第四章 植物的呼吸作用

《植物生理学习题集》

第四章植物的呼吸作用

Ⅰ教学大纲基本要求和知识要点

一、教学大纲基本要求

了解呼吸作用的概念及其生理意义；了解线粒体的结构和功能；熟悉糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸循环等呼吸代谢的生化途径；熟悉呼吸链的概念、组成、电子传递多条途径和末端氧化系统的多样性；了解氧化磷酸化、呼吸作用中的能量代谢和呼吸代谢的调控；了解呼吸作用的生理指标及其影响因素；掌握测定呼吸速率的基本方法；了解种子、果实、块根、块茎等器官的呼吸特点和这些器官贮藏保鲜的关系，了解呼吸作用和光合作用的关系。

二、知识要点

呼吸作用是一切生活细胞的基本特征。呼吸作用是将植物体内的物质不断分解的过程，是新陈代谢的异化作用。呼吸作用为植物体的生命活动提供了所需的能量，其中间产物又能转变为其他重要的有机物（蛋白质、核酸、脂肪等），所以呼吸作用就成为植物体内代谢的中心。

按照需氧状况将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。在正常情况下，有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式，在缺氧条件下，植物进行无氧呼吸。从进化的观点看，有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。高等植物的呼吸主要是有氧呼吸，但仍保留无氧呼吸的能力。

高等植物的呼吸生化途径、电子传递途径和末端氧化系统具有多样性。呼吸代谢的多样性是植物在长期进化中形成的对多变环境适应的一种表现。EMP-TCA- 细胞色素系统是植物体内有机物质氧化分解的主要途径，而PPP 、GAC 途径和抗氰呼吸在植物呼吸代谢中也占有重要地位。

呼吸底物的彻底氧化包括CO 2 的释放与H 2 O 的产生，以及将底物中的能量转换成ATP 。

EMP-TCA 途径只有CO 2 的释放，没有H 2 O 的形成，绝大部分能量还贮存在NADH 和FADH 2 中。这些物质所含的氢不能被大气中的氧所氧化，而是要经过一系列可进行迅速氧化还原的呼吸传递体的传递之后，才能与分子氧结合生成水。而作为生物体内“能量货币”的ATP 就是在与电子传递相偶联的磷酸化过程中大量形成。因而，呼吸电子传递链和氧化磷酸化在植物生命活动中是至关重要的。

呼吸作用与植物各器官的生长与发育都有直接或间接的关系，凡是生长旺盛，生理活性高的部位都有强的呼吸强度。植物呼吸代谢受着多种内、外因素( 主要是生理状态、温度、O 2 、CO 2 和水分) 的影响，为了保证植物生命活动的正常运转，就必须有一套应变调控措施。许多研究结果表明，细胞内呼吸代谢主要是通过能荷以及关键酶的合成和活性的调节来实现的。

呼吸作用影响植物生命活动的全局，因而与农作物栽培、育种以及种子、果蔬、块根、块茎的贮藏都有着密切的关系。我们可根据植物呼吸作用自身的规律采取有效措施，利用呼吸，控制呼吸，使其更好地服务于人类。

Ⅱ习题

一、名词解释

呼吸作用呼吸跃变P/O 巴斯德效应

有氧呼吸无氧呼吸消失点抗氰呼吸磷酸戊糖途径

无氧呼吸呼吸链温度系数伤呼吸

呼吸商氧化磷酸化糖酵解乙醛酸循环

呼吸速率末端氧化酶三羧酸循环

二、写出下列符号的中文名称

EMP TCA PPP HMP RQ DNP

三、填空题

1. 产生丙酮酸的糖酵解过程是（）和（）的共同途径。

2. 糖酵解的酶系定位于（）内，三羧酸循环酶系定位于（）内，呼吸链的组分定位于（）上。

3. 末端氧化酶有（）、（）、（）、（）和（）五种以上。

4. 抗坏血酸氧化酶是广泛存在于植物体内的一种含金属（）的氧化酶，存在于（）中或与（）结合。

5. 酚氧化酶是一种含金属（）的氧化酶，存在于（）、（）内，在烤烟时，要防止（），避免（）产生，以保证烟叶质量。

6. EMP 在（）中进行，TCA 在（）中进行，PPP 在（）进行。

7. EMP - TCA 途径中，CO 2 释放发生在（）中，具体反应部位是（）、（）、（）。

8. 若2 分子葡萄糖经线粒体彻底氧化，那么在EMP 中净生成（）分子ATP ，在TCA 中净生成（）分子ATP ，在呼吸链上净生成（）分子ATP 。

9. EMP-TCA 中脱氢部位为（）、（）、（）、（）、（）和（），催化相应脱氢反应的酶为（）、（）、（）、（）、（）和（）。

10. PPP 中CO 2 释放部位是（），脱氢部位是（）和（），催化两步脱氢的酶分别为（）和（），脱氢酶的辅酶为（）。

11. 呼吸商的功能在于指出（）和（），若呼吸底物为葡萄糖并彻底氧化时，RQ 为（），若底物为脂肪或蛋白质时，RQ 为（），若底物为局部氧化的有机酸时，RQ 为（）。

