第二章 植物的光合作用
一．名词解释。
1．光合作用（photosynthesis）指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
2．光合细菌（photosynthetic bacteria）能进行光合作用的细菌称为光合细菌。
3．希尔反应（Hill reaction）离体叶绿体在有适当的电子受体存在时，光下分解水并释放氧气的反应。
4．碳素同化作用（carbon assimilation）自养植物吸收二氧化碳，将其转化为有机物的过程。
5．光反应（light reaction）光合作用中需要光的反应。发生在类囊体上的光吸收、传递与转换、电子传递和光合磷酸化等的总称。
6．暗反应（dark reaction）光合作用的酶促反应，发生在叶绿体中间质中的同化二氧化碳生成碳水化合物等有机物的反应。
7．同化力（assimilatory power）指ATP和NADPH，它们是光合作用光反应中由光能转化来的活跃的化学能，具有同化CO2为有机物的能力，所以称为“同化力”。
8．量子效率（quantum efficiency）又称量子产额（quantum yield），光合作用吸收一个光量子后，能释放出的O2分子数或能固定的CO2的分子数。
9．量子需要量（quantum requirement）量子效率的倒数，即释放一个O2和还原一个CO2所需要吸收的光量子数。
10．光合单位（photosynthetic unit）存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位。
11．红降现象（red drop）植物在波长大于680nm的远红外光下，光合量子产额明显下降的现象。
12．爱默生增益效应（Emerson enhancement effect）由Emerson首先发现的，在用长波红光照射时补加一点波长较短的光，则光合作用的量子产额就会立刻提高，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高，也称为双光增益效应。
13．叶绿体（chloroplast）含有以叶绿素色素为主体色素的质体。
14．光合膜（photosynthetic membrane）即为类囊体膜，因为光合作用的光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的。
15．类囊体（thylakoid）叶绿体中由单层膜围起的扁平小囊，分为基质类囊体和基粒类囊体两类。
16．光合色素（photosynthetic pigmemt）在光合作用的光反应中吸收传递光能的色素，主要有三种类型：叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素。高等植物含前两类，藻胆素只存在于藻类中。
17．叶绿素（chlorophyll）植物进行光合作用的主要色素，为镁卟啉化合物，是一类使植物呈现绿色的色素。
18．去镁叶绿素（pheophytin）叶绿素的卟啉环中的镁被H+置换后形成褐色的去镁叶绿素。若去镁叶绿素中的H+被Cu2+取代，就形成鲜绿色的铜代叶绿素。
19．类胡萝卜素（carotenoid）植物进行光合作用的重要色素，为8个异戊二烯形成的四萜化合物，是一类使植物呈现绿色的色素，包括胡萝卜素和叶黄素。
20．原初反应（primary reaction）指光合作用中最初的反应，从光合色素分子受激发起到引起第一个化学发应为止的过程，包括光能的吸收、传递与光化学反应。
21．荧光现象（fluorescence phenomenon）叶绿素溶液在透射光下呈现绿色，在反射光下呈现红色，称为荧光现象。激发态的叶绿素分子回到基态时，可以以发光的形式释放能量。
22．磷光现象（phosphorescence phenomenon）处在三线态的叶绿素分子回到基态时所发出的光趁为磷光。
23．激子传递（exciton transfer）激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，它能转移能量但不能转移电荷。在相同分子内依靠激子传递来转移能量的方式，称为激子传递。
24．共振传递（resonance transfer）指在光合色素分子间依赖电子的振动传递能量的方式。
