6.2　典型題（含歷年真題）詳解

一、單項選擇題

1．植物抗氰呼吸途徑中的交替氧化酶位于（　  ）。[2014研]

A．線粒體內(nèi)膜上

B．線粒體基質(zhì)中

C．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

D．過氧化物酶體膜上

【答案】A

【解析】呼吸電子傳遞途徑中定位于線粒體內(nèi)膜上的末端氧化酶包括細(xì)胞色素氧化酶、交替氧化酶。在高等植物中，還存在一些線粒體外的末端氧化酶，其中包括多酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶等。

2．植物受病菌侵染時呼吸作用的變化表現(xiàn)為（　  ）。[2014研]

A．呼吸速率增強(qiáng)，PPP增強(qiáng)

B．呼吸速率增強(qiáng)，PPP降低

C．呼吸速率降低，PPP增強(qiáng)

D．呼吸速率降低，PPP降低

【答案】A

【解析】在植物體內(nèi)存在著EMP-TCA、PPP、無氧呼吸、光呼吸、乙醛酸循環(huán)等呼吸途徑，疸植物并不是在任何時候任何條件下等同地利用這些途徑。一般情況下，植物是以EMP-TCA途徑為主，只有當(dāng)環(huán)境條件變化使EMP-TCA途徑受阻（或者特定生長發(fā)育階段）時，其他途徑的比例才有所增大，如植物受傷和染病時，PPP的比例明顯增大，增強(qiáng)對傷病的抵抗能力，同時呼吸速率增強(qiáng)。

3．植物體受傷時，傷口處往往會呈現(xiàn)褐色，主要原因是（　　）。[2012研]

A．碳水化合物的積累

B．酚類化合物的氧化

C．類胡蘿卜素的氧化

D．木質(zhì)素的合成與積累

【答案】B

【解析】植物組織受傷時，傷口組織變?yōu)楹稚怯捎诙喾友趸笇⒓?xì)胞內(nèi)的酚類物質(zhì)氧化為褐色的醌類所致。醌類物質(zhì)對微生物有毒害作用，可以防止感染，提高抗病力。

4．植物細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時（　　）。[2011研]

A．總是有能量釋放，但不一定有CO₂釋放

B．總是有能量和CO₂釋放

C．總是有能量釋放，但不形成ATP

D．產(chǎn)生酒精或乳酸，但無能量釋放

【答案】A

【解析】呼吸作用，是生物體細(xì)胞把有機(jī)物氧化分解并產(chǎn)生能量的化學(xué)過程，又稱為細(xì)胞呼吸。有氧氣參與時的呼吸作用，稱之為有氧呼吸，此時一定有能量和CO₂釋放出來；沒氧氣參與的反應(yīng)，則稱為無氧呼吸，此時也有能量的釋放，但是CO₂不一定會被釋放出來。同樣多的有機(jī)化合物，進(jìn)行無氧呼吸時，其產(chǎn)生的能量比進(jìn)行有氧呼吸時要少。

5．下列末端氧化酶中，位于線粒體內(nèi)膜上的是（　　）。[2010研]

A．多酚氧化酶

B．乙醇酸氧化酶

C．細(xì)胞色素氧化酶

D．抗壞血酸氧化酶

【答案】C

【解析】呼吸電子傳遞途徑中定位于線粒體內(nèi)膜上的末端氧化酶包括細(xì)胞色素氧化酶、交替氧化酶。在高等植物中，還存在一些位于線粒體外的末端氧化酶，其中包括多酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶等。

6．下列呼吸代謝中間產(chǎn)物中，作為莽草酸代謝途徑起始物質(zhì)的是（　　）。[2009研]

A．赤蘚糖-4-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸

B．核酮糖-5-磷酸、甘油醛-3-磷酸

C．果糖-6-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸

D．甘油醛-3-磷酸、赤蘚糖-4-磷酸

【答案】A

【解析】莽草酸代謝途徑指赤蘚糖- 4-磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸化合后經(jīng)幾步反應(yīng)生成莽草酸，再由莽草酸生成芳香氨基酸和其他多種芳香族化合物的途徑。

