吉大农学部2012年硕博连读考核专业测试《高级植物生理生化》试题答案.doc

2012年硕博连读考核专业测试高级植物生理生化试题答案分值：100分，每小题5分；时间：3小时一、植物激素结合蛋白的特点？答案要点：专一性；饱和性；高亲和性；可逆性。二、简述液泡的生理功能？答案要点：调节功能；降解和自溶作用；选择性吸收，积累物质；储藏功能。三、试简要分析C4植物Rubisco与PEPC的定位与功能之间的关系？四、设计试验证明CO2同化场所是叶绿体基质？答案要点：提取完整的叶绿体，把叶绿体的基质和叶绿体的被膜或类囊体的膜分开，在基质和膜上分别检测光反应和碳还原反应活性，如果在分离的叶绿体的基质中检测到碳还原反应活性而无光反应活性，则证实CO2同化场所是在叶绿体的基质而不是在叶绿体的被膜或类囊体的膜上。在适宜的条件下，提取具有生理活性的完整叶绿体；将提取的完整叶绿体放入低渗溶液中，让叶绿体被膜破裂，然后高速离心，上清液中含有叶绿体基质，沉淀为叶绿体的被膜和类囊体的膜；分别在上清夜和沉淀中加入14CO2同化物，看在哪里能同化14CO2，结果是只有在上清液能进行CO2同化反应，生成含有14C光和产物；将上清液和沉淀电泳分析，看到哪里有同化CO2的酶类，结果是只有上清液中含有同化CO2的酶类。而从类囊体的膜上仅分离出的PS、PS、Cyt b6/f和ATP合酶等蛋白复合体和其它组分。五、请设计实验证明在光周期反应中暗期的重要性？（以短日植物大豆和长日植物天仙子为实验材料）答案要点：选用不同长度的光期和暗期组合分别对短日植物大都和长日植物天仙子进行实验，即使光周期适合，当暗期长度长度大于临界暗期时，短日植物开花；而长日植物开花受到明显的抑制；暗期间断实验，短日植物不开花；而长日植物开花；光期间断实验，开花不受影响。上述结果证明在光周期反应中暗期的长度是诱导植物开花的决定因素。六、简述质膜H+-ATPase 在植物体内的生理作用?答案要点：质膜H+-ATPase又称主宰酶，对细胞的许多生理活动产生重大的影响：调节胞内pH值（使胞质pH值升高）；参与溶质转运；是细胞壁酸化，调控细胞的伸长生长；参与根系对土壤的酸化；参与控制因膨压变化引起的气孔运动和叶柄的运动；参与植物的极性生长过程（根，根毛，花粉管的极性生长）；参与有毒离子的外排。 七、证明Mg2+为植物生长发育的必需元素?答案要点：实验材料：生长旺盛的幼苗，如玉米幼苗或番茄幼苗。实验仪器：锡箔纸包裹的培养瓶。实验步骤：配置完全营养液和只是缺Mg2+的营养液（注意离子强度和pH）,将实验材料放置在培养基中，在一定光照条件下，培养一段时间。根据必需元素的三个条件去观察实验结果，逐一判断。必需元素的三个条件：在缺少该元素的培养液中，植物生长发育不正常，不能完成其生活史。植物缺乏该元素时呈现特有的病症，而加入该元素后则逐渐转向正常，且其功能不能用其它元素替代。对植物营养的功能是直接而非由于改善了土壤或培养条件所致。从实验结果得出结论，缺Mg2+影响植物正常的生长发育。八、试讨论植物耐盐的生理学机制,并对如何提高植物的抗盐性给出自己的见解?答案要点：植物通过生理或代谢过程来适应细胞内的高盐环境的现象叫植物的耐盐性。主要表现在以下几个方面：耐渗透胁迫。通过细胞的渗透调节以适应由盐渍而产生的水分逆境。包括：使盐分在细胞内区域化分配，盐分在液泡中积累可降低盐分对细胞器的伤害；合成可溶性糖、甜菜碱、脯氨酸等渗透调节物质，从而降低细胞渗透势，防止细胞脱水。营养元素平衡。有些植物在盐胁迫下能较好地保持营养物质的平衡。代谢稳定。某些植物在较高盐浓度中仍能保持酶的活性，维持正常代谢。与盐结合。通过代谢产物与盐类结合，减少离子对原生质的破坏作用。形成盐胁迫蛋白。具有解毒作用。有些植物在盐渍环境下形成二胺氧化酶分解有毒的化合物，清除其毒害作用。提高抗盐性的途径：选育抗盐品种。播种前以一定盐溶液浸种，可增强作物的抗盐能力。用植物激素或植物生长调节剂处理植物，减少蒸腾作用和盐的吸收，提高作物的抗盐能力。盐碱土的改造，以及从农业操作方式方法着手，加强作物的抗盐能力。九、从以下实验结果中你可得出什么结论?实验材料 处理 电导率 4 2h 103.2A植物叶片 室温 2h 27.8 40 2h 30.8 4 2h 75.3B植物叶片 室温 2h 25.4 40 2h 30.8答案要点：通过电导率的分析，得出：B植物较A植物更耐低温；A植物较B植物更耐高温。十、请用中文把这段英文的意思描述出来? Intracellular signalling systems communicate the inputs perceived at the cell membranes to the nucleus to regulate cellular functions in developmental and stress responses. Pivotal to these transmissions are the reversible protein phosphorylations performed by opposing actions of protein kinases and protein phosphatases. Phosphorylation by protein kinases is an essential posttranslational modification mechanism for the majority of cellular proteins and can influence protein activity, localization and stability. The significance of protein phosphorylation by kinases is already established in Arabidopsis; but the importance of de-phosphorylation by phosphatases has not been studied equally intensively. Nevertheless, recent characterization of Arabidopsis protein phosphatase mutants and identification of interacting proteins/substrates highlights the important role of protein phosphatases in the pathways regulating stress, hormonal signalling, metabolism, cell cycle and plant growth. In this review we will focus principally on the involvement of plant protein phosphatases of PTP and PP2C-types in these processes.