25．反应中心（reaction center）发生原初反应的最小单位，由反应中心色素分子、原初电子受体、次级电子受体与次级电子供体等电子传递体，以及维持这些电子传递体的微环境所必需的蛋白质等组分组成的。
26．反应中心色素分子（reaction center pigment）是处于反应中心中的一类特殊性质的叶绿素a分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将光能转换成电能。
27．聚光色素（light harvesting pigmemt）又称天线色素，指在光合作用中起吸收和传递光能作用的色素分子，它们本身没有光化学活性。
28．电子供体（electron donor）在氧化还原反应中供给电子的反应物，即一种还原剂。
29．原初电子供体（primary electron donor）直接向原初电子受体提供电子的电子传递体。
30．电子受体（electron acceptor）在氧化还原反应中接受电子的反应物，即一种氧化剂。
31．原初电子受体（primary electron acceptor）直接接受反应中心色素分子传来电子的电子传递体。
32．光合链（photosynthetic chain）即光合电子传递链，定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。
33．“Z”方案（“Z”scheme）指光合电子传递途径由两个光系统串联起来的方案。
34．光系统Ⅰ（photosysten Ⅰ，PSⅠ）类囊体膜上的色素蛋白复合体，高等植物的PSⅠ由反应中心、反应中心色素分子P700、聚光色素复合体Ⅰ、铁硫蛋白、Fd、FNR等组成。
35．光系统Ⅱ（photosysten Ⅱ，PSⅡ）类囊体膜上的色素蛋白复合体，由反应中心、反应中心色素分子P680、聚光色素复合体Ⅱ、中心天线、放氧复合体、细胞色素和多种辅助因子构成。
36．水氧化钟(wataer oxidizing clock) 亦称Kok钟(Kok clock)，Kok 等(1970)根据一系列瞬间闪光处理叶绿体与放O2的关系提出的解释光合作用中水氧化机制的一种模型：叶绿体中的放氧复合体(根据带正电荷的多少，依次称为S0、S1、S2、S3、S4)在每次闪光后积累1个正电荷，积累到4个正电荷时(S4)2个H2O释放1个O2获得4个e-，并回到初始状态S0。此模型中，每吸收1个光量子推动氧化钟前进一步。
37．内转换（internal conversion）激发态的叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量，称为内转换或无辐射退激。
38．荧光猝灭剂（fluorescence quencher）在色素溶液中，如加入某种受体分子，能使荧光消失，这种受体就称为荧光猝灭剂。
39．放氧复合体（oxygen-evolving complex）一种含锰的蛋白，在光系统Ⅱ靠近类囊体腔的一侧，参与水的裂解和氧的释放。
40．Cytb6/f 复合体（cytochrome b6/f complex）连接PSⅠ和PSⅡ两个光系统的中间电子载体系统。
41．质醌（plastoquinone）也叫质体醌，是一种苯酚的衍生物，是PSⅡ反应中心的末端电子受体，也是介于PSⅡ复合体与Cytb6/f 复合体间的电子传递体。
42．质醌穿梭（plastoquinone shuttle）氧化态的质醌在类囊体的外侧接收由PSⅡ传来的电子，与质子结合；还原的质醌将电子传给Cytb6/f 复合体，并释放2个质子到膜腔内，这种反应称为质醌穿梭。
43．铁氧还蛋白（ferrdoxin）存在于类囊体膜表面的蛋白质。
44．Rieske铁硫蛋白（Fe-S）R由Rieske 发现的非血红素的Fe蛋白质，它是Cytb6/f 复合体中的电子传递体。
45．铁氧还蛋白-NADP+还原酶（ferrdoxin-NADP+ reductase）存在于类囊体膜表面的蛋白质，也是光合电子传递链的末端氧化酶，接收Fd传来的电子和基质中的H+，还原NADP+为NADPH。
46．聚光色素复合体（light harvesting pigment complex）为色素与蛋白质结合的复合体，它接受光能，并把光能传给反应中心。
47．质蓝体（plastocyanin）位于类囊体膜内侧表面的含铜的蛋白质，氧化时呈蓝色，是介于Cytb6/f 复合体与PSⅠ之间的电子传递体。
48．假环式电子传递（pseudocyclic electron transport）指水中的电子经PSⅡ与PSⅠ传给Fd再传给O2的电子传递途径。