7．下列氧化酶中，其活性受水楊基羥肟酸抑制的是（　　）。[2009研]

A．細(xì)胞色素氧化酶

B．交替氧化酶

C．酚氧化酶

D．乙醇酸氧化酶

【答案】B

【解析】交替氧化酶定位于線粒體內(nèi)膜，是一種含鐵的酶，其活性受水楊基羥肟酸的抑制。

8．1mol NADH＋H^＋經(jīng)交替氧化途徑將電子傳給氧氣時，可形成（　　）。[2008研]

A．4molATP

B．3molATP

C．2molATP

D．1molATP

【答案】D

【解析】物體內(nèi)呼吸電子傳遞途徑包括細(xì)胞色素電子傳遞途徑、交替氧化酶途徑和非線粒體的末端氧化途徑。經(jīng)交替氧化酶途徑NADH＋H^＋脫下的電子只通過復(fù)合體I，只產(chǎn)生1個ATP；FADH₂經(jīng)交替氧化酶途徑不產(chǎn)生ATP，大量能量以熱的形式放出。因此，lmol NADH＋H^＋經(jīng)交替氧化途徑將電子傳給氧氣時，可形成1mol ATP。

9．若某一植物組織呼吸作用釋放CO₂摩爾數(shù)和吸收O₂摩爾數(shù)的比值小于1，則該組織在此階段的呼吸底物主要是（　  ）。[2008研]

A．脂肪

B．淀粉

C．有機(jī)酸

D．葡萄糖

【答案】A

【解析】在呼吸過程中被氧化分解的有機(jī)物稱為呼吸底物。呼吸底物在呼吸過程中釋放的CO₂的量和吸收O₂的量之比稱為呼吸商。呼吸底物不同，所釋放的CO₂的量和吸收O₂的量也有所不同。當(dāng)呼吸底物為碳水化合物時，其呼吸商為1；當(dāng)呼吸底物為油脂或蛋白質(zhì)時，因油脂和蛋白質(zhì)的含氧量較少，需要較多的氧才能被徹底氧化，其呼吸商小于1；當(dāng)呼吸底物為多元有機(jī)酸時，因多元有機(jī)酸的含氧量較多，其呼吸商大于1。因此，若某一植物組織呼吸作用釋放CO₂的摩爾數(shù)和吸收O₂的摩爾數(shù)之比小于1，則該組織在此階段的呼吸底物主要是脂肪。

10．PPP在植物中普遍存在，對其描述正確的是（　  ）。

A．在植物細(xì)胞的線粒體中進(jìn)行

B．主要在植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行

C．PPP可放熱增溫，促進(jìn)開花

D．植物遇逆境如干旱、受傷時，PPP先升高后降低

【答案】B

【解析】磷酸戊糖途徑（PPP途徑）：是指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的一種將葡萄糖直接氧化降解的酶促反應(yīng)過程。PPP途徑廣泛存在動、植物細(xì)胞內(nèi)，在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。PPP途徑的生理意義意義：①產(chǎn)生大量的NADPH，為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供還原劑（力），比如參與脂肪酸和固醇類物質(zhì)的合成。②該途徑的中間產(chǎn)物為許多物質(zhì)的合成提供原料，如：5-P-核糖、核苷酸4-P-赤蘚糖、芳香族氨基酸。③植物對干旱、染病、受逆的逆適應(yīng)反應(yīng)。④為植物體內(nèi)各種代謝提供能量。

11．在線粒體中，電子經(jīng)電子傳遞鏈傳遞到氧的過程，伴隨自由能的釋放，并用于ADP的磷酸化而合成ATP的過程，稱為（　　）。

A．光合磷酸化

B．氧化磷酸化

C．呼吸鏈

D．底物磷酸化

【答案】B

【解析】A項，由光照引起的電子傳遞與磷酸化作用相偶聯(lián)而生成ATP的過程稱光合磷酸化。C項，呼吸鏈?zhǔn)怯梢幌盗械倪f氫反應(yīng)和遞電子反應(yīng)按一定的順序排列所組成的連續(xù)反應(yīng)體系，它將代謝物脫下的成對氫原子交給氧生成水，同時有ATP生成。D項，底物磷酸化