12. 呼吸链上偶联的ATP 形成部位为（）、（）和（）。

13. C 1 /C 6 比值变化可以反应呼吸途径的发生情况，如果只有EMP-TCA 途径发生，那么C 1 /C 6 应等于（），假若同时还有PPP 途径发生，则C 1 /C 6 应比（）。

14. 在乙醛酸循环中，有两处乙酰CoA 参与反应，一是在（）酶催化下，乙酰CoA 与草酰乙酸结合生成（），二是在（）酶催化下，乙酰CoA 与乙醛酸结合生成（）。

15. 有两类物质能够破坏氧化磷酸化作用，一类是解偶联剂，如（）和（），可使氧化与磷酸化解偶联，造成浪费性的无效呼吸。另一类是电子传递抑制剂，如（）可阻断2H 从NADH 2 向FMN 传递，（）可阻断电子从Cytb 向Cytc 传递，（）、（）、（）等可阻断电子从Cyta 向Cyta 3 的传递。

16. 需要呼吸作用提供能量的生理过程有（）、（）、（）等，不需要呼吸作用直接提供能量的生理过程有（）、（）、（）等。

17. 通常用TTC 法测定植物根系或种子活力，TTC 的中文名称是（）

18. 和TTC 反应后的根尖变成（）色，这是由于TTC 被还原产生了（），可用（）将其研磨提取。

19. 用TTC 比色法测定植物根系活力时，根系活力的单位是（）。

20. BTB 为酸碱指示剂，酸性条件下呈（）色，碱性条件下呈（）色。

21. 快速测定植物种子生活力的方法有：（）、（）和（）。

22. 用TTC 法测定种子生活力时观察到的现象是（）。

23. 用BTB 法测定种子生活力时观察到的现象是（）。

四、选择题

1. 植物组织衰老时，PPP 途径在呼吸代谢途径中所占比例（）

（1 ）下降（2 ）上升（3 ）维持一定水平（4 ）不一定

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（）

（1 ）EMP-TCA （2 ）PPP （3 ）EMP （4 ）TCA

3. 在植物体内，油脂与糖可以发生相互转变，油脂转化为糖时，呼吸商（）

（1 ）变小（2 ）变大（3 ）不变化（4 ）不确定

4. 呼吸跃变型果实在成熟过程中，与呼吸速率增强密切相关物质是（）

（1 ）酚类化合物（2 ）糖类化合物（3 ）乙烯（4 ）赤霉素

5. 下列哪类植物呼吸作用最强（）

（1 ）木本植物（2 ）草本植物

（3 ）微生物（4 ）具有CAM 途径的植物

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（）

（1 ）柠檬酸和ATP 合成减少（2 ）ADP 和Pi 减少

（3 ）NADH+H + 合成增加（4 ）ATP 合成增加

7. TCA 中，在底物水平合成的高能磷酸化合物是在下列哪一反应步骤中形成的（）

（1 ）柠檬酸→α- 酮戊二酸（2 ）琥珀酰CoA →琥珀酸

（3 ）琥珀酸→延胡索酸（4 ）延胡索酸→苹果酸

8. 交替氧化酶途径的P/O 比值为：（）

（1 ）1 （2 ）2 （3 ）3 （4 ）4

9. 存在于线粒体内的末端氧化酶是（）

（1 ）酚氧化酶（2 ）黄素氧化酶（3 ）交替氧化酶（4 ）过氧化物酶

10. 测定植物根系活力时，在装入根尖的小烧杯中除加入0.4%TTC 溶液外，还加入（）

（1 ）保险粉（2 ）乙酸乙酯

（3 ）蒸馏水（4 ）磷酸缓冲液（或缓冲溶液）

11. 用TTC 法测定根系活力时，在37 ℃温箱保温1 小时后，立即加入1mol/L 的H 2 SO 4 。其目的是为了（）