49．非环式电子传递（noncyclic electron transport）指水中的电子经PSⅡ与PSⅠ一直传到NADP+的
50．环式电子传递（cyclic electron transport）一般指PSⅠ中电子经Fd、PQ、Cytb6/f等电子递体返回到PSⅠ的循环电子传递途径。
51．光合磷酸化（photosynthetic phosphorylation）光下在叶绿体或者载色体中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。
52．非环式光合磷酸化（noncyclic photophosporylation）与非环式电子传递偶联产生ATP的反应。体系除产生ATP外，同时还有NADPH的产生和氧的释放。
53．环式光合磷酸化（cyclic photophosporylation）与环式电子传递偶联产生ATP的反应。是非光合放氧生物光能转换的唯一形式，主要在基质片层内进行。
54．假环式光合磷酸化（pseudocyclic photophosporylation）假与环式电子传递偶联产生ATP的反应。此光合磷酸化既放氧又吸氧，还原的电子受体最后又被氧化。
55．腺苷三磷酸酶（adenosine triphosphatase，ATPase）一类催化腺苷三磷酸（ATP）水解生成腺苷二磷酸（ADP）与无机磷酸（Pi）的酶，简称ATP酶。
56．质子动力势（proton motive force）是电化学势差与法拉第常数的比值，其单位为电势（V）。
57．解偶联剂（uncoupler）能消除类囊体膜或线粒体内膜内外质子梯度，解除磷酸化反应与电子传递之间偶联的试剂。
58．二氯苯基二甲基脲（dichlorophenyl dimethylures）一种除草剂，光合电子传递抑制剂，抑制PSⅡ的Q8到PQ的电子传递，因而也是非环式光合磷酸化与假环式光合磷酸化的抑制剂。
59．光能转化效率（efficiency of light energy conversion）光合产物中所储存的化学能占光合作用所吸收的有效辐射能的百分率。
60．CO2同化（CO2 assimilation）植物利用光反应中形成的同化力将CO2转化成稳定的碳水化合物的过程。
61、卡尔文循环（Calvin cyccle）光合作用中二氧化碳同化的循环式途径，在此过程中碳同化的初级产物是3-磷酸甘油酸（PGA），并确定CO2的受体是核酮糖-1，5-二磷酸。
62．C3途径（C3 pathway）即卡尔文循环，光合碳同化途径中CO2固定后形成的最初产物3-磷酸甘油酸为三碳化合物，故称为C3途径。
64．C3植物（C3 plant）具有C3途径的植物叫C3植物。
65．C4途径（C4 pathway）也称哈奇-斯莱克途径，由于这条光合碳同化途径中CO2固定后形成的最初产物草酰乙酸为四碳二羧酸化合物，所以叫四碳双羧酸途径，简称C4途径。
66．C4植物（C4 plant）把具有C4途径的植物称为C4植物。
67．景天科酸代谢途径（Crassulacean acid metabolism pathway，CAM途径）景天科、仙人掌科等植物，夜间气孔张开，固定CO2产生有机酸，白天气孔关闭，有机酸脱羧释放CO2，经卡尔文循环还原成有机物，这种与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为景天科酸代谢途径。
68．CAM 植物（CAM plant）具有景天科代谢途径的植物为CAM 植物。
69．景天科（Crassulaceae）双子叶植物纲蔷薇亚纲的一个科，草本或小灌木，茎及叶肉质，主要分布于北温带和热带的干燥地区。
70．C3-C4中间植物（C3-C4 intermediate plant）指形态解剖结构和生理生化特性介于C3植物和C4植物之间的植物。
71．核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（ribulose-1，5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，Rubisco）具有双重功能，即能使RuBP与CO2起羧化反应，推动C3碳循环，又能使RuBP与O2起加氧反应而引起C2氧化循环即光呼吸。
