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,eto3

4、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: Constitutive 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）GGPS

         GGPS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 1

            ETR 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器。乙烯结合于受体钝化其负活性，ETR1激活CTR1的负活性，然后抑制具有正活性的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。

3、伸展蛋白与果实软化之间的关系。

   答：（1）软化是衡量果实成熟衰老进程的重要参数，与果实贮藏时间、贮藏品质密切相关。

（2）高等植物的细胞壁中有一种富含羟脯氨酸的糖蛋白，称为伸展蛋白。其核心蛋白质具有高度重复序列的结构1次级结构为ppⅡ螺旋它们在细胞质中合成， 由高尔基体分泌到细胞壁内组装。作为细胞壁的结构成份，它们的主要功能是壁的伸展在植物细胞壁中发挥着重要的生理功能。

（3）其生理作用受到乙烯的，在果实成熟中它可能通过抑制半纤维素和纤维素微纤丝之间的非共价键相互作用，促进果实的软化，伸展蛋白的生理功能主要作用于果实软化后期的快速软化阶段。

（4）伸展蛋白主要诱导植物细胞壁扩展，引起细胞壁疏松导致软化，它可以干扰半纤维素和纤维素微纤丝之间的非共价相互作用。

      （5）在果实中，伸展蛋白通过降解细胞壁中的多聚物，加速它的水解促进果实的软化。

4、乙烯在果实成熟过程中的机理

答（1）呼吸跃变型果实的成熟分为呼吸跃变前期及呼吸跃变期两阶段 这两个阶段的成熟相关生化变化及呼吸速率是不同的，外源乙烯处理的效应及乙烯生成的模式可用来区分这两个阶段。乙烯生成有两个系统，系统1是果实成熟开始前的跃变前期果实中存在的少量乙烯生成，系统1的乙烯生成速率很低，而

且它能被外源乙烯抑制。系统2为果实成熟过程中伴随的乙烯自催化生成，其生成速率很高，它的主要特点是自我催化。在乙烯介导的果实成熟中，乙烯的

作用不只是起一个开关的作用，它还有剂量效应，在整个果实的成熟过程中需要高水平的乙烯来维持。

（2）乙烯的生物合成是一个相对简单的代谢途径，并且在植物体中已由广泛的研究而得到了很好的证明。乙烯来源于蛋氨酸，蛋氨酸被S—腺苷蛋氨酸

合成酶转化为S—腺苷蛋氨酸(SAM)。SAM然后在限速酶ACC合成酶的催化下转化为1-氨基环丙烷—1-羧酸(ACC)和5 L甲硫腺苷(MTA)。接着ACC被ACC氧化酶(ACO)转化成乙烯。

（3）

乙烯调节果实成熟是通过协同成熟过程相关基因的表达实现的，诸如提高呼吸速率与乙烯自动催化产量，加快叶绿素分解，促进类胡萝卜素合成与淀粉到糖的转化，增强细胞壁降解酶活性等。

果实发育中乙烯激活基因的表达有两种方式：其一是基因表达是由于对基础乙烯的敏感性增加而被激活的，即由于受体浓度的增加而激活；其二是基因表达是由乙烯浓度的增加来调节的。

（4）乙烯在果实成熟、衰老过程中有双重作用：其一是它激活一些基因的转录，这些基因的转录产物不稳定、但它们是果实成熟、衰老所必需的。这种诱导具有发育阶段特异性和组织特异性。其二是它调节发育信号调节的mRNAs(例如PO)的翻译。此外，乙烯还可通过调节转录后的过程(例如：mRNA的稳定性和／或细胞质内的mRNA的运输)来果实成熟有关的基因的表达。另外，乙烯的作用并不仅限于它与单一受体结合而调节基因，这方面的作用还需进一步研究。

