一、选择题在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。 三、问答题第一至三小题,每小题6分;第四、五小题,每小题12分。共42分。1. 水分和温度是影响种子萌发的重要因素。请简述水分和温度在种子萌发中的作用。
(1)种子吸水后,原生质由凝胶状态转变为溶胶状态,细胞代谢水平提高;种皮软化,使氧气容易透过、胚的呼吸作用增强,同时使胚根易于突破种皮。
(2)种了萌发时代谢活动受一系列酶的催化,酶促反应速率与温度密切相关。
2. 什么是末端氧化酶?请写出植物体内4种末端氧化酶。
(1)末端氧化酶是指能将底物脱下的电子直接传递给O2,并生成H2O或H2O2的酶类。
(2)细胞色素氧化酶,交替氧化酶,酚氧化酶,抗坏血酸氧化酶。
3. PSI是光合电子传递链的重要组分。请简述在PSI上进行的光能吸收传递及电子传递过程。
(1)PSI的天线色素吸收光能后通过诱导共振方式将能量传递到作用中心色素P700,P700接受能量成为激发态。
(2)激发态的P700将电子传递给电子受体A0,再通过A1→FesX→FeSA/FeSB传递给Fd。P700失去电子后从PC接受电子。
4. 提高植物抗旱性的栽培措施有哪些?说明其生理依据。
(1)抗旱锻炼。在适当的时期对植物进行适度的干旱处理可促进根系生长,根冠比增大,吸水能力增强;植物细胞的束缚水含量相对提高,渗透调节物质增加,吸水和保水能力增强。
(2)合理施肥。适当增施磷、钾肥,少施氮肥,可促进根系生长,提高根冠比,增强吸水能力;增施钾肥可降低细胞渗透势,提高吸水和保水能力。
(3)使用抗蒸腾剂。抗蒸腾剂使气孔开度减少,减少水分散失。
5. 乙烯在植物体中广泛存在,并通过细胞信号转导过程产生生理作用。请阐述乙烯的生理作用(答出4点即可),并说明乙烯信号转导途径。
(1)生理作用
①促进果实成熟:果实成熟过程中,乙烯增加细胞膜的透性,提高呼吸速率,促进果实内有机物转化。
②促进脱落:乙烯通过促进纤维素酶和果胶酶等水解酶的合成及向细胞壁的释放,加速细胞壁降解,促使器官脱落。
③三重反应:乙烯抑制茎的伸长生长、促进茎的加粗生长和水平生长。
④诱导雌花分化:乙烯可促进某些雌雄异花同株植物的雌花分化。
(2)信号转导途径:乙烯与受体(ETR1)结合,使CTR1的激酶活性丧失,EIN2磷酸化水平降低,进而抑制转录因子EIN3的泛素化降解,启动下游乙烯响应基因的表达,产生乙烯诱导的生理反应。
四、选择题在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。 五、实验题共13分。1. 在某种酶的反应体系中加入一种小分子抑制剂,发现酶活性受到抑制。请用两种实验来判断该小分子是可逆抑制剂还是不可逆抑制剂。要求写出实验设计的依据和实验方法,预测实验结果并得出实验结论。
1.抑制剂常常被分为可逆抑制剂和不可逆抑制剂。不可逆抑制剂通常是通过共价键或者非共价键与酶蛋白分子紧密结合,不易分离;可逆抑制剂与酶蛋白质结合是依靠非共价键,通过一定的方法可以将两者分开。
2.判定小分子抑制剂是可逆抑制剂还是不可逆抑制剂,简单的方法就是分离抑制剂和酶蛋白。
3.透析、超滤以及凝胶过滤层析等方法均能够将小分子抑制剂与酶蛋白有效分离开来。
4.通过上述三种方式对酶和抑制剂的混合物进行分离,分别测定无抑制剂的酶、酶和抑制剂混合物、分离抑制剂后的酶三类样品的酶活性,之后对比三者的酶活性就可以确定抑制剂的类型。如果分离抑制剂后样品与酶和抑制剂混合的样品,其酶活性没有差别,那么抑制剂就是不可逆抑制剂;如果分离抑制剂后样品与酶和抑制剂混合样品,前者酶活性高于后者,而且与无抑制剂酶样品的酶活性近乎一致,那么抑制剂就是可逆抑制剂。
六、问答题第一至三小题,每小题6分;第四、五小题,每小题12分。共42分。1. 人的头发中主要含有哪种蛋白质?利用化学试剂处理可以使直发变成卷发,请简述其生化原理。
