2025年大學《生物科學》專業(yè)題庫——植物對逆境的生理機制研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.植物感知干旱信號的關鍵激素是？A.茉莉酸B.乙烯C.脫落酸D.花青素2.滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸在植物抗逆性中的作用主要是？A.直接抑制水分蒸發(fā)B.與重金屬離子結合解毒C.維持細胞膨壓，防止脫水D.作為信號分子激活防御基因3.熱激蛋白（HSP）的主要功能是？A.螯合活性氧，清除毒性B.參與細胞膜的修復與重構C.轉(zhuǎn)錄調(diào)控抗性基因的表達D.運輸脅迫信號分子穿過細胞膜4.植物在鹽脅迫下積累小分子有機物甘露醇，其主要作用是？A.作為信號分子激活防御途徑B.與Na+競爭，減輕離子毒性C.增加細胞液濃度，降低水勢D.參與活性氧的歧化反應5.與冷害相比，凍害對植物細胞的主要危害是？A.膜脂過氧化B.滲透脅迫C.代謝紊亂D.信號通路阻斷6.植物系統(tǒng)性獲得性抗性（SAR）的主要信號分子是？A.茉莉酸B.乙烯C.水楊酸D.脫落酸7.病程相關蛋白（PR蛋白）在植物抗病反應中的主要功能是？A.運輸病原菌毒素B.螯合細胞內(nèi)的重金屬C.誘導植物防御基因表達D.激活植物細胞凋亡程序8.植物細胞內(nèi)清除活性氧的主要酶促系統(tǒng)是？A.過氧化物酶體酶系B.葉綠體內(nèi)色素系統(tǒng)C.過氧化氫酶和抗壞血酸過氧化物酶復合體D.超氧化物歧化酶和谷胱甘肽還原酶系統(tǒng)9.ABA通路和SA通路在植物脅迫響應中存在交叉talk，這意味著？A.ABA可以促進SA的合成B.SA可以抑制ABA的合成C.兩種通路在信號傳導的下游存在共同的調(diào)控靶點D.ABA和SA信號分子可以直接結合同一受體10.下列哪項不屬于植物抗蟲的誘導防御策略？A.積累酚類化合物B.產(chǎn)生性信息素C.表皮結構強化D.直接分泌蛋白酶抑制物二、填空題（每空1分，共15分）1.植物在感知干旱信號后，會通過__________和__________等途徑關閉氣孔，減少水分散失。2.鹽脅迫下，植物根系細胞通過__________轉(zhuǎn)運蛋白將Na+泵出到細胞質(zhì)之外，減輕離子毒害。3.高溫脅迫會損害光合系統(tǒng)II，導致__________失活，從而影響光能轉(zhuǎn)換效率。4.活性氧（ROS）既是脅迫信號分子，也可能對細胞造成損傷，植物通過__________和__________等系統(tǒng)來清除過量的ROS。5.水楊酸（SA）通路主要參與植物對__________和__________等生物脅迫的防御反應。6.轉(zhuǎn)錄因子__________家族在調(diào)控植物冷、旱、鹽等非生物脅迫響應基因表達中發(fā)揮著關鍵作用。7.植物通過合成__________和__________等抗性蛋白來提高對重金屬脅迫的耐受性。8.植物對生物脅迫的防御可分為__________防御和__________防御兩類。三、名詞解釋（每小題3分，共18分）1.滲透調(diào)節(jié)2.系統(tǒng)獲得性抗性（SAR）3.活性氧（ROS）4.膜脂過氧化5.水分利用效率（WUE）6.誘導系統(tǒng)性抗性（ISR）四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述植物細胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)的主要途徑。2.比較植物應對干旱脅迫和鹽脅迫在生理策略上的主要異同。3.簡述植物在高溫脅迫下保護光合系統(tǒng)II的主要機制。4.簡述植物活性氧代謝系統(tǒng)的組成及其功能。五、論述題（每小題10分，共20分）1.詳細闡述植物脫落酸（ABA）信號通路在調(diào)控氣孔關閉中的作用機制。2.結合實例，論述植物如何通過基因工程或分子標記輔助育種來提高其抗逆性。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.D6.C7.C8.C9.C10.B二、填空題1.脫落酸（ABA）；氣孔保衛(wèi)細胞離子通道2.Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白（或質(zhì)子驅(qū)動的Na+外排泵）3.D1蛋白（或核心蛋白）4.抗氧化酶系；電子傳遞鏈（或細胞色素系統(tǒng)）5.病原菌；害蟲6.DREB/CBF（或C-repeatbindingfactor）7.螯合蛋白；抗氧化蛋白8.主動；誘導三、名詞解釋1.植物通過合成或積累小分子有機物（如脯氨酸、糖、無機鹽等）或合成滲透調(diào)節(jié)蛋白來降低細胞液水勢，從而在水分虧缺條件下維持細胞膨壓和正常生理功能的現(xiàn)象。2.植物在受到病原菌等生物因子侵染后，不僅局部產(chǎn)生抗性，而且整個植株獲得對多種病原菌甚至非生物脅迫的長期抗性。3.植物代謝過程中產(chǎn)生的含有氧元素的活性分子，如超氧陰離子O??·、過氧化氫H?O?、羥自由基·OH等，它們具有高度反應活性。4.在活性氧作用下，不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化的連鎖反應，導致細胞膜結構破壞、功能損傷的過程。5.植物在單位水分消耗下所獲得的干物質(zhì)產(chǎn)量或產(chǎn)值，是衡量植物水分利用效率的重要指標。6.