5、果实软化机制

   答：果实成熟软化是一个非常复杂的过程，其间经历了一系列生理生化的变化，包括乙烯的生物合成，细胞壁的降解，色泽、呼吸速率以及其他代谢变化。

1.果实细胞壁结构的变化

1．1细胞壁内部结构的破坏

           果实软化是细胞中胶层(果胶物质)结构变化，细胞总体结构破坏以及细胞物质在酶

的作用下分解，导致细胞发生分离的必然结果。细胞壁内部结构的破坏除中胶层(果胶物质)的

降解外，还同时发生其他物质的降解．纤维素、半纤维素在果实成熟过程中也有所变

       1、2 细胞壁中相关酶类的作用

          细胞壁物质的降解和果胶纤维素半纤维素(PCH)总体结构的破坏是细胞分离和果实软化的

开端、在细胞壁结构的破坏过程中，与细胞壁相关的酶类在不同的果实中起着不同的作用，原果胶在原果胶酶作用下分解，生成了果胶酸和可溶性果胶。

①   PG（多聚半乳糖醛酸酶）的主要功能是将果实细胞壁中多聚半乳糖醛酸酶降解为半乳糖醛酸，使细胞壁结构解体，导致果实软化。

2PE（果胶酯酶）作用于多聚半乳糖醛酸的半乳糖醛酸残基的C-6羧基基团，去掉甲酯催化果胶酯酸转化为果胶酸。

3β-半乳糖苷酶（β-Gal）酶可以使细胞壁的一些组分变得不稳定，它可以通过降解具支链的多聚醛酸，从而使其果胶降解或溶解。

4α-阿拉伯呋喃糖苷酶（a –Af）通过作用于阿拉伯半乳聚糖等支链多聚体参与细胞壁多糖降解的重要酶。

5纤维素酶   纤维素酶对羧甲基纤维素、木葡聚糖和具有葡萄糖结构的物质表现活性，促进果实软化。

6脂氧合酶（LOX）

           由于LOX能破坏生物膜的结构，引起组织降解，因此LOX也可

能是导致果实软化的因素之一。LOX启动的细胞膜脂过氧化作用与果实软化的启动有关，而LOX的自我活化作用是果实快速软化的动力之一。

      （2）植物细胞壁是由两个交联在一起的多聚物—纤维素的微纤丝和穿过微纤丝的伸展素网络交织而成的结构，悬在亲水果胶——半纤维素胶体中。在软化过程中，细胞壁内部结构的破坏，加上细胞壁物质大量降解，是果实质地变软的最初原因。这个过程主要是果胶质降解，由纤维素、半纤维素和果胶质构成的细胞壁结构的破坏发生较早，同时和原果胶溶化有关。这种改变常发生在酶的基础上。 

（3）   乙烯是导致植物衰老的重要激素。乙烯诱导果实软化的机理可能是:在果实成熟过程中乙烯诱导LOX活性提高，LOX活、性上升后，又促进乙烯大量合成释放，促成果实组织中PG和EXP的大规模产生，从而启动和加速了果实的软化进程。

2 果实内容物含量的变化

      果实的内容物包括可溶性固形物、糖、酸、维生素C、色素、蛋白质、丹宁、芳香物质等．在果实的软化成熟过程中，这些成分都发生不同程度的变化．较显著的是可溶性固形物及糖、酸的变化。在完熟期间，果实的甜度增加，酸度降低．甜度来源于淀粉或其他贮藏物质的水解产物，如蔗糖 葡萄糖和果糖等。呼吸跃变常与淀粉降解相联系．一般而言，当呼

吸上升至高峰时，淀粉含量急剧下降。

3  乙烯的生物合成作用

     果实成熟软化过程中，乙烯起着重要的调节作用，这种作用是通过乙烯生成量的增加和组织对乙烯敏感性的改变而实现，而且，乙烯对呼吸作用也有很大的影响。可根据果实采后成熟时有无呼吸跃变现象这一特点，将果实分为跃变型和非跃变型两大类．在跃变型果实中，其成熟过程及其他变化常常与呼吸速率的升高同时进行，且不同果实跃变期的呼吸强度之间有很大差别。

    果实本身乙烯生成率较低，但它对乙烯刺激的反应却十分敏感，用十万分之一的低含量乙烯处理，即有可能打开猕猴桃呼吸作用的“扳机”，加速果实的软化。

    果实的成熟衰老过程中，果实细胞壁结构的变化、果实内容物含量的变化和乙烯的生物合成，不是地进行，而是彼此联系的。衰老过程中组织结构或膜的解体可增加乙烯的合成，乙烯的产生又反过来促进组织或膜的解体，二者互为因果，使衰老不可逆转地进行下去。内容物随贮藏期的延长，逐渐降解为可溶性小分子作为呼吸基质被消耗，并产生乙烯。乙烯的产生又会促进内容物进一步降解，致使果实软化。由此可以看出，乙烯是成熟衰老的一个重要因子。

