2023年414植物生理学与生物化学解析.docx

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2023年全国硕士研究生招生考试农学门类联考植物生理学与生物化学试题参考答案及解析植物生理学一、选择题：1～10小题，每小题2分，共20分。1.C【考点】气孔蒸腾的调控机理【解析】气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道，气孔通过调节保卫细胞内水分得失引起其体积的变化，进而调节小孔的大小来控制气体进出叶片。保卫细胞具有明显的结构特征：①细胞壁不均匀加厚；②细胞壁纤维素微纤丝的排列不同；③保卫细胞具有叶绿体而表皮细胞不含叶绿体。2.B【考点】植物必需元素的主要生理功能【解析】K+是大多数植物活细胞中含量最高的无机离子，也是调节植物细胞渗透势的最重要的组分。3.C【考点】叶绿体的结构和功能【解析】PSⅡ主要集中在基粒类囊体的垛叠区，PSI和ATP合酶主要分布于基质类囊体膜上或者基粒类囊体的非垛叠区，Cyt b₆/f蛋白复合物在类囊体的膜上分布较为均匀。4.D【考点】C₄途径【解析】在C₄-二羧酸途径中，PEP羧化酶在叶肉细胞的细胞质基质中催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)转化形成草酰乙酸(OAA)。5.B【考点】卡尔文循环的调节【解析】Rubisco具有钝化和活化两种形式，光调节Rubisco的活性。光下，H+从叶绿体基质转运到类囊体腔，与H+偶联的Mg²+从类囊体腔转运到基质中，使基质的pH升高，Mg²+浓度提高。基质中较高的pH和Mg²+浓度都是Rubisco的活化所需要的。光下Rubisco活化酶被激活，与Rubisco结合，使Rubisco构象发生变化，释放RuBP,游离态的Rubisco与CO₂和Mg²+结合，Rubisco被活化，形成具有催化活性的酶。黑暗中，RuBP结合在Rubisco上，使其钝化。6.B【考点】油菜素内酯(甾醇)的生理功能【解析】油菜素内酯(甾醇)的主要生理功能如下：(1)促进细胞扩大和分裂。(2)促进导管分化。(3)增强植物的抗逆性。(4)影响花粉发育和育性，促进花粉管的伸长。7.A【考点】生长素诱导细胞伸长作用的机理【解析】生长素诱导细胞伸长生长的酸生长理论：在生长素诱导的细胞壁酸生长过程中，生长素诱导增强了质膜上H+-ATPase的活性，促进H+泵出导致细胞壁环境酸化，细胞壁中的扩张蛋白在酸性条件下可以弱化细胞壁多糖组分间的氢键从而疏松细胞壁。8.C【考点】LEA蛋白的作用【解析】LEA蛋白是种子胚胎发育后期高丰度表达的蛋白质，简称LEA蛋白。LEA蛋白富含不带电荷的氨基酸，具高度的热稳定性，所以，具有保护细胞的结构和代谢的作用；参与种子抗脱水过程，使种子在后期脱水时不致受到破坏；LEA蛋白也可以渗透调节物质。9.B【考点】光周期理论的应用【解析】南麻北种，由于在北方麻类作物生长旺盛的季节日照较长，使其营养生长期延长。因此，可以增加麻类作物植株的高度，从而可以增加纤维产量。10.D【考点】渗透调节物质【解析】参与细胞渗透调节的物质主要有两大类：一类是细胞从外界吸收的无机离子，包括K+、Cl⁻、Na+等，主要贮存于液泡中；另一类是细胞内合成的有机物质，主要有可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、甜菜碱以及其他物质(包括甘油、山梨醇、甘露醇等有机物质),这些物质存在于细胞质中。二、实验题：11小题，共13分。11.【答案要点】(1)思路：将幼苗的根及幼芽切除，在幼苗的一片子叶(子叶1)上施加含同位素标记且不易降解的营养物质；对照组幼苗的另一片子叶(子叶2)用蒸馏水处理，实验组幼苗的另一片子叶(子叶2)用适宜浓度的细胞分裂素溶液处理；一段时间后检测两组子叶2中同位素的量。(2)结果：实验组幼苗子叶2中同位素的量显著高于对照组。三、问答题：12～14小题，每小题6分；15～16小题，每小题12分。共42分。12.【答案要点】(1)吸收形式：硝态氮、铵态氮、尿素、氨基酸等。(2)症状：植株矮小，老叶先变黄(有时发红),花、果少。13.【答案要点】(1)相同点①将NADH或FADH₂氧化脱出的电子传递给O₂。②电子传递过程释放的能量可用于合成ATP。(2)不同点①末端氧化酶不同：前者是细胞色素c氧化酶，后者是交替氧化酶。②合成ATP的量不同：前者多，后者少。14.