(2025年)農(nóng)學(xué)植物體內(nèi)有機(jī)物的代謝、分配和運(yùn)輸試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.植物體內(nèi)有機(jī)物長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ朗牵ǎ?。A.導(dǎo)管B.管胞C.篩管D.伴胞2.卡爾文循環(huán)中催化CO?固定的關(guān)鍵酶是（）。A.核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）B.磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）C.蔗糖合酶（SuSy）D.腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPG-PPase）3.以下哪種物質(zhì)是植物篩管中有機(jī)物運(yùn)輸?shù)闹饕问?？（）A.葡萄糖B.果糖C.蔗糖D.淀粉4.源葉中光合產(chǎn)物向篩管裝載的主要途徑是（）。A.質(zhì)外體裝載B.共質(zhì)體裝載C.跨膜擴(kuò)散D.胞吞作用5.庫(kù)器官（如種子）中促進(jìn)蔗糖卸載的關(guān)鍵酶是（）。A.轉(zhuǎn)化酶B.丙酮酸激酶C.乙醇脫氫酶D.硝酸還原酶6.光周期通過(guò)影響哪種激素的合成調(diào)控有機(jī)物向生殖器官的分配？（）A.生長(zhǎng)素（IAA）B.赤霉素（GA）C.細(xì)胞分裂素（CTK）D.脫落酸（ABA）7.逆境（如干旱）條件下，植物體內(nèi)有機(jī)物運(yùn)輸速率下降的主要原因是（）。A.篩管分子堵塞B.蔗糖合成減少C.膜透性降低D.庫(kù)器官活性減弱8.下列哪種作物在灌漿期表現(xiàn)出“源限制型”特性？（）A.小麥（高產(chǎn)品種）B.水稻（雜交稻）C.玉米（緊湊型）D.大豆（有限結(jié)莢型）9.有機(jī)物在植物體內(nèi)分配的“就近供應(yīng)”原則主要體現(xiàn)了（）。A.庫(kù)強(qiáng)度的空間分布B.源葉的光合能力C.篩管的運(yùn)輸效率D.激素的極性運(yùn)輸10.壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)（PressureFlowHypothesis）認(rèn)為篩管運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力來(lái)自（）。A.源端滲透勢(shì)降低、庫(kù)端滲透勢(shì)升高B.源端滲透勢(shì)升高、庫(kù)端滲透勢(shì)降低C.源端和庫(kù)端滲透勢(shì)同步升高D.源端和庫(kù)端滲透勢(shì)同步降低二、填空題（每空1分，共20分）1.植物體內(nèi)有機(jī)物代謝的核心過(guò)程包括______（如光合產(chǎn)物合成）和______（如呼吸消耗與轉(zhuǎn)化）。2.蔗糖在篩管中的運(yùn)輸依賴于______細(xì)胞提供的能量，其與篩管分子通過(guò)______（結(jié)構(gòu)）緊密連接。3.庫(kù)器官的強(qiáng)度由______（庫(kù)容量）和______（庫(kù)活性）共同決定，常用公式表示為_(kāi)_____。4.質(zhì)外體裝載途徑中，蔗糖需通過(guò)______（蛋白）逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)至篩管-伴胞復(fù)合體，此過(guò)程依賴______（離子）梯度提供動(dòng)力。5.有機(jī)物分配的“優(yōu)先供應(yīng)”原則表現(xiàn)為：______（如頂端分生組織）優(yōu)先于______（如成熟葉片），______（如種子）優(yōu)先于______（如營(yíng)養(yǎng)器官）。6.光合同化物的運(yùn)輸速率通常用______表示，單位為_(kāi)_____；其數(shù)值受______（如溫度）、______（如庫(kù)需求）和______（如篩管結(jié)構(gòu)）等因素影響。7.淀粉合成的關(guān)鍵前體物質(zhì)是______，由______（酶）催化合成；而蔗糖合成的關(guān)鍵酶是______。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述植物體內(nèi)蔗糖作為主要運(yùn)輸形式的生物學(xué)意義。2.比較質(zhì)外體裝載與共質(zhì)體裝載的特點(diǎn)（從途徑、能量需求、適用物種等方面）。3.舉例說(shuō)明“源-庫(kù)”關(guān)系對(duì)作物產(chǎn)量的影響，并提出調(diào)控策略。4.分析溫度對(duì)有機(jī)物運(yùn)輸速率的雙重效應(yīng)（促進(jìn)與抑制）。5.