6、类胡萝卜素生物合成途径和

   答：

类胡萝卜素在生物体内的合成为异戊二烯代谢途径后期的一部分，一分子二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)与三分子异戊二烯焦磷酸(IPP)缩合生成牻牛儿焦磷酸(GGPP)，GGPP 在八氢番茄红素合成酶(PSY)催化下缩合形成八氢番茄红素，八氢番茄红素在脱氢酶(PDS)催化下经两步脱氢生成ζ—胡萝卜素，ζ—胡萝卜素在ζ—胡萝卜素脱氢酶(ZDS)催化下经两步脱氢生成链孢红素和番茄红素，番茄红素在β-番茄红素环化酶(LYCB)和ε—番茄红素环化酶(LYCE)作用下进一步脱氢生成β—胡萝卜素，α—胡萝卜素或ε—胡萝卜素。

：（1）发育阶段

植物绿色组织均有类胡萝卜素存在。类胡萝卜素起着保护叶绿素免受光氧化这一必不可少的生理作用,因而在绿色组织中它是组成型合成的。但处于不同发育阶段的花和果实所积累的类胡萝卜素的含量及种类却有所不同。这表明类胡萝卜素合成在一定程度上也受花朵开放和果实成熟等发育阶段的。

    （2）光

适度的光照促进植物组织类胡萝卜素合成。光诱导类胡萝卜素合成是光诱导叶绿体发育这一复杂过程中的一个重要方面,番茄果实成熟时类胡萝卜素合成也受光促进。光照强度对叶黄素循环有较大影响。

（3）化学物质

         GGPS活性依赖Mn2 + ,Mn2 + 是决定GGPP 用来合成类胡萝卜素还是其它类异戊二烯产物的关键性因子,对植物类胡萝卜素的合成至关重要。

     乙烯在类胡萝卜素合成中也起着重要作用乙烯处理可促进PSY 基因表达，乙烯处理还影响果实积累类胡萝卜素的种类。

7、阐述糖与花色素苷之间的关系

   答：（1）糖是花色素苷合成的一种原料，但糖对花色素苷合成的作用，并不单纯的是通过糖酵解途径起作用，更多的是通过一种信号机制促进花色素苷的

合成。

（2）不同种类的糖对花色素苷合成的影响也不同。一般情况下，在果实发育过程中，随着糖含量增加，果实中花色素苷的含量增加。如草莓果实在由绿转白后，花色素苷合成迅速增加，总糖含量增加，葡萄糖和果糖含量不变。如葡萄在成熟期，可溶性固形物含量与花色素苷合成呈正相关。

（3）糖是花色苷生物合成的原料，糖积累水平的高低，应该是影响花色苷合成的重要因素。采用促使光合产物积累的措施增进组织的碳水化合物，可以增进了花色苷的合成。在观察到如果果实含糖量低，最好的光照也不会使果实令人满意地着色。果实的着色也依赖于含糖量。 

8、芳香物质的合成途径

答：（1）芳香物质的形成途径主要有五种：以脂肪酸为前体的合成；以氨基酸为前体的合成；以色素为前体的合成；以羟基酸为前体烯萜类物质的合成；以单糖和糖苷为前体的合成

    （2）以氨基酸为前体的合成

参与香气合成的氨基酸主要有缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸。通过转氨、脱羧等过程，形成醇和酰基-CoA。上述途径产生的醇和酰基-COA在醇-酰基转移酶(AAT)的作用下合成酯类物质，这一过程需要氧，因而酯类物质在果实表皮合成最活跃。

（3）以脂肪和亚油酸为前体的生物合成

它的前体物质主要有两种，亚油酸和亚麻酸。这两种脂肪酸在脂氧合酶(L0x)和有氧气存在的条件下氧化，再在脱氢酶和裂解酶、异构酶的作用下最终形成C6 C9的醛、醇化合物。酶的区域化作用对上述反应的引发是必须的，并且随着后继反应的进行香气随时间而发生改变，因为醇的阈值比相应的醛高。一般来说，C6化合物产生青草香气，C9化合物往往呈现出黄瓜、甜瓜的香气。

