2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——植物生理與生態(tài)環(huán)境適應(yīng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.光合作用中，NADPH的主要來源是A.糖酵解B.三羧酸循環(huán)C.光反應(yīng)水光解D.氧化磷酸化2.在植物細(xì)胞中，參與主動運(yùn)輸且具有“穿梭”功能的分子是A.載體蛋白B.離子通道C.ATP合成酶D.ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白3.下列哪種激素主要促進(jìn)植物細(xì)胞的縱向伸長？A.脫落酸（ABA）B.赤霉素（GA）C.乙烯（ET）D.細(xì)胞分裂素（CK）4.植物在遭遇干旱脅迫時(shí)，氣孔關(guān)閉的主要調(diào)節(jié)因子是A.赤霉素B.脫落酸C.乙烯D.花青素5.下列關(guān)于植物次生代謝產(chǎn)物的敘述，錯誤的是A.在植物生長發(fā)育的全過程中均持續(xù)合成B.對植物適應(yīng)不良環(huán)境具有重要意義C.是植物與生物間化學(xué)互作的重要物質(zhì)D.其合成途徑通常受到激素的調(diào)控6.硅在水稻等作物中具有重要的抗稻瘟病作用，這主要是因?yàn)楣杌?xì)胞壁A.增強(qiáng)了細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度B.改變了細(xì)胞壁的通透性C.提高了細(xì)胞壁對病原菌的化學(xué)屏障作用D.促進(jìn)了對病原菌具有抗性的次生代謝產(chǎn)物的合成7.植物感受低溫信號并啟動抗寒響應(yīng)的早期受體可能是A.蛋白激酶B.核酸結(jié)合蛋白C.離子通道蛋白D.光敏色素8.下列哪種生理過程與植物的氧呼吸和碳呼吸均有關(guān)聯(lián)？A.光合作用的光反應(yīng)B.糖酵解C.三羧酸循環(huán)D.檸檬酸合成酶催化的反應(yīng)9.在鹽脅迫下，植物積累的脯氨酸主要起到的作用是A.提供氮源B.增加細(xì)胞滲透勢C.直接清除活性氧D.作為信號分子激活抗鹽基因10.植物體內(nèi)，參與調(diào)控基因表達(dá)，介導(dǎo)脅迫信號從細(xì)胞質(zhì)傳遞到細(xì)胞核的分子是A.激素B.核酸C.蛋白激酶與磷酸酶D.轉(zhuǎn)錄因子二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上。）1.光合作用中，將NADP+還原為NADPH的酶是________酶，該過程所需的能量直接來源于________的能量。2.植物根系吸收礦質(zhì)元素的主要方式是________，其過程通常需要消耗ATP。3.植物激素中，乙烯能夠誘導(dǎo)________的成熟，脫落酸則能抑制________的發(fā)育。4.植物在高溫脅迫下，會通過合成________等分子伴侶來幫助蛋白質(zhì)正確折疊。5.木質(zhì)部中，水分和無機(jī)鹽運(yùn)輸?shù)闹饕獎恿κ莀_______，其產(chǎn)生的原理與植物體內(nèi)滲透勢的梯度有關(guān)。6.活性氧（ROS）是植物代謝過程中的副產(chǎn)品，其產(chǎn)生過多會對細(xì)胞造成損傷，植物細(xì)胞主要通過________和________途徑來清除活性氧。7.植物感受重力刺激的信號傳導(dǎo)通路中，涉及到的淀粉體和相關(guān)的________酶以及鈣離子等第二信使。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請給出下列名詞的準(zhǔn)確定義。）1.光飽和點(diǎn)2.滲透調(diào)節(jié)3.激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)4.礦質(zhì)營養(yǎng)拮抗5.應(yīng)激蛋白四、簡答題（每小題5分，共10分。請簡要回答下列問題。）1.簡述植物光合作用暗反應(yīng)中CO2固定的兩種主要途徑及其關(guān)鍵酶。2.簡述植物根系吸收一種陰離子（如硝酸根離子）的基本過程。五、論述題（每小題10分，共20分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題。）1.論述植物如何通過調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動來適應(yīng)干旱環(huán)境，并從化學(xué)生物學(xué)角度分析其中涉及的關(guān)鍵信號分子和調(diào)控機(jī)制。2.論述植物次生代謝產(chǎn)物在生態(tài)環(huán)境適應(yīng)（如抗逆、抗?。┲械淖饔?，并舉例說明某種次生代謝產(chǎn)物是如何實(shí)現(xiàn)其適應(yīng)功能的。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.B4.B5.A6.C7.C8.C9.B10.D二、填空題1.NADP+還原，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH2.