①角蛋白是组成动物皮肤和皮肤衍生物的蛋白类型。人体头发中含有的主要蛋白质是α-角蛋白,它的主要结构单元是由两个含在α-螺旋结构的肽链形成的αα的超二级结构。相邻分子α-螺旋之间是由它们所含的半胱氨酸残基间的二硫键交联起来的。在湿热条件下,角蛋白α-螺旋结构中的氢键能够被破坏,α-螺旋构象转化为β-构象的伸展状态。
②烫发是在湿热条件下进行的,把头卷成特定的形状,并涂上还原剂,结果α-螺旋结构中的氢键被破坏,二硫键被还原破坏;之后再涂上氧化剂,与原有二硫键不同的新二硫键形成;待头发冷却后,则蛋白质的构象恢复到原有构象。如图所示:图中的还原和卷曲在烫发时是同时进行的。
[考点] α-角蛋白的结构特点。
2. 简述NADPH与NADH的结构差异,并写出它们在细胞代谢中的作用(各答出1点即可)。
(1)结构差异:由图片可以发现NADPH和NADH结构几乎一致,不同之处在于两者结构的AMP组分中核糖的2'-羟基,前者被磷酸酯化。
(2)功能:NADPH被作为还原力,常常提供氢和电子参与细胞中物质的还原反应。例如,脂肪酸从头合成途径;NADH是电子传递链的电子供体,参与ATP的生成。
[考点] NADPH和NADH的结构和功能。
3. β-氧化是脂肪酸分解的重要途径。请写出丁酰CoA经过β-氧化途径分解所需酶和终产物(含有碳骨架)的名称。
丁酰-CoA是一个四碳化合物,它可以经过一轮β-氧化产生2分子乙酰CoA。分解过程分为4步:
①丁酰CoA+FAD→烯丁酰CoA+FADH2 脂酰CoA脱氢酶
②烯丁酰CoA+H2O→L-β-羟丁酰CoA Δ2-反-烯脂酰CoA水合酶
③L-β-羟丁酰CoA+NAD+→β-酮丁酰CoA(乙酰乙酰CoA)+NADH+H+ L-β-羟脂酰CoA脱氢酶
④β-酮丁酰CoA+HS-CoA→2乙酰CoA β-酮脂酰CoA硫解酶
[考点] 脂肪酸的β-氧化。
4. 共价修饰调节是生物体内酶活性调节的重要方式。请写出酶活性共价修饰调节的概念,并阐述酶的磷酸化/脱磷酸化共价修饰调节作用的特点。
①共价修饰调节是酶活性调节的一种类型。可作为共价修饰的化学基团很多,磷酸化/脱磷酸化的共价修饰的最常见的方式。
②组成酶蛋白的一些氨基酸残基侧链因共价连接一个化学基团或者去掉一个化学基而致使酶活性发生激活或者失活的变化,这种酶活性的调节方式被称为酶的共价修饰。
③磷酸化/脱磷酸化的酶共价修饰调节存在相互转化。例如:丙酮酸脱氢酶复合体中的丙酮酸脱氢酶,其磷酸化的形式是无活性的,脱磷酸的形式是有活性的,两者之间在特定酶的催化下能够发生相互转化。有些酶,其磷酸化形式是有活性的,而脱磷酸化形式无活性。不同的酶,情况不同。
[考点] 共价修饰调节。
5. DNA是主要的遗传物质。请结合DNA的结构、稳定性、合成和损伤修复的特点,阐述DNA适合作为遗传物质的原因。
①作为遗传物质,DNA具有双螺旋结构,当进行复制时,两条链分别作为模板,通过碱基互补将信息传递给子代。当进行转录时,以一条链为模板,通过碱基互补准确地将模板链中的信息传递下去。
②DNA是以脱氧核糖核苷酸为结构单元,通过3',5'-磷酸二酯链相连。在细胞中,通常与碱性蛋白相互作用形成比较稳定的结构,防止被降解。例如,在真核生物中,DNA与组蛋白形成核小体结构,非复制时以染色体的形式存在。
③细胞中DNA合成是在DNA聚合酶以及其他酶及蛋白的帮助下完成的,合成具有高保真性,同时细胞中还有多种修复机制保证其合成的准确性。例如,DNA聚合酶就有3'→5'核酸外切酶活性,在DNA合成时一旦掺入错误的脱氧核糖核苷酸,该酶将发挥其校正功能切除错误的脱氧核糖核苷酸;即使DNA聚合酶没有发现错误加入的脱氧核糖核苷酸,在DNA复制完成之前,细胞的错配修复机制也能发挥作用,去除错误掺入的脱氧核糖核苷酸。
综上所述,上述因素为DNA作为遗传物质提供了有力的保障。
[考点] DNA的结构、复制和修复。