簡(jiǎn)述篩管分子中胼胝質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化及其在運(yùn)輸調(diào)控中的作用。四、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合作物生育期（如營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期→生殖生長(zhǎng)期），論述有機(jī)物分配的動(dòng)態(tài)規(guī)律及其生理機(jī)制。2.從分子水平（如轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、信號(hào)分子）和環(huán)境因素（如光照、水分）角度，綜合分析植物有機(jī)物運(yùn)輸?shù)恼{(diào)控網(wǎng)絡(luò)。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.A3.C4.A5.A6.B7.B8.D9.A10.B二、填空題1.合成代謝；分解代謝（或轉(zhuǎn)化代謝）2.伴胞；胞間連絲3.庫(kù)容量（或體積）；庫(kù)活性（或代謝速率）；庫(kù)強(qiáng)度=庫(kù)容量×庫(kù)活性4.蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUT）；H?5.生長(zhǎng)中心；非生長(zhǎng)中心；生殖器官；營(yíng)養(yǎng)器官6.比集轉(zhuǎn)運(yùn)速率（SMT）；g·cm?2·h?1；溫度；庫(kù)需求；篩管結(jié)構(gòu)（或源供應(yīng)）7.ADPG（腺苷二磷酸葡萄糖）；ADPG焦磷酸化酶；蔗糖磷酸合酶（SPS）三、簡(jiǎn)答題1.蔗糖作為主要運(yùn)輸形式的生物學(xué)意義：①穩(wěn)定性高，不易被酶解，減少運(yùn)輸途中的損耗；②溶解度大（約200g/100mL水），適合高濃度運(yùn)輸以提高效率；③非還原性糖，避免與篩管內(nèi)成分發(fā)生非酶促反應(yīng)（如美拉德反應(yīng)）；④能量攜帶效率高（每分子蔗糖含2分子己糖，運(yùn)輸相同碳量時(shí)能耗更低）。2.質(zhì)外體與共質(zhì)體裝載特點(diǎn)比較：-途徑：質(zhì)外體裝載需蔗糖從葉肉細(xì)胞分泌到質(zhì)外體空間，再經(jīng)伴胞-篩管復(fù)合體膜上的SUT轉(zhuǎn)運(yùn)；共質(zhì)體裝載通過(guò)葉肉細(xì)胞→中間細(xì)胞→篩管的胞間連絲直接運(yùn)輸。-能量需求：質(zhì)外體裝載依賴H?-ATP酶建立的H?梯度（主動(dòng)運(yùn)輸）；共質(zhì)體裝載為被動(dòng)擴(kuò)散（依賴胞間連絲通透性）。-適用物種：質(zhì)外體裝載多見(jiàn)于溫帶植物（如小麥、油菜）；共質(zhì)體裝載多見(jiàn)于熱帶植物（如南瓜、甜瓜）及需高運(yùn)輸速率的物種。3.“源-庫(kù)”關(guān)系對(duì)產(chǎn)量的影響及調(diào)控策略：例：水稻灌漿期，若源葉（劍葉）光合能力不足（源限制），則籽粒灌漿不充分，空癟率高；若庫(kù)容量?。ㄈ缢肓?shù)少），則源葉光合產(chǎn)物積累導(dǎo)致反饋抑制（庫(kù)限制）。調(diào)控策略：①增源：通過(guò)合理密植、葉面補(bǔ)肥（如噴施尿素+KH?PO?）提高葉面積指數(shù)和光合效率；②擴(kuò)庫(kù)：選用大穗型品種，或在孕穗期噴施赤霉素促進(jìn)穗分化；③暢流：避免干旱（維持篩管水分狀態(tài)）、防治蚜蟲(chóng)（減少篩管堵塞）。4.溫度對(duì)運(yùn)輸速率的雙重效應(yīng)：促進(jìn)效應(yīng)：①20-30℃時(shí)，蔗糖合成酶（如SPS）和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUT）活性高，源端蔗糖供應(yīng)增加；②篩管內(nèi)酶（如果糖激酶）活性提升，庫(kù)端蔗糖卸載加快，維持源-庫(kù)壓力差。抑制效應(yīng)：①低溫（<10℃）時(shí)，膜流動(dòng)性下降，H?-ATP酶活性降低，主動(dòng)運(yùn)輸受阻；②高溫（>35℃）時(shí)，呼吸消耗劇增（源葉光合產(chǎn)物凈積累減少），且篩管內(nèi)胼胝質(zhì)沉積（堵塞篩孔）。5.胼胝質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化及調(diào)控作用：正常運(yùn)輸時(shí)，胼胝質(zhì)（β-1,3-葡聚糖）少量分布于篩板邊緣，維持篩孔微環(huán)境；當(dāng)篩管受損（如機(jī)械損傷、蚜蟲(chóng)刺吸）時(shí)，Ca2?內(nèi)流激活胼胝質(zhì)合酶，快速在篩板處沉積形成胼胝體，封閉篩孔防止物質(zhì)流失；逆境解除后，β-1,3-葡聚糖酶分解胼胝質(zhì)，恢復(fù)篩管運(yùn)輸能力。