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20102016生物竞赛全国联赛试题及解析(植物生理学部分) 合肥一中 段金宇2010年生物竞赛全国联赛试题及解析(保留原题号):34 提取植物叶绿素时经常采用的试剂是:(1分) (D) A 乙醇 B甘油 C重蒸水 D丙酮解析:据植物生理学,植物细胞中的叶绿素可分为叶绿素a与叶绿素b,是叶绿酸的酯,不溶于水,但可以溶于酒精,丙酮,石油醚等有机溶剂,但是要注意的是,乙醇并不能起到分离色素的效果,植物的叶绿体里除了叶绿素还有其它的色素,用乙醇的话不能把叶绿素分离出来所以不能提取,所以用丙酮提取色素层析液分离色素。另:叶绿素的生物合成路径;先由谷氨酸合成5-氨基酮戊酸,两个5-氨基酮戊酸脱去两分子水合成卟胆原,之后四个卟胆原合成原卟啉,导入镁后,原卟啉中的四环还原,五环环化,形成单乙烯基叶绿素酯a,在光照下及NADPH存在下,原叶绿素酯氧化还原酶催化生成叶绿素酯a,再经植醇尾巴与四环的丙酯酸化,就形成叶绿素a,叶绿素b是由叶绿素a演化来的。35植物组织培养中细胞分裂素与生长素比值低时诱导(1分) (B) A芽的分化 B根的分化 C叶的分化 D芽的休眠解析:据植物生理学,在植物组织培养中,生长素类植物激素(如吲哚乙酸)可诱导愈伤组织和根的形成,而细胞分裂素主要是促进细胞分裂,由题目,生长素的含量高于细胞分裂素的含量,所以诱导根的分化。36 促使植物叶表皮气孔关闭的植物激素是(1分) (A) A ABA BCTK CETH DGA3 EIAA解析:首先要了解题目中各选项的含义,ABA是脱落酸,CTK是细胞分裂素,ETH是乙烯,GA3是赤霉素,IAA是吲哚乙酸。促使植物表皮气孔开关的因素有很多。其中光、K+,CI+ 可溶性糖等物质进入液泡, 可以使保卫细胞吸水膨胀,引起气孔开放。ABA(脱落酸)可以引起气孔关闭,因为ABA可以增加保卫细胞Ga2+浓度和基质PH,一方面抑制K+向内运输,一方面促进CI-向外运输。保 卫细胞膨压下降,气孔关闭 。另;保卫细胞的外壁一般厚于内壁,且由纤维素微纤丝相连,这样当细胞吸水膨胀时,外壁延展拉动内壁使气孔张开。37 利用暗期间断可以抑制短日照植物开花,选择下列哪种光最为有效(1分) (A) A 红光 B远红光 C蓝紫光 D绿光 E白光解析:短日植物需要较短的日照时间,在光敏色素的作用下,只要最后一次照射到远红光即能开花,发生红光与远红光的可逆效应。所以在中间抑制其开花用红光最有效。另;一般认为光敏素本身不是开花刺激物,但是它可以触发开花刺激物的形成。光敏素由两种形式,吸收红光形式(Pr)和吸收远红光形式(Pfr),可以互相转变。Pr吸收红光后就转变为Pfr,Pfr吸收红光后就转变为Pr。Pfr有生理活性。植物开花刺激物的形成取决于Pfr/Pr比值。长日照植物需要高的Pfr/Pr比值,如果黑暗过长,Pfr转变为Pr或被破坏,Pfr/Pr比值下降,就不能形成开花刺激物,不能开花。当用红光将黑暗间断,Pr转变为Pfr,Pfr/Pr提高,就可以开花。短日照植物需要低的Pfr/Pr比值,光期结束时Pfr/Pr比值高,开花刺激物形成受阻,不能开花。转入夜间,Pfr转变为Pr或被破坏,Pfr/Pr比值下降,当Pfr/Pr比值下降到临界水平时,能诱导开花刺激物的形成,可以开花。 