 (4) 以单糖、糖苷为前体的生物合成

     在水果中存在大量的各种单糖，它们不但构成了水果的味感成分，而且也是许多嗅感成分如醇、醛、酸、酯类的前体物质。单糖经无氧代谢生成丙酮酸后，再在脱氢酶催化下氧化脱竣生成乙酰辅酶A，以后分两条途径合成酯：一是在醇转酯酰酶催化下生成乙酸某酯;另一是在还原酶催化下先生成乙醇，再合成某酸乙酯。

 (5)以色素为前体

类胡萝卜素也是果实中一些重要风味物质。它们形成C8 C13 C18 直链和环状异戊二烯（C5）等组分。这些物质仅在果实形成过程形成，一些情况会发生在细胞后。对不同水平得了类胡萝卜进行研究发现，6-甲基-5-庚烯-2-酮、牻牛儿丙酮、β-紫罗兰酮、及相关成分均来自类胡萝卜素的氧化分解。

 （6）以羟基酸为前体

     以羟基酸为前体烯萜类物质的合成 还有一些挥发性物质形成丁类萜(Cl0和C8)，它们与木质素和一些未知物质有关。如在番茄果实中仅有一种类

萜被明确鉴定了出来，并且仅形成于绿果阶段。

9、果实糖代谢与相关酶

答：糖代谢指糖类在细胞内的代谢途径。植物可以通过光合作用合成糖，果实中糖的种类和含量是决定果实品质的重要指标。果实获得同化物的能力在很大程度上取决于其库强，而库强的大小常决定于糖代谢相关酶的活性。

果实糖代谢相关酶

果实内糖代谢主要与蔗糖代谢相关酶活性有关系，蔗糖的积累涉及光合产物的运输、卸载、贮存、蔗糖合成、分解与积累等。在果实发育过程中这些代谢过程受多种酶，主要包括酸性转化酶（SAI）、中性转化酶（NI）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）等。其中SAI在蔗糖代谢中起着关键作用，而且酸性转化酶活性的降低是果实蔗糖积累的必要前提。酸性转化酶的活性受激素的调节。果实内糖分积累的种类和含量决定了果实的品质．糖卸载到果实中在很大程度上取决于果实的库强，而库强大小的一个重要生理标志就是蔗糖代谢相关酶活性．果实内的蔗糖代谢相关酶主要为转化酶(Invertase，Ivr)、蔗糖合成酶(sucrose synthase，SS)和蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate，SPS)．转化酶可以催化蔗糖不可逆地分解为果糖和葡萄糖．根据其最适pH值又分为酸性(acid invertase，AI)和中性(或称碱性)(neutral invertase，NI)．SS为葡萄糖转移酶，它在UDP存在的条件下，催化将蔗糖转化成UDPG和果糖的可逆反应．它在蔗糖代谢中起合成还是分解蔗糖的作用与其是否被磷酸化有关．SPS为催化合成蔗糖的酶，它催化UDPG和6-磷酸果糖合成蔗糖磷酸，然后在磷酸酯酶作用下生成蔗糖，后一步反应为不可逆的．

10、请谈谈分子生物学技术在果实采后生物学领域的应用。

11、果实次生代谢物质的作用。

答：植物通过次级代谢途径产生的物质称为次生代谢产物。一般认为次生物质对维持生命有机体的基本生命过程无直接联系，并非生命活动所必需。但是，确有一些次生物质为植物自身生命活动所必需．有一些则是人类所必需。例如吲哚、赤霉素等次生物质作为植物激素直接参与了生命活动的调节：叶绿素、类胡萝卜素等作为光合色素参与光合作用。次生物质在维护植物自身的生存方面起着重要的作用：提高植物对物理环境的适应性、抵御天敌的侵袭、增强抗病性、提高物种间竞争能力、维系植物与其他生物间的互惠关系。中药材中的有效成分绝大多数是次生代谢物质．具有显著的抗肿瘤、抗癌、抗氧化、降低血脂和胆固醇等作用，与人类的健康密切相关。

