植物生理学
一、单项选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 二、简答题1. 把一发生初始质壁分离的植物细胞放入纯水中，细胞的体积、水势、渗透势、压力势如何变化?
[答题要点] 植物初始质壁分离的细胞是指细胞原生质体刚开始在细胞角隅处与细胞壁发生分离，此时细胞的压力势为零，细胞的水势等于渗透势，两者都呈最小值。将初始质壁分离的细胞放入纯水中，细胞吸水，在吸水过程中，细胞体积逐渐增大，细胞液稀释，渗透势增大，压力势增大，水势也增大。当细胞吸水达到饱和时，细胞不再吸水，水势达到最大值，细胞体积最大，此时，细胞水势达到最大，细胞渗透势和压力势的绝对值相等，但符号相反。
[解析] 水势的基本概念。
[解析] 植物细胞的水势是由渗透势、压力势、重力势和基质势(也称为衬质势)组成的。由于重力势和基质势只占整个水势的微小部分，常忽略不计。在许多情况下，水势是渗透势和压力势之和。压力势是由于细胞壁压力的存在而增加的水势，当植物细胞发生初始质壁分离时，压力势为零，此时，细胞的水势等于渗透势。质壁分离的细胞放入纯水中，细胞会吸水，水势随渗透势和压力势的增加而增加。
2. 简述生长素的主要生理作用。
[答题要点] 生长素主要的生理功能之一是促进离体茎段的伸长生长，生长素也促进根系的伸长生长，但根、茎细胞对生长素的敏感性不同，根系对生长素更敏感。生长素诱导和促进植物细胞的分化，从而促进维管组织的分化。生长素促进侧根和不定根的发生。侧根发生在根毛区的上端，由中柱鞘细胞分化而成。生长素在中柱鞘中极性运输，积累到一定浓度，诱导这些细胞开始分裂，并维持细胞的分裂、生长和分化，最后形成侧根。生长素促进茎、叶、根组织中的成熟细胞脱分化，重新恢复分裂能力，形成不定根原基，最后形成不定根。生长素影响花和果实的发育，促进雌花增加，刺激子房发育形成果实。生长素诱导叶原基的发生，从而调控叶片和叶序的形成。生长素调控叶片的脱落。生长素具有维持顶端优势的功能。
[解析] 生长素的生理作用。
[解析] 生长素具有广泛的生理作用，影响细胞的分裂、伸长和分化，影响营养器官和生殖器官的生长、分化，影响花、叶片、果实的发育，影响器官的衰老和脱落。
3. 简述韧皮部同化物运输的压力流动学说。
[答题要点] 韧皮部同化物运输的压力流动学说是由德国明希(E.Munch,1930)提出的，该学说认为筛管的液流是输导系统两端的渗透势差引起的膨压差所造成的压力梯度推动的。在源端，叶肉细胞将蔗糖装载入筛管分子一伴胞复合体，筛管内水势降低，于是木质部中的水分沿水势梯度进入筛管分子，筛管分子内产生高的膨压。在库端，筛管内的蔗糖不断被卸出，库端筛管分子内的溶质减少，细胞水势升高，这时韧皮部的水势高于木质部，水分沿水势梯度从筛管分子回到木质部，引起筛管分子内膨压降低。这样在源端和库端形成了膨压差，它推动筛管内的汁液沿压力梯度从源端向库端运输。韧皮部筛管中溶液的流动是以集流形式进行的。
[解析] 韧皮部运输机制。
[解析] 压力流动学说是目前被广泛接受的韧皮部运输机制的假说，该假说认为筛管中的溶液流(集流)运输是由源端和库端之间渗透作用产生的压力梯度推动的。
三、实验题1. 将A、B两种植物分别放置在密闭的光照生长箱中，定期抽取生长箱中的气体样品，分析其中的CO
2含量。以CO
2含量对光照时间作图，得到右侧曲线图。据图回答：
(1)分析图中曲线变化的原因。
(2)推测两种植物的光合碳同化途径。
(3)请用另一种实验方法验证你的推测。
[答题要点]
(1)在密闭的光照生长箱中，植物进行光合作用，不断消耗CO2，使得生长箱中的CO2浓度逐渐降低。当CO2浓度降低到某一值时，光合作用消耗的CO2与呼吸作用释放的CO2浓度相等时，即光合作用速率等于呼吸作用速率，密闭的光照生长箱中CO2浓度达到稳定状态，此时CO2浓度就是CO2补偿点。
(2)由于C4植物的CO2补偿点比C3植物低，因此，根据图中A、B两种植物CO2补偿点，可以推测A植物是C4植物，通过C4途径同化CO2；B植物是C3植物，通过C3途径同化CO2。