72．磷酸丙糖转运器（triose phosphate translocator）叶绿体被膜上的一种转运磷化合物的载体蛋白。
73．磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase）在C4植物中主要存在于叶肉细胞的细胞质中，磷酸烯醇式丙酮酸与HCO3-形成草酰乙酸的反应。
74．维管束鞘细胞（bundle sheath cell）在维管束的周围，通常包围着由一层或数层具有支持作用的厚壁组织细胞组成的维管束鞘细胞。
75．果糖-6-磷酸（fructose-6-phosphate）光合碳代谢和呼吸代谢中的重要中间产物，在叶绿体中是淀粉合成的起始物，在细胞质中是蔗糖合成的前体。
76．果糖-1，6-二磷酸（fructose-1，6-bisphosphate）光合碳代谢和呼吸的重要中间产物，参与淀粉和蔗糖的合成。
77．苹果酸（malatemalic acid）羟基丁二酸，一种无色晶状化合物，自然存在于许多未成熟的水果中，是C4途径中重要的中间产物，又草酰乙酸还原而成。
77．草酰乙酸（oxaloacetic acid）丁酮二酸，一种无色的晶体二羧酸，C4途径中光合碳同化形成的最初产物。
78．光呼吸（photoredpiration）植物的绿色组织以光合作用的中间产物为底物而发生的吸收氧气、释放CO2的过程。
79．二氧化碳猝发（carbon dioxide outburst）对正在光合作用的叶片突然停止光照，短时间内有一个快速CO2释放过程，这种在断光后快速释放CO2的过程称二氧化碳猝发。
80．光合速率（photosynthetic rate）单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或者O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。
81．净光合速率（net photosynthetic rate）又称表观光合速率，指实际所测到的光合速率，等于总光合速率或真光合速率减去光、暗光合速率。
82．净同化率（net assimilation rate）一定时间内在单位叶面积上所积累的干物质，常用g·m-2·d-1表示。
83．光合有效辐射（photosynthetic active radiation）指400～700nm波长范围内的可见光。这部分光可以被光合色素吸收利用，因此叫光合有效辐射。
84．光合光子通道（photosynthetic photon flux）光合作用中表示光强的单位，指在光合有效辐射范围内，单位时间内辐射到单位面积上的量子数，以mol·m-2·s-1表示。
85．光补充点（light compensation point）光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时，即表观光合速率相当时的光强度。
86．光饱和现象（light saturation）在弱光下随着光照强度的增高，光合速率的相对提高，当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而提高，此现在叫光饱和现象。
87．光饱和点（light saturation point）开始达到光合速率最大值时的光照强度称光饱和点，或开始出现光饱和现象时的光照强度。
88．光抑制（photoinhibition）当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，光会引起光合效率的降低，此现象叫光合作用的光抑制。
89．CO2补偿点（CO2 compensation point）空气中的CO2浓度较低时，光合速率随CO2浓度增加而提高，当光合作用所吸收的CO2与呼吸作用所释放的CO2相当时，也就是净光合作用为零时，环境中的CO2浓度。
90．CO2饱和点（CO2 saturation point）空气中CO2浓度较低时，光合速率随CO2浓度的增加而提高，当CO2达到某一浓度时，光合速率就不再随着CO2浓度的增加而提高，开始达到最大光合速率的CO2浓度称为CO2饱和点。
91．光合滞后期（lag phase of photosynthesis）对置于暗中的植物材料照光，起初光合速率很低或为负值，需光照一段时间后，光合速率才逐渐上升，并趋于稳态。从照光开始到光合速率达到稳定状态的这段时间，为光合滞后期，又叫光合诱导期。