【答案要点】(1)质外体途径：光合产物从光合细胞运输到筛管-伴胞复合体附近的质外体中，再通过蔗糖-质子共运输载体转运到筛管-伴胞复合体中。(2)共质体途径：光合产物通过胞间连丝从叶肉细胞运输到筛管-伴胞复合体中。15.【答案要点】(1)光敏色素：主要接受红光和远红光信号，在植物体内以Pr和Pfr两种形式存在，Pfr是光敏色素的生理活跃形式；参与调节幼苗去黄化、成花诱导及需光种子萌发等过程。(2)隐花色素和向光素：主要接受蓝光和近紫外光信号；参与调节向光性反应、子叶和叶片的扩展及气孔运动等过程。(3)紫外光-B受体：接受紫外光-B信号；参与抑制植物生长和诱导花色素合成等过程。16.【答案要点】(1)气孔开度减小或关闭，限制CO₂供应，光合速率降低。(2)光合机构受损，光系统Ⅱ的光化学效率降低。(3)Rubisco等参与碳同化过程的相关酶活性降低，同化速率减慢。(4)光合产物运输受阻，光合作用受到抑制。生物化学四、选择题：17～26小题，每小题2分，共20分。17.B【考点】科学家的贡献【解析】中间产物学说是由生物化学家Michaelic和Menten于1913年提出的；蛋白质变性学说是由中国科学家吴宪先生于1931年提出的；诱导契合学说是由D.Koshland于1958年提出的；化学渗透学说是英国科学家P.Mitchell等于1961年提出的。18.D【考点】氨基酸的极性【解析】根据其侧链的性质，组成蛋白质的20种常见氨基酸可以分为非极性、极性不带电、极性带正电和极性带负电四类。Ala、Val属于非极性氨基酸，Arg是极性带正电的氨基酸，Cys是极性不带电的氨基酸。19.D【考点】抑制剂类型【解析】教材上通常给出的琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂是丙二酸。不过从结构式上可以判断，戊二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，其结构与琥珀酸相似。20.A【考点】维生素与人类疾病【解析】人体缺乏氰钴胺素将患恶性贫血病，所以氰钴胺素被认为是抗恶性贫血因子；人体缺乏维生素E时容易造成习惯性流产和肌肉萎缩等症状；人体缺乏维生素K时，凝血时间会延长；人体缺乏硫胺素时会得脚气病，而且会影响心血管和神经组织的正常功能。21.D【考点】糖酵解途径的调节【解析】糖酵解途径的三个关键调节位点之一是磷酸果糖激酶I,柠檬酸、ATP是该酶的抑制剂，2,6-二磷酸果糖是该酶的激活剂。NADH是糖酵解途径的反应产物，该代谢物的积累将抑制糖酵解途径。22.B【考点】底物水平磷酸化【解析】教材上底物水平磷酸化反应有3步，分别是糖酵解途径中的1,3-二磷酸甘油酸转化为3-磷酸甘油酸、PEP转化为丙酮酸的2步反应，以及TCA循环中的琥珀酰CoA转化为琥珀酸的反应。催化这3步反应的酶分别是磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶和琥珀酰CoA合成酶。选项B是正确的。23.B【考点】与CO₂生成有关的反应的酶【解析】丙酮酸羧化酶、乙酰CoA羧化酶催化的反应都是利用CO₂的反应；琥珀酸脱氢酶催化的反应与CO₂无关。异柠檬酸脱氢酶是TCA循环中的一种酶，它催化的反应会释放1分子CO₂,因此B选项正确。24.C【考点】脂肪分解产物的去向【解析】脂肪分解生成3-磷酸甘油和脂肪酸，3-磷酸甘油经过磷酸甘油脱氢酶生成磷酸二羟丙酮，后者可以继续代谢。磷酸二羟丙酮可以经过糖酵解途径代谢产生能量，它是连接糖代谢和脂代谢的重要中间产物。因此，选项C正确，其他选项是糖酵解途径的中间产物，是干扰选项。25.A【考点】SDS-PAGE中试剂的作用【解析】在使用SDS-PAGE进行蛋白质分子量鉴定时，甘氨酸和Tris是电泳缓冲液的组分，溴酚蓝是上样缓冲液的组分，是指示剂。SDS是一种阴离子去垢剂，是电泳凝胶、电泳缓冲液和上样缓冲液的组分之一，它的作用是破坏蛋白质的非共价相互作用，致使蛋白质结构发生变化而变性。因此，选项A正确。26.C【考点】大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ各亚基功能【解析】大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ核心酶α亚基具有5’-3′聚合活性，e亚基具有3’-5′外切活性；DNA聚合酶Ⅲβ亚基为二聚体，负责将DNA聚合酶Ⅲ核心酶结合在DNA上，维持DNA合成的连续进行。DNA聚合酶Ⅲ没有σ亚基。