     （1）生物碱

生物碱是含氮有机化合物中最大的一类次生代谢物质．主要包括异喹啉类、吲哚类和多炔类等。许多生物碱是药用植物的有效成分。

     （2）萜类化合物

          萜类化合物是异戊二烯单元(5碳)组成的化合物，通过异戊二烯途径(又称甲羟酸途径)合成。由2个、3个或4个异戊二烯单元分别组成产生的单萜、倍半萜和二萜称为低等萜类，单萜和倍半萜是植物挥发油的主要成分．也是香料的主要成分，植保素很多是一些倍半萜和二萜化合物。萜类化合物虽然形态各异，但所有的萜类化合物都是从异戊二烯基二磷酸(IPP)和二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)聚合而成。

     （3）黄酮类化合物 

           黄酮类化合物具有很强的抗氧化活性．因而食物中黄酮类化合物的增加对人体的健康是很有好处。如合成查耳酮异构酶的矮牵牛的过度表达能使番茄果皮中的黄酮类化合物的含量增加8O倍，而番茄果肉中则增加2O倍。另外，新鲜番茄中转基因查耳酮合成酶和黄酮醇合成酶对增加黄酮醇的生物合成具有显著的协同作用。

     （4）醌和苯甲酸衍生物

          醌是从苯甲酸衍生而来的环化合物，作为植物中的电子转移物起作用。

三、设计题（共1题，15分）

1、番茄果实色泽变化是一个衡量果实成熟进程的典型指标，以绿熟期番茄果实为试材，研究室温贮藏30天期间番茄果实色泽变化规律，请设计一个合理的实验方案。

2、请设计一个某果实芳香成分鉴定的实验方案。

1、果实系统-II乙烯生成模式与机理

答： 

系统2为果实成熟过程中伴随的乙烯自催化生成，其生成速率很高，它的主要特点是自我催化。

随着果实成熟，伴随呼吸跃变产生的大量乙烯称为第2系统乙烯，ACS是限速酶，它专一性地以SAM为底物，辅基是磷酸吡哆醛。所有植物中的ACS都是由多基因家族所编码，每个ACS基因的表达具有器官和刺激的特异性，每个基因都随发育、环境和激素信号差异表达。果实成熟过程中，ACC合成酶LeACS2和LeACS4基因的表达导致第2系统乙烯的显著增加，这2个基因的转录本分别在呼吸跃变前和呼吸跃变过程中迅速累积，而且可以在成熟绿果中被低量乙烯诱导表达，其中，LeACS2基因转录本在呼吸跃变过程中的累积量是LeACS4的lO倍之多。LeACS2和LeACS4基因的表达是导致番茄果实呼吸跃变和果实成熟过程中产生大量乙烯(第2系统乙烯)的主要原因。果实中第1系统乙烯和第2系统乙烯的合成是分别通过对特定的ACC合成酶基因的负向和正向反馈控制来调节的。

在大多数的植物组织中ACO基因是组成型表达的。但在果实成熟、衰老的过程中可被诱导, 植物组织中ACO催化ACC生成乙烯完全依赖于O2，而且Fe2+和抗坏血酸对其活性是必需的。

1、番茄果实色泽变化是一个衡量果实成熟进程的典型指标，以绿熟期番茄果实为试材，研究室温贮藏30天期间番茄果实色泽变化规律，请设计一个合理的实验方案。

1）样品处理：

挑选大小均匀、无病虫害和机械伤的绿熟期番茄90个，置于室温下贮藏30天；

每天同一时间，随机取出3只番茄，用小刀和镊子从每只番茄上随机剥取一小块果皮，利用色差仪测定果皮的色泽的a值及b值；

2）测定（色差仪的使用）：本试验为对反射样品进行测定

开机预热10min

设定标准值：白板XYZ。

设定内部目标样品色差值。

设定输出格式：选择L、a、b系统，L*为明度，范围从黑=O到白=100；a*， b*为色品，a值的正值表示色泽红/紫，负值表示浅蓝/绿；b的正值表示黄，负值表示蓝。

设定测量模式：本试验为reflective反射测量模式。

设定色差比较方式：Target内部目标样品方式。

调零。

调白：标准白板。

测量：三次测量取平均值，可打印测量结果。

3）数据记录及分析

将每天取出的3只番茄所测得数据的平均值作为当天番茄的色泽测量结果；

以时间为横坐标，a、b值为纵坐标，分别作图，得到番茄的a值和b值随时间变化的曲线；

根据曲线分析番茄在室温下贮藏30天色泽的变化情况。