果蔬采后生物学复习题

《果蔬采后生物学》复习题一、简答题（共5题，每题5分）1、研究乙烯信号转导为什么以拟南芥作为模式植物？答：（1）拟南芥是一种十字花科植物，广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究，已成为一种典型的模式植物。

（2）形态个体小，高度只有30cm左右；（3）生长周期快，从播种到收获种子一般只需6周左右；（4）种子多，每株每代可产生数千粒种子；（5）形态特征简单；（6）基因组小，只有5对染色体（7）虽然这种植物在许多方面“简单”，但它的大多数基因与其他“复杂”的植物基因具有很高的同源性；（8）全部基因组测序已经完成（2000年）2、番茄作为模式植物的优势。

答：（1）对番茄的染色体图谱已经有了较全面的了解。

（2）拥有多种番茄成熟突变体。

（3）已经建立了较好的转化系统。

（4）番茄成熟阶段明显，直观上容易判断其成熟进程。

（未熟期、绿熟期、破色期、转色期、粉红期、红色期）（5）番茄是一种很好的经济作物：如加工番茄3、什么是乙烯的三重反应和突变体？答1、①双子叶植物幼苗在黑暗条件和乙烯存在条件下，幼苗表现为根和下胚轴伸长受到抑制，下胚轴增粗，顶端弯曲度增大。

②双子叶植物幼苗生长在黑暗、并且有乙烯存在的情况下，就会表现出“三重反应”。

指在豌豆黄化幼苗中，乙烯具有三种主要作用，即促进横向地性生长，促进茎的加厚和抑制茎的伸长，增加顶钩弯曲。

2、什么是突变体突变体（mutant）是指发生基因突变的个体或者是发生染色体变异的个体。

上述两种变异的个体都称为突变体。

乙烯不敏感型突变体：etr1,etr2, ers1,ein1,ein2,ein3,ein4,ein5,ein7组成型乙烯反应突变体：ctr1,eto1,eto2,eto34、乙烯信号转导途径中的缩略词分别代表什么：NR 、ETR、CTR、EIN、EREBP、ERF答：NR：Never Ripe 永不成熟基因ETR: Ethylene Receptor 乙烯受体基因CTR: C onstitutive Triple Response 组成型三重反应基因EIN: Ethylene Insensitive 乙烯不敏感型基因EREBP: Ethylene Responsive Element Binding Proteins 乙烯反应元件结合蛋白ERF ：Ethylene Responsive Factor 乙烯应答因子5、简述果实细胞壁的功能。

答：1、提供张力和有限的可塑性：–防止膨压破坏细胞。

–为非木本植物提供膨压，支撑植株。

2、细胞壁厚的细胞提供膨压支撑力。

3、提供长运输的管道。

4、充满蜡质的细胞壁防止水分损失。

5、防治害虫和病原物浸染。

6、为细胞间联系提供生理和生化活性。

7、保持和决定细胞形状。

8、保护细胞膜，防止渗透压改变对膜造成伤害。

9、控制细胞生长的速率和方向，调节细胞体积。

10、负责植株结构设计，控制植株形态建成。

11、具有代谢功能，一些细胞壁中的酶对运输和分泌有作用。

12、贮存碳水化合物。

13、信号传递，寡糖素，使细胞发育和遭受病原攻击时产生的细胞壁片段。

14、经济产物，细胞壁对造纸、木材、纤维、能源、粗粮等起关键作用。

6、简述花色素苷合成途径。

答：花色苷生物合成过程分为两个阶段，苯丙氨酸先转化为4-香豆酰CoA，后合成木质素、香豆素和l，2-二苯乙烯等，这一阶段一般称为苯丙烷类代谢途径)：第二个阶段为类黄酮途径，由4-香豆酰CoA转化为各种黄酮类化合物，如橙酮、黄酮、黄酮醇、异黄酮、原花色素、花色苷，此途径受光调节(Sparvoli等1994；Boss等1996b)。