92．光合“午睡现象”（midday depression of photosynthesis）植物的光合速率在午后下降的现象。
93．叶面积系数（leaf area index，LAI）指作物的总叶面积和土地面积的比值，是衡量作物群体大小的指标。
94．光能利用率（efficiency for solar energy utilization）单位面积上的植物光合作用积累的有机物中所含的化学能占照射在相同面积上的光能的百分比，是衡量植物利用光能的指标。
95．光合产量（photosynthetic yield）植物一生中进行光合作用所产生的全部有机物质的量。
96．生物产量（biological yield）植物一生中进行合成并积累下来的全部有机质的量。
97．经济产量（economic yield）生物产量中经济价值较高的部分。
98．PQ循环(plastoquinone cycle )：伴随PQ的氧化还原，可使2H+从间质移至类囊体膜内空间，即质子横渡类囊体膜，在搬运2H+的同时也传递2e至Fe-S，PQ的这种氧化还原往复变化称PQ循环。
99．磷酸运转器(phosphate translocator )：位于叶绿体内膜上承担输出磷酸丙糖和输入Pi的运转器。
100．复种指数（multiple crop index）全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。
二．写出下列缩写符号的中文名称
1.ATPase：腺苷三磷酸酶，ATP（合）酶 2.BSC：维管束鞘细胞 3.CAM：景天科酸代谢4.Chl：叶绿素 5.Cytb6/f：Cytb6/f复合体 6.CF1-CF0：CF1-CF0 复合体、叶绿体ATP（合）酶 7.DCMU：二氯苯基二甲基脲、敌草隆 8.Eu：光能利用率 9.F6P：果糖-6-磷酸 10.FBP：果糖1，6-二磷酸 11.Fd：铁氧还蛋白 12.(Fe-S)R：Rieske铁硫蛋白 13.FNR ：铁氧还蛋白-NADP+还原酶 14.LAI：叶面积系数 15.LCP：光补偿点 16.LSP：光饱和点
17.LHC：聚光色素复合体 18.Mal：苹果酸 19.NAR：净同化率 20.OAA：草酰乙酸 21.P700：PSI反应中心色素分子 22.P680 ：PSII反应中心色素分子 23.PC：质蓝素24.PEP：磷酸烯醇式丙酮酸 25.PEPC：磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 26.PGA：3-磷酸甘油酸27.Pheo：去镁叶绿素 28.pmf：质子动力 29.Pn：净光合速率 30.PQ：质醌、质体醌
31.PSI：光系统I 32.PSII ：光系统II 33.RuBP：核酮糖1,5-二磷酸 34.Rubisco：1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶 35.TP：磷酸丙糖 36. NADP +
：氧化型辅酶Ⅱ 37.GAP ：3–磷酸甘油醛 38.DHAP ：磷酸二羟丙酮 39.G6P ：葡萄糖–6–磷酸 40.E4P ：赤鲜糖–4–磷酸 41.SBP ：景天庚酮糖– 1 ，7 –二磷酸 42.S7P ：景天庚酮糖–7–磷酸 43.R5P ：核糖–5–磷酸 44.Xu5P ：木酮糖–5–磷酸 45.Ru5P ：核酮糖–5–磷酸 46.HP ：磷酸己糖 47. PSⅠ：光系统Ⅰ 48.PSⅡ：光系统Ⅱ；
三．填空
1．绿色植物和光合细菌都能利用光能将 合成有机物，它们都属于光养生物。从广义上讲，所谓光合作用，是指光养生物利用 把 合成有机物的过程。（CO２，光能，CO２）
2．光合作用本质上是一个氧化还原过程。其中 是氧化剂， 是还原剂，作为CO2还原的氢的供体。（CO2，H2O）
3．1940年S.Ruben等发现当标记物为H218O时，植物光合作用释放的O2是 ，而标记物为C18O2时，在短期内释放的O2则是 。这清楚地指出光合作用中释放的O2来自于 。（18O2，O2，H2O）
4．1939年Robert.Hill发现在分离的叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体，如铁氰化钾或草酸铁等，照光时可使水分解而释放氧气，这一现象称为 ，其中的电子受体被称为 。（希尔反应，希尔氧化剂）