如用红光将黑暗间断,Pr转变为Pfr,Pfr/Pr提高,开花刺激物形成受阻,就不能开花2011年生物竞赛全国联赛试题及解析(保留原题号):38 下列哪些情况可以使气孔器保卫细胞打开? (2分) (A.C) A水进入保卫细胞 B水流出保卫细胞 C钾离子流入保卫细胞 D钾离子流出保卫细胞 E保卫细胞中ABA浓度提高解析:此题与上一年的36考察同一知识点,即影响叶片上保卫细胞运动的因素。实际上,只要使保卫细胞吸水的条件大多可以使气孔张开,(要注意的是这些条件大多也影响PEP羧化酶的活性。)不过还要注意外界条件(如光照,大气湿度等)对气孔的影响,如光照促使叶片失水,导致气孔关闭(不过本人认为适度的光照使叶温上升,也会让气孔张开。)。另:影响保卫细胞液泡水势的几个学说:1. 钾离子 细胞膜与液泡膜上的质子-ATP泵分解由光合磷酸化或氧化磷酸化生成的ATP,把质子泵出细胞,升高pH,同时导致保卫细胞膜的质膜超极化,导致质膜上的钾离子通道打开,大量钾离子内流,再进入液泡中(同时带入一定量的氯离子),导致液泡中的水势降低,水分进入保卫细胞。2.苹果酸 苹果酸是一种极强的平衡物质,可以平衡液泡中的钾离子与氯离子以保持电中性,同时也可以提高液泡的水势。保卫细胞中的苹果酸是由PEP羧化酶羧化磷酸烯醇丙酮酸得到的。(值得注意的是,凡是影响气孔开关的因子都影响PEP羧化酶的活性,例如,壳梭孢素促进气孔开放,同时也促进PEP羧化酶的活性,相反,脱落酸抑制气孔开放是应为它与PEP羧化酶之间有拮抗作用。)3.蔗糖 保卫细胞中淀粉与蔗糖相互转化,改变细胞水势,调节细胞的开放。其中蔗糖的来源有两条,第一条是淀粉的水解的(或卡尔文循环的)中间产物3-磷酸二羟丙酮由叶绿体转运到细胞质,经1-磷酸葡萄糖转变到蔗糖;第二条是叶肉细胞质外体产生的蔗糖被运送到保卫细胞中。值得注意的是,保卫细胞中的3-磷酸二羟丙酮也可以转变成PEP,参与苹果酸的生成。37. 花粉落在雌蕊的柱头上后是否能萌发生长,取决于两者的下列哪种物质之间的识别? (1分) (C)A 脱氧核糖核酸 Bm RNA C蛋白质 D激素 解析:花粉的外壁主要是孢粉素,还沾的有来自绒毡层的一些蛋白质可能与识别有关。至于柱头,不管干湿,都是有特异蛋白质受体的。39 在提取叶绿体色素时,通常用的试剂有哪些?(2分) (AD) A80的丙酮 B甘油 C氯仿 D95乙醇 解析:此题与上一年的34题类似,但此题为多选,所以选上了D,具体解析见前。40 苹果削皮后会出现褐色,是由于哪种物质的作用?(1分) (A) A酚氧化酶 B细胞色素氧化酶 C抗氰氧化酶 D交替氧化酶 解析:解决这题首先要了解题中各种酶的作用,1. 酚氧化酶:植物细胞中末端氧化酶的一种,此酶的特点为其酶与底物在植物细胞中是分开的,只有在细胞衰老或受到轻微的机械损伤时,底物才与酶接触,此时把酚氧化成醌,而醌是有杀菌消毒的作用的。醌为褐色。2.细胞色素氧化酶:是植物细胞线粒体中细胞色素电子传递链的末端氧化酶(复合体)接受由cyt c传递来的电子,并将其递给氧分子,使之结合质子,同时将两个质子泵出线粒体基质。3.抗氰氧化酶(交替氧化酶):植物抗氰呼吸时使用的一种末端氧化酶,其作用是直接接受从泛醌来的电子,并将其交给氧,从而避开了被氰化物抑制的复合体。但这种途径不生成ATP,或仅生成少量ATP。42 在植物体信号转导过程中,可行使第二信使的功能的金属离子有:(1分) (B) AMg2 BCa2 CMn2 DFe3 解析:据植物生理学,目前在植物体内已经发现的第二信使有钙离子,脂质分子,pH变化,抗坏血酸,谷胱甘肽,过氧化氢等。这一题问金属离子,只可以选钙离子。43 植物生长在干旱条件下时,体内下列哪些物质会增加? (2分) (BD)A 甘氨酸 B脯氨酸 C生长素 D脱落酸 B解析:据植物生理学,1.