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 第四章 植物呼吸作用

七、问答题 (单击题目查看答案)


 

1.试述呼吸作用的生理意义。

  答:(1)呼吸作用提供植物生命活动所需的大部分能量。植物对矿质营养的吸收和运输、有机物的合成和运输、细胞的分裂和伸长,植株的生长和发育等,都是靠呼吸作用提供能量。(2)呼吸过程中间产物为其他化合物合成提供原料。即呼吸作用在植物体内有机物转变方面起着枢纽作用。

 

2.在呼吸作用中,糖的分解代谢有几条途径?分别发生于哪个部位?

  答:有三种条途径:糖酵解、三羧酸循环和戌糖磷酸途径。糖酵解和戌糖磷酸途径是在细胞质中进行的;三羧酸循环在线粒体中进行。

 

3.呼吸作用与光合作用有何联系?

  答:(1)光合作用所需的ADP(供光合磷酸化产生ATP之用)和辅酶NADP+(供产NADPH+H+之用)与呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的。这两种物质在光合和呼吸作用中可共用。(2)光合作用的碳循环与呼吸作用的戌糖磷酸途径基本上是正反反应的关系。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(磷酸核酮糖、磷酸木酮糖)、六碳糖(磷酸果糖、磷酸葡萄糖)及七碳糖等。光合作用和呼吸作用之间有许多糖类是可以交替使用的。

 

4.呼吸作用中代谢调节的主要途径有哪些?

  答:代谢调节有两种途径:一种是通过质量作用原理,即在可逆反应中底物和产物之间按质量关系调节反应平衡,如磷酸果糖激酶。假若无果糖-6-磷酸和ATP,反应就很难进行。另一代谢调节也是最重要的调节即变构调节,不改变酶的催化部分,主要是通过某种物质结合在酶的某个结构部位。从而改变了酶的活性。如无活性的磷酸化酶在调节部位上接受一个AMP时,就会发生变构作用,成为活性的酶。ATP在同一位置与酶结合,即可使酶又变为无活性状态。

 

5. 试述线粒体内膜上电子传递链的组成。

  答:植物线粒体内膜上的电子传递链由4种蛋白复合体组成。 复合体I含有NADH脱氢酶、FMN和3个Fe-S蛋白。NADH将电子传到泛醌(UQ);复合体II的琥珀酶有FAD和Fe-S蛋白等,把FADH2的电子传给UQ;复合体III合2个Cytb(b560和b565)、Cytc和Fe-S,把还原泛醌(UQH2)的电子经Cytb传到Cytc;复合体IV包含细胞色素氧化酶复合物(其铜原子的CuA和CuB)、Cyta和Cyta3,把Cytc的电子传给O2,激发O2并与基质中的H+结合,形成H2O。此外,膜外面有外源NAD(P)H脱氢酶,氧化NAD(P)H,与UQ还原相联系。

 

6.陆生高等植物无氧呼吸过久就会死亡,为什么?

  答:(1)无氧呼吸产生酒精,酒精使细胞质的蛋白质变性。(2)氧化1mol葡萄糖产生的能量少,要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物,这样体内养分耗损过多。(3)没有丙酮酸的有氧分解过程,缺少合成其他物质的原料。

 

7.粮食贮藏目的是为了降低呼吸速率还是提高呼吸速率?为什么?

  答:是为了降低呼吸速率。
因为呼吸速率高会大量消耗有机物;呼吸放出的水分会使粮堆湿度增大,粮食"出汗",呼吸加强;呼吸放出的热量又使粮温增高,反过来又促进呼吸增强,同时高温高温微生物迅速繁殖,最后导致粮食变质。

 

8.果实成熟时产生呼吸跃变的原因是什么?

  答:产生呼吸跃变的原因:(1)随着果实发育,细胞内线粒体增多,呼吸活性增高。(2)产生了天然的氧化磷酸化解偶联,刺激了呼吸活性的提高。(3)乙烯释放量增放量增加,诱导抗氰呼吸。(4)糖酵解关键酶被活化,呼吸活性增强。

 

9.试述氧化磷酸化作用的机理。

  答:目前广泛被人们接受解释氧化磷酸机理的是P·Mitchell提出的化学渗透假说。它认为线粒体基质的NADH传递电子给O2的同时,也3次把基质的H+释放到胞间间隙。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(△PH),同时也产生跨膜电位梯度(△E)。这两种梯度便建立起跨膜的电化学势梯度(△μH+),于是使膜间隙的H+通过并激活FOF1-ATP合成酶(即复合体V),驱动ADP和Pi结合形成ATP。

 

10.三羧酸循环的要点和生理意义是什么?

  答:(1)三羧酸循环是植物的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;当外界的CO2浓度增高时,脱羟反应减慢,呼吸作用受到抑制。三羧酸循环中释放的CO2是来自于水和被氧化的底物。(3)在三羧酸循环中有5次脱氧,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。