是指不需氧參加，只需要代謝物脫氫（氧化）及其分子內(nèi)部所含能量重新分布，即刻生成高能磷酸鍵的作用。題干是氧化磷酸化的定義。

12．根據(jù)呼吸商了解某呼吸過程的底物性質(zhì)，當(dāng)發(fā)生徹底氧化時，若呼吸商分別為1、小于1、大于1，則呼吸底物分別是（　　）。

A．糖、油脂、有機(jī)酸

B．糖、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)

C．有機(jī)酸、油脂、糖

D．油脂、糖、有機(jī)酸

【答案】A

【解析】在呼吸過程中被氧化分解的有機(jī)物稱為呼吸底物。呼吸底物在呼吸過程中釋放的CO₂的量和吸收O₂的量之比稱為呼吸商。呼吸底物不同，所釋放的CO₂的量和吸收O₂的量也有所不同。當(dāng)呼吸底物為碳水化合物時，其呼吸商為l；當(dāng)呼吸底物為油脂或蛋白質(zhì)時，因油脂和蛋白質(zhì)的含氧量較少，需要較多的氧才能被徹底氧化，其呼吸熵小于1；當(dāng)呼吸底物為多元有機(jī)酸時，因多元有機(jī)酸的含氧量較多，其呼吸熵大于1。因此，若某一植物組織呼吸作用釋放CO₂的摩爾數(shù)和吸收O₂的摩爾數(shù)之比小于1，則該組織在此階段的呼吸底物主要是脂肪。故Ａ項正確。

13．交替氧化酶途徑具有明顯的放熱特征，其P/O為（　　）。

A．1

B．2

C．3

D．4

【答案】A

【解析】P/O是指每消耗一個氧原子,由無機(jī)磷與ADP結(jié)合形成的ATP的個數(shù)。交替氧化酶途徑的P/O為1。

14．在正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)能夠徹底降解葡萄糖的主要途徑是（ 　 ）。

A．EMP-TCA

B．PPP

C．EMP

D．TCA

【答案】A

【解析】在植物體內(nèi)存在著EMP-TCA、PPP、無氧呼吸、光呼吸、乙醛酸循環(huán)等呼吸途徑，疸植物并不是在任何時候任何條件下等同地利用這些途徑。在正常情況下，EMP-TCA途徑是植物呼吸作用中底物氧化分解的主要途徑，在正常條件下，大部分植物組織或細(xì)胞中糖的氧化分解主要是通過該途徑進(jìn)行的。

15．淀粉種子和油料種子貯藏的安全含水量（　　）。

A．相同

B．淀粉種子高，油料種子低

C．不一定

D．淀粉種子低，油料種子高

【答案】B

【解析】一般油料種子含水量在8％～9％以下，淀粉種子含水量在12％～14％時，種子中原生質(zhì)處于凝膠狀態(tài)，呼吸酶活性低，呼吸極微弱，可以安全貯藏,此時的含水量稱之為安全含水量。淀粉種子安全含水量高于油料種子的原因，主要是淀粉種子中含淀粉等親水物質(zhì)多，其中存在的束縛水含量要高一些。而油料種子中含疏水的油脂較多，存在的束縛水也較少。

16．某組織材料有ATPl6nmol，ADP2nmol，AMP2nmol，該組織的能荷為（　　）。

A．1

B．0.85

C．0.9

D．0.8

【答案】B

【解析】細(xì)胞中ATP＋ADP＋AMP的總量（稱為腺苷酸庫）是恒定的，若全部腺苷酸都呈ATP狀態(tài)，則該細(xì)胞充滿能量，如果全部ATP和ADP水解為AMP，則細(xì)胞的能量完全被放出。“能荷”可以說明腺苷酸系統(tǒng)的能量狀態(tài)。組織的能荷=(ATP＋ADP/2)/(ATP＋ADP＋AMP)。