此動(dòng)態(tài)過(guò)程是植物應(yīng)對(duì)傷害的重要自我保護(hù)機(jī)制。四、論述題1.有機(jī)物分配的動(dòng)態(tài)規(guī)律及生理機(jī)制：（1）營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期：分配中心為根、莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官。此時(shí)頂端分生組織（生長(zhǎng)中心）庫(kù)強(qiáng)度高，生長(zhǎng)素（IAA）和細(xì)胞分裂素（CTK）濃度高，促進(jìn)光合產(chǎn)物向莖尖、根尖運(yùn)輸；同時(shí)，幼葉作為庫(kù)（自身光合能力弱）優(yōu)先獲得同化物，成熟葉逐漸轉(zhuǎn)為源。（2）轉(zhuǎn)折期（花芽分化）：有機(jī)物分配從“營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)”向“生殖生長(zhǎng)”轉(zhuǎn)移。光周期誘導(dǎo)下，葉片合成成花素（FT蛋白）轉(zhuǎn)運(yùn)至莖尖，激活生殖器官發(fā)育；赤霉素（GA）水平下降，脫落酸（ABA）上升，抑制營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)，促進(jìn)光合產(chǎn)物向花原基分配。（3）生殖生長(zhǎng)期：分配中心為花、果實(shí)、種子。此時(shí)種子（庫(kù)）中蔗糖合酶（SuSy）和ADPG焦磷酸化酶活性高，庫(kù)強(qiáng)度顯著增加；源葉（如小麥旗葉、大豆復(fù)葉）光合產(chǎn)物90%以上運(yùn)輸至籽粒，且遵循“就近供應(yīng)”（如玉米雌穗附近葉優(yōu)先供應(yīng)對(duì)應(yīng)籽粒）。（4）成熟衰老期：葉片光合能力下降，有機(jī)物主要來(lái)自莖鞘等儲(chǔ)存器官的再分配（如水稻莖稈中儲(chǔ)存的淀粉分解為蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒）；脫落酸（ABA）促進(jìn)葉片衰老，減少源端消耗，確保庫(kù)器官充實(shí)。生理機(jī)制核心是“庫(kù)強(qiáng)度調(diào)控”：庫(kù)器官通過(guò)激素（如IAA、CTK）、酶活性（如SuSy）和信號(hào)分子（如蔗糖本身）調(diào)節(jié)自身對(duì)同化物的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)源端通過(guò)反饋抑制（如葉肉細(xì)胞中蔗糖積累抑制Rubisco活性）維持源-庫(kù)平衡。2.有機(jī)物運(yùn)輸?shù)恼{(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析：（1）分子水平：①轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：篩管伴胞膜上的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SUT/SUC）是質(zhì)外體裝載的關(guān)鍵，其表達(dá)受蔗糖濃度誘導(dǎo)（如高蔗糖促進(jìn)SUT1基因轉(zhuǎn)錄）；單糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（MST）參與庫(kù)端蔗糖分解后的己糖吸收。②信號(hào)分子：蔗糖本身作為信號(hào)分子，通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子（如bZIP家族）影響源葉光合相關(guān)基因（如RbcS）和庫(kù)器官淀粉合成基因（如GBSS）的表達(dá)；Ca2?作為第二信使，參與篩管損傷時(shí)的胼胝質(zhì)沉積調(diào)控；激素（如IAA促進(jìn)庫(kù)活性，ABA抑制源葉衰老）通過(guò)信號(hào)通路（如MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)）調(diào)節(jié)運(yùn)輸相關(guān)蛋白活性。（2）環(huán)境因素：①光照：光強(qiáng)直接影響光合速率（源供應(yīng)），光質(zhì)（如紅光/遠(yuǎn)紅光比值）通過(guò)光敏色素調(diào)控庫(kù)器官發(fā)育（如促進(jìn)番茄果實(shí)膨大）；光周期通過(guò)影響成花素合成，改變有機(jī)物分配方向（營(yíng)養(yǎng)→生殖）。②水分：適度干旱（田間持水量60-70%）誘導(dǎo)源葉ABA合成，促進(jìn)氣孔部分關(guān)閉（減少蒸騰）同時(shí)提高SPS活性（增加蔗糖合成