脯氨酸是最有效的渗透调节物质之一,是由谷氨酸通过吡咯啉-5-羧酸形成的,存在于细胞质中,在多种逆境下植物体内大量积累脯氨酸,抵御逆境。同时外施脯氨酸可以解除植物的渗透胁迫。(甜菜碱,山梨糖醇也有相同作用。)2.在逆境条件下,脱落酸含量会增加。一般认为,脱落酸是一种胁迫激素(应激激素),它调节植物对胁迫环境的适应。另:脱落酸抗逆的原因:1)减少膜的伤害 脱落酸可以维持膜的稳定(提高烃酰链的流动性;阻止还原态谷胱甘肽减少;使极性脂质,脂肪酸去饱和作用)2)减少自由基对膜的破坏 脱落酸可以延缓超氧化物歧化酶以及过氧化氢酶等酶的失活,从而减少自由基对膜的破坏。3)改变体内代谢 脱落酸可让植物细胞积累脯氨酸,可溶性糖,可溶性蛋白质,从而起到抗逆的效果。 44 施加下列哪种物质可以打破马铃薯块茎的休眠? (1分) (D) A乙烯 B2,4一D CABA D赤霉素 解析:脱落酸是生长抑制剂,它可诱导种子的休眠,而赤霉素能解除脱落酸的作用。有人认为二者的平衡关系是体眠的关键。在种子的贮藏和萌发的过程中,内部要发生一系列生理生化变化,大分子物质要降解,而对于各种类型的种子,赤霉素都能促进这一代谢过程。因为它可以促进许多水解酶的活性,如有资料认为赤霉素能促进蛋白酶的活性,使贮藏蛋白水解,赤霉素还可以激发异柠檬酸裂解酶的活性,异柠檬酸裂解酶是脂肪裂解为可溶性糖的关键酶。同时,种子萌发过程中还有合成作用,以构建新的植物体,赤霉素的存在也有助于这一过程的顺利进行,还有资料表明,赤霉素可以替代低温处理和光照打破种子体眠。45 将叶绿素提取液放在直射光下观察,则会出现: (1分) (B) A反射光是绿色,透射光是红色 B反射光是红色,透射光是绿色 C反射光和透射光都是绿色 D反射光和透射光都是红色解析:叶绿素溶液在透射光下为绿色,而在反射光下为红色,这就是叶绿素的荧光现象。这红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光。叶绿素溶液的荧光可达吸收光的10%左右。而鲜叶的荧光程度较低,只占其吸收光的0.1-1%左右 46 类囊体膜上天线色素分子的排列是紧密而有序的,从外到内依次排列,这种排列有利于能量向反应中心转移,并且保证能量不能逆向传递。属于这种排列的有:(1分) (A) A类胡萝卜素、叶绿素b、叶绿素a B类胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b C叶绿素b、叶绿素a、类胡萝卜素 D叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素 解析:在叶绿体中(不论是光系统一还是光系统二)只有一种特殊的叶绿素a对可以利用光能,而其他的只可以将光能传递给它,据植物生理学上的一幅小插图,此题选A。 2012年生物竞赛全国联赛试题及解析(保留原题号):3、 在光合作用中参与电子传递的载体是(单选1分) (D) A、叶绿素 B、磷酸烯醇式丙酮酸 C、NADH D、NADPH 解析:在光合作用的电子传递链上(NADP作为最终电子受体),最后一步,即光系统一传递电子时把电子给了铁氧还蛋白,在铁氧还蛋白-NADPH还原酶的作用下,把电子递给NADP,所以选D。另:光合磷酸化中的电子传递链:电子从水开始传递,经过水氧化钟反应,把电子传递给光系
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