17．解偶聯(lián)劑可以（　　）。

A．阻斷呼吸電子傳遞過程

B．抑制ATP合酶活性

C．抑制呼吸電子傳遞和氧化磷酸化

D．抑制氧化磷酸化但不影響電子傳遞

【答案】D

【解析】解偶聯(lián)劑是氧化磷酸化的一類抑制劑，使氧化與磷酸化脫離，雖然氧化照常進(jìn)行，但不能生成ATP，則P/O比值降低，甚至為零。

18．在呼吸鏈中只能傳遞電子的組分是（　　）組。

A．NAD，F(xiàn)AD和Cytb

B．NAD，F(xiàn)AD和CoQ

C．Cytb，F(xiàn)AD和CoQ

D．Fe-S，Cyta/a₃和Cytb

【答案】D

【解析】在電子傳遞過程中與釋放的電子結(jié)合并將電子傳遞下去的物質(zhì)稱為電子載體。參與傳遞的電子載體有四種：Fe-S、Cyta/a₃、Cytb和CoQ，但是CoQ不僅是能傳遞電子還能傳遞質(zhì)子，因此D項符合題意。

二、簡答題

1．簡述植物抗氰呼吸的生理意義。[2013研]

答：植物抗氰呼吸的生理意義包括以下幾個方面：

（1）促進(jìn)開花、授粉。抗氰途徑的氧化不與磷酸化偶聯(lián)，不產(chǎn)生ATP或只產(chǎn)生一個ATP，釋放大量熱量，從而有助于某些植物花粉的成熟及授粉、受精過程；有利于揮發(fā)引誘劑（如NH₃、胺類、吲哚等），以幫助昆蟲傳粉。

（2）增加抗性。植物在逆境脅迫時抗氰呼吸增強(qiáng)，抗氰呼吸的強(qiáng)弱與植物的抗性有密切的關(guān)系。

（3）增加乙烯生成，促進(jìn)果實的成熟，抗氰呼吸隨之提高。同時乙烯與抗氰呼吸上升有平行關(guān)系。乙烯次級抗氰呼吸，誘發(fā)呼吸躍變產(chǎn)生，促進(jìn)果實成熟和植物組織衰老。

（4）分流電子。當(dāng)細(xì)胞富含糖，而糖酵解和三羧酸循環(huán)又進(jìn)行得很快，它們所提供的電子無法完全經(jīng)細(xì)胞色素途徑傳遞時，膠體途徑的活性也最高。因此，當(dāng)細(xì)胞色素途徑被飽和時，交替途徑可能是作為一種“溢出”途徑將過剩的電子除去。

2．試述氧化磷酸化的機(jī)理。

答：氧化磷酸化的機(jī)理有多種假說，目前得到較多支持的是米切爾（P．Mitchell，1961）的化學(xué)滲透學(xué)說。該學(xué)說認(rèn)為，氧化磷酸化的動力是呼吸電子傳遞產(chǎn)生的跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度，在質(zhì)子電化學(xué)梯度推動下合成ATP。該學(xué)說的要點是：①呼吸電子傳遞體分為氫傳遞體與電子傳遞體，氫傳遞體既傳遞電子也傳遞質(zhì)子，電子傳遞體只傳遞電子。②氫傳遞體與電子傳遞體在線粒體內(nèi)膜上有特定的位置，彼此間隔交替排列。③氫傳遞體有質(zhì)子泵的作用，當(dāng)氫傳遞體從線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)接受從底物傳來的氫（2H^＋）后，可將其中的電子（2e^-）傳給其后的電子傳遞體，而將兩個H^＋泵出內(nèi)膜，進(jìn)入膜內(nèi)空間。由此產(chǎn)生跨膜H^＋電化學(xué)勢梯度，也被稱為質(zhì)子動力勢，H^＋電化學(xué)勢梯度是光合磷酸化的動力。④線粒體膜內(nèi)空間的H^＋順電化學(xué)勢梯度經(jīng)ATP合成復(fù)合體的H^＋通道（F_O）進(jìn)入線粒體基質(zhì)時，在ATP合酶的作用下推動ADP和Pi合成ATP，如圖6-6。