主動運(yùn)輸3.成熟葉，種子4.熱激蛋白（HSP）5.蒸騰拉力6.過氧化氫酶（CAT），超氧化物歧化酶（SOD）7.淀粉磷酸化酶三、名詞解釋1.光飽和點(diǎn)：指在光照強(qiáng)度增加到一定水平后，光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加而增加，達(dá)到最大值的狀態(tài)。2.滲透調(diào)節(jié)：指植物通過合成或積累某些物質(zhì)（如脯氨酸、糖類、鹽類等）來改變細(xì)胞內(nèi)液體的滲透勢，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞吸水能力，以適應(yīng)干旱、鹽堿等非適宜環(huán)境的過程。3.激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：指植物細(xì)胞內(nèi)接收、傳遞和響應(yīng)激素信號的過程，涉及信號分子的識別、結(jié)合受體、激活下游信號通路以及最終產(chǎn)生特定生理效應(yīng)等一系列分子事件。4.礦質(zhì)營養(yǎng)拮抗：指植物對兩種或兩種以上性質(zhì)相似或功能相近的礦質(zhì)元素吸收利用之間存在相互競爭或抑制的現(xiàn)象。5.應(yīng)激蛋白：指植物在受到環(huán)境脅迫（如高溫、低溫、干旱、鹽漬、紫外線輻射等）時(shí)，其基因表達(dá)發(fā)生改變，從而合成的一類參與脅迫防御和細(xì)胞保護(hù)功能的蛋白質(zhì)，如熱激蛋白（HSP）、冷激蛋白（CSP）等。四、簡答題1.植物光合作用暗反應(yīng)中CO2固定的兩種主要途徑及其關(guān)鍵酶：*C3途徑：指CO2首先被五碳化合物核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）固定形成六碳化合物，該六碳化合物迅速分解為兩種三碳化合物——3-磷酸甘油酸（3-PGA）。C3途徑的關(guān)鍵酶是核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）。*C4途徑：指CO2首先在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中被磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶催化固定形成草酰乙酸（OAA），草酰乙酸再運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞，在酶的作用下釋放出CO2，然后在Rubisco催化下固定。C4途徑的關(guān)鍵酶包括磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和Rubisco。2.植物根系吸收一種陰離子（如硝酸根離子）的基本過程：*跨膜運(yùn)輸：硝酸根離子是帶負(fù)電荷的陰離子，主要通過根系表皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞上的陰離子通道或陰離子載體（如ATP驅(qū)動的硝酸根轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NOTC/AMT）進(jìn)行跨膜運(yùn)輸。這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通常需要消耗能量（如ATP水解）或受激素（如ABA）調(diào)控。*被動與主動運(yùn)輸：吸收過程可能包含易化擴(kuò)散（順濃度梯度，通過通道蛋白）和主動運(yùn)輸（逆濃度梯度，通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白并消耗能量）兩種方式。對于硝酸鹽這類相對易流失的陰離子，主動運(yùn)輸通常起主導(dǎo)作用。*跨細(xì)胞途徑：陰離子需要穿過多個(gè)細(xì)胞層才能到達(dá)維管系統(tǒng)。通常涉及質(zhì)外體流（通過細(xì)胞間隙）和共質(zhì)體流（通過胞間連絲），并在細(xì)胞膜上通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行跨膜。*與質(zhì)子協(xié)同運(yùn)輸：許多陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是質(zhì)子（H+）依賴性的，即陰離子的進(jìn)入伴隨著質(zhì)子的外流（通過質(zhì)子泵如H+-ATP酶建立質(zhì)子梯度），質(zhì)子梯度提供的勢能驅(qū)動陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)。五、論述題1.