(3)验证方法：
通过观察叶片的解剖结构，C4植物维管束鞘细胞含有较大的叶绿体；C4植物维管束鞘细胞不发达，内无叶绿体。
通过14CO2标记实验验证，14C首先出现在C4化合物中的植物是通过C4途径同化CO2；14C首先出现在C3化合物中的植物是通过C3途径同化CO2。
[解析] C3植物和C4植物的光合特性。
[解析] 植物的光合速率随环境中CO2浓度的降低而降低，当CO2浓度达到一定值时，植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用和光呼吸释放的CO2量达到动态平衡，此时，环境中的CO2浓度就是CO2补偿点。不同植物CO2补偿点不同，一般C4植物的CO2补偿点很低，在0～10μmol/(m2·S)；C3植物的CO2补偿点较高，在50～100μmol/(m2·S)。C3植物和C4植物在叶片解剖结构、光合与生理生态特性上有很大差异。
四、分析论述题1. 论述植物地上部分与地下部分生长的相关性，并写出生产中控制根冠比的两种方法及其原理。
[答题要点] 植物地上部分与地下部分是相互协调的互助关系。一般情况下，植物的根系生长良好，其地上部分的枝叶也较茂盛；同样，地上部分生长良好，也会促进根系的生长。因此总结出了“根深叶茂”的经验。植物的地上部分和地下部分处在不同的环境中，两者之间有维管束的联络，有营养物质与信息物质的大量交换。地下部分的生长依赖于地上部分所提供的光合产物、生长素、维生素等，而地上部分的生长则需要根系提供水分、矿质、氮素以及根中合成的植物激素(CTK、GA和ABA)、氨基酸等。植物地下部分与地上部分的比值能反映植物的生长状况，以及环境条件对地上部分与地下部分生长的不同影响。不同物种有不同的根冠比，同一物种在不同的生育期根冠比也有变化。在生产上，常用水肥措施调控根冠比，对于收获地下部分的作物如甘薯、甜菜等，在生长前期保证充足水肥供应，促进茎叶生长，加强光合作用，在生长后期减少氮肥和水分供应，增施磷、钾肥，促进大量养分向根部传输，促进贮藏根的膨大。另一种调控根冠比的方法是对植物进行修剪和整枝，如除去部分枝叶和芽，短期效应是增加根冠比，而后期效应是减小根冠比，由于修剪和整枝刺激了侧芽和侧枝的生长，使大部分光合产物运往新枝，促进地上部分的生长。
[解析] 生长的相关性。
[解析] 在植物的生长发育过程中，构成植物体的各部分之间存在着相互依赖和相互制约的关系(或称相关性)，包括植物地上部分与地下部分的相关性、主茎与侧枝的相关性、营养生长与生殖生长的相关性，以及不同植物个体之间也存在相关性。植物地上部分与地下部分的相关性常用根冠比表示。根冠比是指植物地下部分与地上部分干重或鲜重的比值，它能反映植物的生长状况，以及环境条件对地上部分与地下部分生长的不同影响。不同物种有不同的根冠比，同一物种在不同的生育期根冠比也有变化。
2. 论述植物抗旱性的机制。
[答题要点] 植物的抗旱性是指在干旱条件下，植物能够维持正常代谢水平和正常生长发育进程的能力。抗旱性强的植物具有一些形态和生理特征。
植物抗旱的形态特征：抗旱性强的植物根系发达，根冠比较大，能更有效地利用土壤水分，特别是土壤深层的水分。叶片细胞小，叶脉密，表皮绒毛多，角质化程度高，可减少水分的散失。如沙漠灌木具有叶片小、气孔凹陷、叶表面柔毛密、叶卷曲等特点，以减少太阳辐射，降低蒸腾强度。
植物抗旱的生理特征：
①细胞原生质具有较高的亲水性、黏性和弹性。细胞渗透势较低，吸水和保水能力强。束缚水含量高，自由水含量少，原生质黏性较大，细胞原生质具有强的抗脱水能力。蛋白质黏性增加能够提高细胞保水能力，同时弹性增高又可防止细胞失水时的机械损伤。在干旱条件下，细胞亲水能力高能防止细胞严重脱水。
②抗旱植物保持较强同化能力。蛋白质、淀粉等物质的合成仍能维持在一定水平，核酸代谢方面相对稳定。水解酶活性变化不大，减少生物大分子的破坏，使原生质稳定，生命活动正常。