苯丙氨酸在苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸4-羟化酶(C4H)、4-香豆酰CoA 连接酶(4CL)作用下生成4-香豆酰CoA；由查尔酮合成酶(CHS)催化丙二酰CoA和4-香豆酰CoA形成黄色的查尔酮；查尔酮异构化形成无色的黄烷酮，此步骤可自发进行，但在查尔酮异构酶(CHI)催化下可加速完成；在黄烷酮3-羟化酶(F3H)的催化下，黄烷酮在C3位置羟化形成无色的黄烷酮醇；进一步还原成无色花色素，由黄烷酮醇4-还原酶(DFR)催化完成；在无色花色素双加氧酶(LDOX)作用下，无色花色素转变成有色不稳定的花色素，包括花翠素和花青素；UDP-葡萄糖：类黄酮-3-D-葡萄糖基转移酶(UFGT)催化不稳定的花色素糖苷化分别形成花翠素-3-葡萄糖苷和花青素-3-葡萄糖苷；在D-甲基转移酶(OMT)的催化下分别形成花翠素类(3′-甲花翠素、二甲花翠素)葡萄糖苷和花青素类(甲基花青素)葡萄糖苷。

7、简述类胡萝卜素生物合成过程的关键酶。

答：（1）GGPSGGPS是IPP向GGPP转化的限速酶，其活性高低不仅影响类胡萝卜素合成，也影响类异戊二烯途径中其它产物的合成。

（2）PSY-八氢番茄红素合成酶PSY催化GGPP转化成八氢番茄红素（3）PDS-八氢番茄红素脱氢酶八氢番茄红素脱氢酶（PDS）是类胡萝卜素合成途径中的关键酶，催化无色的八氢番茄红素转变为有色的类胡萝卜素。

PDS 催化八氢番茄红素向ζ-胡萝卜素转化,而ζ-胡萝卜素向番茄红素的转化则是由ZDS:ζ-胡萝卜素脱饱和酶催化的。

（4）LYC-番茄红素环化酶植物中存在两种LYC , 即番茄红素β环化酶和ε环化酶番茄红素分子的两个末端若均在β环化酶催化下形成β2环,即为β2胡萝卜素; 若只有其中一个末端在ε2环化酶催化下形成ε2环,而另一个末端不环化,即为δ2胡萝卜素; 而若分子的两个末端分别被β及ε2环化酶催化,形成β2环和ε2环,即为α2胡萝卜素。

8、花色素苷功能答：（1）花色素苷因其特殊的化学结构，可与活性氧反应，减少和消除活性氧对生物体的伤害，因此抗氧化性是花色素苷的最主要的生理功能。

（2）花色素苷可以降低氧化酶的活性;可以降低高血脂大鼠的甘油脂水平，改善高甘油脂脂蛋白的分解代谢;抑制胆固醇吸收，降低低密度脂蛋白胆固醇含量;抗变异、抗肿瘤、抗过敏、保护胃粘膜等多种功能。

9、按照成熟果实中所积累的主要有机酸情况，可将果实分为哪几类？举例说明。

答：按照成熟果实中所积累的主要有机酸情况，可将果实分为苹果酸型、柠檬酸型和酒石酸型三大类型。

（1）苹果酸型果实苹果、枇杷、梨、桃、李、香蕉等成熟果实中以苹果酸为主（2）柠檬酸型果实柑橘、菠萝、芒果、草莓、杏等成熟果实中以柠檬酸为主要有机酸。

（3）酒石酸型果实酒石酸型果实以葡萄为主要代表，成熟期葡萄果实将近70％的有机酸分布在果皮，而种子含酸量却很少。

10、果实细胞壁结构与组分。

答：1、细胞壁包括三层结构（1）中间层intercellular layer : 这是细胞分裂时形成的第一层，它组成细胞的最外层，并且与相邻细胞共享.包括果胶成分和蛋白质。

