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论述植物呼吸代谢多样性的内容及其生物学意义。
参考答案和解析
1 .答: 高等植物呼吸代谢有多条路线,即多样性,主要表现在 (1) 呼吸代谢途径的多样性:包括有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸则包括糖酵解 — 三羧酸循环和磷酸戊糖途径,无氧呼吸包括乙醇发酵、乳酸发酵和乙醛酸循环。 (2) 呼吸链电子传递系统的多样性:包括细胞色素呼吸链和抗氰呼吸链,前者为主路,后者是指在氰化物存在条件下,辅酶 Q 的电子不传递给细胞色素系统,而是传递给另一个受体 — 抗氰氧化酶( X ),再由 X 直接传递给 O 2 ,其 P/O 比等于 1 。 (3) 末端氧化酶系统的多样性:线粒体内的末端氧化酶系统包括细胞色素氧化酶和抗氰氧化酶,而线粒体外细胞质中存在多酚氧化酶,抗坏血酸氧化酶和乙醇酸氧化酶等。 不同的植物、器官、组织,不同的条件或生育期,植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行。呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中,植物形成的对多变环境的一种适应性,具有重要的生物学意义,使植物在不良的环境中,仍能进行呼吸作用,维持生命活动。例如,氰化物能抑制生物正常呼吸代谢,使大多数生物死亡,而某些植物具有抗氰呼吸途径,能在含有氰化物的环境下生存。 2 .答: (1) 干燥种子的呼吸作用在粮油种子贮藏中的应用。粮食贮藏中首要的问题是控制种子的含水量不得超过安全含水量,一般油料种子的含水量在 8% ~ 9% ,淀粉种子含水量在 11% ~ 12% 时才能安全贮藏,此时种子里所含水都是束缚水。此外,还要经常通风换气,适当提高 CO 2 浓度,降低 O 2 浓度或将粮食中空气抽出,充入 N 2 ,抑制其呼吸作用达到安全贮藏的目的。 (2) 果实的呼吸作用与贮藏。呼吸跃变型果实在呼吸跃变期后果实品质下降失去食用价值,因此,推迟跃变型果实的呼吸高峰的来临,在果实的贮藏保鲜上具有重要意义,生产上常采用的措施是: 1 在呼吸跃变期出现前采收,同时避免伤呼吸的产生; 2 降低温度,大多数果实的贮藏温度为 0 ~ 1 °C 左右,而香蕉要在 11 ~ 14.5 °C 左右; 3 增加 CO 2 的浓度,降低 O 2 浓度,降低乙烯的浓度。
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