植物通過調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動來適應(yīng)干旱環(huán)境，并從化學(xué)生物學(xué)角度分析其中涉及的關(guān)鍵信號分子和調(diào)控機(jī)制：*適應(yīng)機(jī)制：干旱脅迫下，植物為減少水分蒸騰失散，會通過激素調(diào)控等方式關(guān)閉或部分關(guān)閉氣孔。氣孔運(yùn)動由葉肉細(xì)胞內(nèi)的guardcell（保衛(wèi)細(xì)胞）控制，其吸水膨脹導(dǎo)致氣孔張開，失水收縮導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。*關(guān)鍵信號分子與機(jī)制：*脫落酸（ABA）：被普遍認(rèn)為是調(diào)控氣孔關(guān)閉的主要激素。干旱信號（如細(xì)胞內(nèi)水分虧缺、滲透勢下降、葉片失水）可以誘導(dǎo)根、葉肉細(xì)胞合成和運(yùn)輸ABA到保衛(wèi)細(xì)胞。ABA進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞后，主要通過以下途徑促進(jìn)氣孔關(guān)閉：*激活離子外流：促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上鉀離子（K+）通道的關(guān)閉和陰離子（如Cl-、malateanion）通道的開放，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)K+濃度降低、陰離子濃度升高，細(xì)胞膜電位變負(fù)，吸引陽離子（主要是Ca2+）內(nèi)流。*促進(jìn)Ca2+內(nèi)流：細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高是ABA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的必要信號，Ca2+作為第二信使，激活下游的蛋白激酶（如SnRK2）等，進(jìn)一步調(diào)控離子通道和基因表達(dá)。*抑制H+泵：可能通過抑制質(zhì)子泵（H+-ATPase）活性，降低細(xì)胞壁酸化，從而間接影響離子平衡和氣孔運(yùn)動。*環(huán)境信號感知：植物通過細(xì)胞膜上的機(jī)械感受器（如質(zhì)子流通道）和光受體（如藍(lán)光受體隱花色素）等感知干旱引起的細(xì)胞膨壓變化和光照條件，并將這些信號轉(zhuǎn)化為內(nèi)部電化學(xué)信號和激素信號。*下游效應(yīng)：最終，這些信號整合導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞滲透勢下降，水分外流，氣孔關(guān)閉。*化學(xué)生物學(xué)視角：整個(gè)過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞如何通過精確調(diào)控離子通道活性、信使分子（ABA、Ca2+）的合成與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、以及相關(guān)酶（如離子泵、蛋白激酶）的活性，來協(xié)調(diào)細(xì)胞生理狀態(tài)以適應(yīng)環(huán)境變化。2.植物次生代謝產(chǎn)物在生態(tài)環(huán)境適應(yīng)中的作用，并舉例說明某種次生代謝產(chǎn)物是如何實(shí)現(xiàn)其適應(yīng)功能的：*作用：植物次生代謝產(chǎn)物是植物在進(jìn)化過程中產(chǎn)生的、除基本營養(yǎng)和結(jié)構(gòu)物質(zhì)外的多種有機(jī)化合物，它們并非直接參與植物生長發(fā)育，但在適應(yīng)復(fù)雜生態(tài)環(huán)境（如抵抗生物脅迫、應(yīng)對非生物脅迫）中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們可以作為物理屏障、化學(xué)毒劑、信號分子或信息素，幫助植物生存和繁衍。*舉例：植物抗蟲次生代謝產(chǎn)物*產(chǎn)物：許多植物合成具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)的次生代謝產(chǎn)物來防御昆蟲取食。例如，煙草中的尼古丁、薄荷中的薄荷醇、夾竹桃中的強(qiáng)心苷等。*適應(yīng)功能與機(jī)制：*直接毒性/拒食性：尼古丁是一種生物堿，對昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)具有毒性作用，能抑制乙酰膽堿酯酶，干擾神經(jīng)信號傳遞，導(dǎo)致昆蟲中毒死亡或拒食。薄荷醇具有特殊的氣味，能夠驅(qū)趕或迷惑昆蟲，使其不愿取食。強(qiáng)心苷類物質(zhì)能干擾昆蟲心臟功能。*物理屏障：一些次生代謝產(chǎn)物（如單寧酸、酚類化合物）可以在植物細(xì)胞壁上積累，形成致密的化學(xué)屏障，降低昆蟲的滲透壓，或者與昆蟲口器表面的蛋白質(zhì)結(jié)合，增加取食難度。