（2）初生壁primary wall : 在中间层之后形成，包含刚性的纤维素微纤维骨架，埋藏于包含果胶成分、半纤维素、糖蛋白的类似胶状物矩阵结构中。

（3）次生壁secondary wall : 在细胞膨大生长后形成的。

次级壁非常坚硬，并且提供压力。

由纤维素、半纤维素和木质素组成，它通常是分层的。

2、细胞壁的组成成分构成细胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸等。

细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类，它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。

次生细胞壁中还有大量木质素。

1.纤维素纤维素(cellulose)是植物细胞壁的主要成分，它是由1 000～10 000个β-D-葡萄糖残基以β-1,4-糖苷键相连的无分支的长链。

2.半纤维素半纤维素(hemicellulose)往往是指除纤维素和果胶物质以外的，溶于碱的细胞壁多糖类的总称。

半纤维素的结构比较复杂，它在化学结构上与纤维素没有关系。

半纤维素在纤维素微纤丝的表面，它们之间虽彼此紧密连接，但并非以共价键的形式连接在一起。

因此，它们覆盖在微纤丝之外并通过氢键将微纤丝交联成复杂的网格，形成细胞壁内高层次上的结构。

3.果胶类果胶物质(pectic substances)也是细胞壁的组成成分。

胞间层基本上是由果胶物质组成的，果胶使相邻的细胞粘合在一起。

果胶物质是由半乳糖醛酸组成的多聚体。

根据其结合情况及理化性质，可分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。

(1)果胶酸果胶酸是水溶性的，很容易与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶。

它主要存在于中层中。

(2)果胶。

果胶能溶于水，存在于中层和初生壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。

（3）原果胶原果胶(protopectin)主要存在于初生壁中，不溶于水，果胶物质分子间由于形成钙桥而交联成网状结构。

它们作为细胞间的中层起粘合作用，可允许水分子自由通过。

果胶物质所形成的凝胶具有粘性和弹性。

钙桥增加，细胞壁衬质的流动性就降低；酯化程度增加，相应形成钙桥的机会就减少，细胞壁的弹性就增加。

4.木质素木质素(lignin)不是多糖，主要分布于纤维、导管和管胞中。

木质素可以增加细胞壁的抗压强度，正是细胞壁木质化的导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干，并作为水和无机盐运输的输导组织。

5.蛋白质与酶细胞壁中最早被发现的蛋白质是伸展蛋白(extensin) 细胞壁中发现数十种酶，大部分是水解酶类，其余则多属于氧化还原酶类。

比如果胶甲酯酶、酸性磷酸酯酶、过氧化物酶、多聚半乳糖醛酸酶等。

二、论述题（共4题，每题15分）2、阐述拟南芥乙烯信号转导模式（图示并说明）。

答：ETR 1ETR 2 EIN3 生长C2H4-ⅠERS 1 →CTR1→∣EIN2 → EIL →乙烯反应衰老ERS2 脱落EIN 4 胁迫（1）拟南芥乙烯信号转导始于5个成员构成的乙烯受体家族，紧接着是具有蛋白激酶活性的CTR1。

ETR1和CTR1都是乙烯信号转导的负调控器。

乙烯结合于受体钝化其负调控活性，ETR1激活CTR1的负调控活性，然后抑制具有正调控活性的EIN2(ethylene—insensitive 2)。

位于信号转导下游和末端的EIN2、EIN3(ethylene—insensitive 3)／EIL(EIN3—like)和ERF 1(ethylene response factor 1)都是乙烯信号转导的正调控器。

（2）受体ETR基因家族和激酶CTR是负调节因子。

下游的EIN2和EIN3是正调节因子。

当有乙烯存在时，作为乙烯受体的ETR 家族感受乙烯后改变自身构型，组氨酸激酶失活，使得CTR 组氨酸激酶活性关闭，导致下游组分EIN2和EIN3、ERF激活而表达乙烯诱导基因，结果产生乙烯反应。

（3）乙烯与受体结合，然后经过定向传递和一定内部机制控制果实成熟基因(如PG基因)的转录和翻译以调节果实成熟。

这个过程中乙烯并不是控制成熟过程的开关，而只是一个调节器，并可以自动催化调节。