③渗透调节物质增加，积累脯氨酸、甜菜碱和ABA等物质。脯氨酸和甜菜碱是渗透调节剂，又可保护膜系统。ABA是逆境激素，可使气孔关闭，减少蒸腾失水。脯氨酸与ABA的积累有利于植物抗旱。
④有些植物可以通过对生育周期的调整逃避干旱的干扰，降低受旱害程度。
[解析] 水分胁迫对植物的影响。
[解析] 干旱条件下植物的失水速度超过了吸水速度，导致植物体内水分亏缺，正常的生理过程受到影响。在干旱胁迫时，植物通过形态和生理上的改变来适应外界环境的变化。
生物化学
五、单项选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 六、简答题1. 简述ATP在生物体内的主要作用。
[答案要点]
(1)是生物系统的能量交换中心。
(2)参与代谢调节。
(3)是合成RNA等物质的原料。
(4)是细胞内磷酸基团转移的中间载体。
2. 简述蛋白质的一级结构及其与生物进化的关系。
[答案要点]
(1)蛋白质一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。
(2)不同物种同源蛋白质一级结构存在差异，亲缘关系越远，其一级结构中氨基酸序列的差异越大；亲缘关系越近，其一级结构中氨基酸序列的差异越小。
(3)与功能密切相关的氨基酸残基是不变的，与生物进化相关的氨基酸残基是可变的。
3. 以丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶为例，说明酶竞争性抑制作用的特点。
[答案要点]
(1)竞争性抑制剂丙二酸的结构与底物琥珀酸结构相似。
(2)丙二酸与底物琥珀酸竞争结合琥珀酸脱氢酶的活性中心。
(3)丙二酸的抑制作用可以通过增加底物琥珀酸的浓度解除。
(4)加入丙二酸后琥珀酸脱氢酶Km值增大，而Vmax不变。
七、实验题1. 从动植物细胞匀浆中提取基因组DNA时，常用EDTA、氯仿-异戊醇混合液和95%乙醇试剂。请根据蛋白质和核酸的理化性质回答：
(1)该实验中这些试剂各起什么作用?
(2)举出一种可以鉴定所提取基因组的DNA中是否残留有RNA的方法。
[答案要点]
(1)试剂的作用
①EDTA可螯合金属离子，抑制DNA酶的活性。
②氯仿-异戊醇混合液使蛋白质变性沉淀，并能去除脂类物质。
③95%乙醇可使DNA沉淀。
(2)鉴别方法
①采用地衣酚试剂检测RNA分子中的核糖。如果反应液呈绿色，说明残留有RNA。
②采用紫外吸收法检测A260/A280，的比值。如果比值大于1.8，说明残留有RNA。
③采用琼脂糖凝胶电泳法检测是否有小分子量的RNA条带存在。
八、分析论述题1. 磷酸二羟丙酮是如何联系糖代谢与脂肪代谢途径的?
[答案要点]
(1)磷酸二羟丙酮是糖代谓的中间产物，α-磷酸甘油是脂肪代谢的中间产物，因此，磷酸二羟丙酮与α-磷酸甘油之间的转化是联系糖代谢与脂代谢的关键反应。
(2)磷酸二羟丙酮有氧氧化产生的乙酰CoA可作为脂肪酸从头合成的原料，同时磷酸二羟丙酮可转化形成α-磷酸甘油，脂肪酸和α-磷酸甘油是合成脂肪的原料。
(3)磷酸二羟丙酮经糖异生途径转化为α-磷酸葡萄糖，再经磷酸戊糖途径产生NADPH，该物质是从头合成脂肪酸的还原剂。
(4)脂肪分解产生的甘油可转化为磷酸二羟丙酮，可进入糖异生途径产生葡萄糖，也可以进入三羧酸循环彻底氧化分解。
2. 试从遗传密码、tRNA结构和氨酰-tRNA合成酶功能三个方面，阐述在蛋白质生物合成中，mRNA的遗传密码是如何准确翻译成多肽链中氨基酸排列顺序的。
[答案要点]
(1)mRNA上三个相邻的核苷酸组成密码子编码一种氨基酸。遗传密码具有简并性。
(2)tRNA反密码子环上具有的反密码子，可以按照碱基配对原则反向识别mRNA上的密码子。但这种识别具有“摆动性”。tRNA的结构影响其结合氨基酸的特异性。
(3)氨酰-tRNA合成酶具有专一性识别氨基酸和能携带该氨基酸tRNA的功能。氨酰-tRNA合成酶还具有二次校对功能。
深色：已答题 浅色：未答题