植物與土壤中的有益微生物（如根際細菌）相互作用，被誘導產(chǎn)生對多種病原菌和脅迫的抗性，這種抗性具有系統(tǒng)性。四、簡答題1.植物細胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)的主要途徑包括：①合成并積累小分子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，如脯氨酸、甜菜堿、糖類（蔗糖、甘露醇等）、無機鹽（如鉀離子）等，降低細胞水勢，維持細胞膨壓；②通過離子轉(zhuǎn)運蛋白（如質(zhì)子泵、Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白等）調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外離子濃度，改變細胞水勢；③合成滲透調(diào)節(jié)蛋白，如滲透酶、水通道蛋白等，調(diào)節(jié)細胞內(nèi)水分流動。2.相同點：都需要植物感知脅迫信號，激活復雜的信號轉(zhuǎn)導通路，誘導抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及防御基因的表達，以提高生存能力。植物都需要通過調(diào)整氣孔開閉狀態(tài)來平衡水分散失和CO?吸收。不同點：①生理基礎不同，干旱脅迫主要引起滲透脅迫，而鹽脅迫除滲透脅迫外，還伴有Na+等陽離子的毒害；②響應策略不同，干旱脅迫下植物主要關閉氣孔減少蒸騰，并積極合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)；鹽脅迫下植物需要額外的機制來轉(zhuǎn)運和區(qū)隔化Na+，減輕其毒性。③信號通路存在差異，雖然都有ABA參與，但鹽脅迫下還存在獨特的鈣信號和茉莉酸等信號通路。3.植物在高溫脅迫下保護光合系統(tǒng)II的主要機制包括：①熱激蛋白（HSPs）的作用，HSPs可以穩(wěn)定光合相關蛋白（如D1蛋白）的結構，防止其變性，并協(xié)助其重新組裝到反應中心；②非編碼RNA（如miRNA）的調(diào)控，部分miRNA可以調(diào)控參與光合作用的關鍵基因表達；③抗氧化系統(tǒng)的保護，高溫導致ROS積累，植物啟動抗氧化酶系和非酶系統(tǒng)（如抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)）清除ROS，減輕氧化損傷；④氣孔關閉，雖然會降低CO?供應，但可以減少葉面水分散失和熱量吸收。4.植物細胞內(nèi)清除活性氧的主要酶促系統(tǒng)是：①過氧化物酶（POD）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）復合體，它們通常結合在膜系統(tǒng)（如葉綠體外膜、線粒體外膜）上，利用抗壞血酸作為電子供體，高效清除H?O?；②超氧化物歧化酶（SOD），位于細胞質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中，催化超氧陰離子O??·歧化為H?O?和O?；③谷胱甘肽還原酶（GR）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx），參與谷胱甘肽循環(huán)，清除細胞質(zhì)和過氧化物酶體中的H?O?。這些酶促系統(tǒng)協(xié)同作用，維持細胞內(nèi)ROS水平在較低水平。五、論述題1.植物脫落酸（ABA）信號通路在調(diào)控氣孔關閉中的作用機制是一個復雜而精細的過程，主要涉及以下步驟：①ABA在脅迫條件下合成并運輸?shù)綒饪妆Ｐl(wèi)細胞；②ABA與保衛(wèi)細胞內(nèi)的受體結合，啟動信號轉(zhuǎn)導；③信號轉(zhuǎn)導涉及一系列蛋白激酶（如SnRK2家族蛋白SAR12/SnRK2.6）的磷酸化級聯(lián)反應，其中SAR12/SnRK2.6是關鍵節(jié)點，其被磷酸化后活性增強；④活化的SAR12/SnRK2.6磷酸化下游的轉(zhuǎn)錄因子（如OST1/ABF、bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族成員如ABF4,ABF7等）以及離子通道蛋白；⑤磷酸化的轉(zhuǎn)錄因子進入細胞核，結合靶基因啟動子區(qū)域的ABRE（ABA響應元件），調(diào)控下游基因（如編碼負責開孔的K+通道蛋白KAT1,AKT2等的基因）的表達；⑥離子通道蛋白的變化導致保衛(wèi)細胞離子平衡失調(diào)，K+和Cl-外流，陰離子內(nèi)流，導致保衛(wèi)細胞膨壓下降，氣孔關閉。此外，ABA信號還與其他激素（如乙烯、玉米素）信號通路存在交叉talk，共同調(diào)控氣孔運動。2.植物通過基因工程或分子標記輔助育種來提高其抗逆性是現(xiàn)代生物技術的重要應用，主要策略包括：①基因工程（轉(zhuǎn)基因技術）：通過將外源的抗逆基因（如編碼抗鹽、抗旱、抗病蛋白的基因）通過轉(zhuǎn)化方法導入目標植物中，賦予其新的抗性。例如，將編碼Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運蛋白的基因轉(zhuǎn)入番茄，提高其耐鹽性；將編碼抗蟲蛋白的基因轉(zhuǎn)入棉花，使其抗棉鈴蟲。②分子標記輔助選擇育種：利用與抗逆性狀緊密連鎖的DNA分子標記（如RFLP、SSR、SNP等），在育種早期篩選出攜帶目標抗性基因的個體，進行選擇和培育，從而縮短育種周期，提高育種效