答案要点：在外界环境条件和植物内在发育信号的刺激下，植物细胞内的信号转导系统把由细胞膜感知的信号传递到细胞核，从而使细胞能够发生功能的改变。在这个过程中，蛋白激酶的磷酸化以及磷酸酯酶的去磷酸化起着非常重要的作用。由蛋白激酶引起的底物水平的磷酸化是蛋白质翻译后修饰的重要环节，被磷酸化的蛋白质在功能，定位以及寿命上都会产生很大的影响。在模式植物拟南芥中，蛋白质的的磷酸化的重要性已经被充分地证明了，然而，具有相同重要性的蛋白质的去磷酸化却没有得到足够的认识。可喜的是，通过拟南芥的突变体，找到了几种关于磷酸酯酶以及其底物蛋白的突变体，都说明了磷酸酯酶以及相应的底物蛋白在逆境胁迫，植物激素信号转导，新陈代谢，细胞周期以及植物生长发育起着非常重要的功能。在这篇综述中，我们注意到了植物蛋白磷酸酯酶在以上生物学过程中的作用。十一、凝胶过滤和SDS-PAGE均是利用凝胶、按照分子大小来分离蛋白质的，为什么凝胶过滤时，蛋白质分子越小，洗脱速度越慢；而在SDS-PAGE中，蛋白质分子越小，迁移速度越快？答案要点：凝胶过滤时，凝胶颗粒排阻Mr较大的蛋白质，仅允许Mr较小的蛋白质进入颗粒内部，所以Mr较大的蛋白质只能在凝胶颗粒之间的空隙中通过，可以用较小体积的洗脱液从层析柱中洗脱出来。而Mr小的蛋白质必须用较大体积的洗脱液才能从层析柱中洗脱出来。SDS- PAGE分离蛋白质时，所有的蛋白质均要从凝胶的网孔中穿过，蛋白质的相对分子质量越小，受到的阻力也越小，移动速度就越快。十二、请例举出氨基酸脱氨基作用的几种方式。答案要点：氧化脱氨基；转氨基；联合脱氨基；非氧化脱氨基；转酰胺基。十三、聚赖氨酸（poly Lys）在pH7时呈无规则线团，在pH 10时则呈-螺旋；聚谷氨酸（poly Glu）在pH 7时呈无规则线团，在pH 4时则呈-螺旋，为什么？（pI Lys为9.74，pI Glu为3.22）答案要点：影响-螺旋形成的因素包括：侧链R基的大小；氨基酸残基的带电性；（3）氨基酸残基的种类。赖氨酸的等电点为9.74，在pH 7时，赖氨酸残基带有相同的电荷且带电量较大，彼此互相排斥，所以不易形成-螺旋；而在pH 10时，环境的pH值接近赖氨酸的等电点，使得每一个赖氨酸残基几乎不带点，没有互相排斥的力，所以在pH 10时则呈-螺旋。谷氨酸同理。十四、请论述蛋白质具有重要的生物学功能？答案要点：作为生物催化剂（酶）；参与细胞和组织的建成；代谢调节中的作用（激素）；运动与支持作用；免疫保护作用（抗体）；运输功能（血红蛋白）；受体；调控蛋白；贮藏蛋白； 十五、请写出下列英文简写的中文名称: （8分） NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)：辅酶I； NADP(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)：辅酶II； CoASH：辅酶A；FMN（黄素单核苷酸）；FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）；十六、请从现代植物生理学的角度论述光对植物的影响？ 答案要点：光对种子萌发的影响；光对植物叶绿素合成的影响；光对植物进行光合作用的影响；光对植物光形态建成的影响；光对植物生长的影响；强光对植物的逆境影响；与一些植物的开花有关；日照时数影响植物生长与休眠；调节气孔开闭；影响植物的向性运动、感性运动等等。十七、有人做了这样的实验，得出下面的结果，请对实验结果作出分析，如果你是实验人员，请对这个实验加以补充。基因类型细胞总DNA细胞总RNA细胞名称输卵管细胞成红细胞胰岛细胞输卵管细胞成红细胞胰岛细胞卵清蛋白+-珠蛋白+-+-胰岛素+-+试验方法Southern杂交Northern杂交答案要点：细胞分化(cell differentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心；细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成；合成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异性表达；差异性表达的机制是由于基因表达的组合调控。细胞分化是基因选择性表达的结果。加以补充的是进行Western检测，在各种组织细胞中检测蛋白的表达情况。十八、为什么说细胞质基质是一个高度有序的结构体系？有什么样的实验证据？答案要点：细胞质基质是一个高度有序的体系。其中细胞质骨架显微贯穿在粘稠的蛋白质胶体中，多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合，或与生物膜结合，从而完成特定的生物学功能。证据：免疫荧光技术显示，与糖酵解过程有关的一些酶就是结合在微丝上，在骨骼肌细胞中则结合在肌原纤维的某些特殊位点上；证据：原位杂交技术显示，mRNA在细胞中也呈区域性分布，会对个体胚胎发育早期的细胞分化起着重要的作用。十九、载体蛋白为什么称为通透酶？它和真正的酶有什么区别？答案要点：每种载体蛋白都具有高度选择性。通常只转运一种类型的分子；转运过程具有类似酶与底物作用的饱和性动力学特征；既可被底物类似物竞争性地抑制，又可被某种抑制剂非竞争性抑制以及对pH和温度有依赖性等，因此有人将载体蛋白成为通透