内的氧化磷酸化作用，提高植物细胞能荷水平，使植物生长受到影响甚至死亡。（）24．呼吸商大小取决于底物分子中相对含氧量的高低，含氧量高，呼吸商也高。（）25．小麦感染锈病后，体内酚氧化酶活性降低。（）26．油料种子萌发阶段的葡萄糖异生过程是在乙醛酸体、线粒体和细胞质中顺次进行的。（）27．涝害造成的植株死亡，其中的一个重要原因是根系长时间进行无氧呼吸、积累酒精，引起根系细胞中毒。（）2