五、实验题：27小题，共13分。27.【答题要点】【考点】用实验方法区分小肽和氨基酸【解析】(1)利用双缩脲反应。双缩脲试剂可以与含有两个或者两个以上肽键的物质发生显色反应，但不能和游离的氨基酸发生反应。当将双缩脲试剂分别加入脑啡肽和脯氨酸溶液后，前者产生紫红色络合物，后者无颜色变化。(2)利用茚三酮反应。茚三酮试剂可以在特定的条件下与带有游离氨基的化合物，包括氨基酸、肽和蛋白质发生反应生成蓝紫色化合物。脑啡肽具有游离氨基，可以和茚三酮试剂发生反应生成蓝紫色化合物；而脯氨酸是携带亚氨基的氨基酸，它和茚三酮试剂反应产生的是黄色的化合物。因此，用上述两种试剂可以区分小肽和脯氨酸溶液。六、问答题：28～30小题，每小题6分；31～32小题，每小题12分。共42分。28.人体中含有多种乳酸脱氢酶同工酶。请写出同工酶的概念及乳酸脱氢酶催化的反应式。【答题要点】【考点】同工酶的概念和酶促反应【解析】(1)同工酶是指催化同一种化学反应，但酶结构和性质(理化性质、免疫性质、Km等)不同的一组酶。它们存在于生物的同一种属、同一个体的不同发育阶段或同一发育阶段的不同组织中，在细胞发育及代谢调节中起重要作用。(2)乳酸脱氢酶催化的反应如下：丙酮酸乳酸29.请写出磷酸戊糖途径中以NADP+为辅酶的酶的名称，并简述磷酸戊糖途径的主要生物学意义。【答题要点】【考点】磷酸戊糖途径【解析】(1)磷酸戊糖途径以NADP+为辅因子的酶有6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶。(2)磷酸戊糖途径的生物学意义是产生有还原力的NADPH,用于胆固醇、脂肪酸等物质的合成；该途径生成的磷酸戊糖可以作为前体合成PRPP(5-磷酸核糖-1-焦磷酸),参与核苷酸和组氨酸的合成。30.生物体有多种DNA损伤修复系统。请简述重组修复的主要特点。【答题要点】【考点】DNA修复【解析】(1)通常DNA修复包括直接修复、错配修复、切除修复和重组修复等类型。(2)重组修复如图所示：RecA、RecF RecO、RecR、SSB前导链的模板链转移填补后随链空隙RecA介导的链的交换和分支迁移RuvA、RuvB、RuvC DNA聚合酶、连接酶复制重启以大肠杆菌为例，假设DNA损伤(胸腺嘧啶二聚体)出现在后随链模版上。当遇到损伤片段时，后随链合成停滞。此时，大肠杆菌RecA蛋白及其他相关蛋白共同启动了重组过程。与胸腺嘧啶二聚体互补的前导链模板相应区段入侵与后随链模板链中胸腺嘧啶二聚体3’端附近区段互补配对，形成的分支向后随链模板5′端移动，填补由于后随链合成受阻产生的空隙。而前导链模板上的空隙再由DNA聚合酶以前导链为模板，将脱氧核糖核苷三磷酸不断添加到入侵的与前导链部分互补的后随链3’端游离羟基上，然后由连接酶连接。这类损伤修复因为发生过遗传信息的重新组合，故称为重组修复。其特点是DNA损伤片段仍然存在。31.生物氧化生成ATP的过程受到多种因素的影响。请阐述呼吸链电子传递抑制剂、氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂的主要作用特点。【答题要点】【考点】电子传递抑制和ATP合成抑制【解析】(1)电子传递链的抑制剂包括三类：抑制复合物I的电子传递、抑制复合物Ⅲ的电子传递以及抑制复合物IV的电子传递。电子传递受到抑制，氧消耗量会降低，质子梯度无法形成，ATP合成将受阻。(2)寡霉素是氧化磷酸化抑制剂，它可以抑制质子通过ATP合酶回流从而抑制ATP的合成。由于线粒体内膜质子梯度无法被消耗，电子传递也会间接受到抑制，氧消耗会降低。(3)解偶联剂，如2,4-二硝基苯酚能够从线粒体内膜外侧进入线粒体内膜内侧，之后解离，释放质子，结果消耗了质子梯度，所以2,4-二硝基苯酚可以抑制ATP的合成，但它不会抑制电子传递。32.核酸是生物体内的重要物质。请围绕中心法则阐述核酸的主要生物学功能。【答题要点】【考点】核酸的生物学功能【解析】(1)核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。(2)DNA和RNA均可作为遗传物质。DNA可以作为模版，合成出新的DNA,遗传给新的细胞。同时DNA也可以作为模版，合成出mRNA,将信息转化为蛋白质发挥功能；RNA能够参与蛋白质的合成，其中mRNA能作为模版，tRNA能作为氨基酸的载体，rRNA能作为核糖体的组分。以原核生物23S核糖体RNA为例，它可以作为核酶参与催化肽键形成的反应。有些病毒以RNA作为遗传物质。