5．1954年美国科学家D.I.Arnon等在给叶绿体照光时发现，当向体系中供给无机磷、ADP和NADP时，体系中就会有 和 两种高能物质的产生。同时发现，只要供给了这两种高能物质，即使在黑暗中，叶绿体也可将 转变为糖。所以这两种高能物质被称为“ ”。(ATP，NADPH，CO2，同化力)
6．20世纪初人们研究光强、温度和CO2浓度对光合作用影响时发现，在弱光下增加光强能提高光合速率，但当光强增加到一定值时，再增加光强则不再提高光合速率。这时要提高温度或CO2浓度才能提高光合速率。用藻类进行闪光试验，发现在光能量相同的前提下闪光照射的光合效率是连续光下的200%～400%。这些实验表明光合作用可以分为需光的 和不需光的 两个阶段。(光反应，暗反应)
7．由于ATP和NADPH是光能转化的产物，具有在黑暗中使光合作用将CO2转变为有机物的能力，所以被称为“ ”。光反应的实质在于产生“ ”去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用“ ”将 转化为有机碳(CH2O)。（同化力，同化力，同化力，CO2）
8．量子产额的倒数称为 ，即光合作用中释放1分子氧和还原1分子二氧化碳所需吸收的 。(量子需要量，光量子数)
9.类囊体膜上主要含有四类蛋白复合体，即 、 、 和 。由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为 膜。(PSI复合体， PSⅡ复合体，Cytb6/f复合体，ATPase复合体，光合)
10．反应中心色素分子是一种特殊性质的 分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将 能转换成 能。其余的叶绿素分子和辅助色素分子一起称为 色素或 色素。(叶绿素a，光，电，聚(集)光，天线)
11．一个“光合单位”包含多少个叶绿素分子?这要依据其执行的功能而定。就O2的释放和CO2的同化而言，光合单位为 ；就吸收一个光量子而言，光合单位为 ；就传递一个电子而言，光合单位为 。（2500，300，600）
12．PSI中，电子的原初供体是 电子原初受体是 。PSⅡ中，电子的原初供体是 ，电子原初受体是 。(P680，Pheo，P700，A0即单体Chla)
13．叶绿体是由被膜、 和 三部分组成。叶绿体被膜上 叶绿素，外膜为非选择透性膜，内膜为 性膜。叶绿体中起吸收并转变光能的部位是 膜，而固定和同化CO2的部位是 。（基质，类囊体，无，选择透，类囊体，基质）
14．基质是进行 的场所，它含有还原CO2与合成淀粉的全部酶系，其中 酶占基质总蛋白的一半以上。（碳同化，1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶或Rubisco）
15．类囊体分为二类： 类囊体和 类囊体。（基质，基粒）
16．叶绿素分子含有一个由 组成的的“头部”和一个含有由 组成的“尾巴”。叶绿素分子的 端为亲水端， 端为亲脂端。通常用含有少量水的有机溶剂如80％的 或95% 来提取叶片中的叶绿素。（卟啉环，叶绿醇或植醇，卟啉环，叶绿醇或植醇，丙酮，乙醇）
17．当卟啉环中的镁被H＋所置换后，即形成褐色的去 叶绿素，若再被Cu2+取代，就形成鲜绿的 代叶绿素。（镁，铜）
18．叶绿素对光最强的吸收区有两处：波长640～660nm的 光部分和430～450nm的 光部分。叶绿素对 光的吸收最少。（红，蓝紫，绿）
19．类胡萝卜素的吸收带在400～500nm的 光区，它们基本不吸收 光，从而呈现黄色。（蓝紫，黄）
20．根据能量转变的性质，可将光合作用分为： 反应、 传递和 磷酸化、以及 等阶段。（原初，电子，光合，碳同化）
21．原初反应包括光能的 、 和 反应，其速度非常快，且与 度无关。（吸收，传递，光化学，温）
22．叶绿体色素吸收光能后，其光能在色素分子之间传递。在传递过程中，其波长逐渐 ，能量逐渐 。（变长，降低）
23．光合链中的电子传递体按氧化还原电位高低，电子传递链呈侧写的 形。在光合链中，电子的最终供体是 ，电子最终受体是 。（Z，水，NADP＋）
24．质醌在叶绿体中含量很高，为脂溶性分子，能在类囊体膜中自由移动，转运电子与质子，质醌在类囊体膜中的穿梭和反复进行氧化还原反应，对跨膜转移 和建立类囊体膜内外的 梯度起着重要的作用。（质子、质子）
25．根据电子传递到Fd后去向，将光合电子传递分为 式电子传递、 式电子传递和 式电子传递三种类型。（非环，环，假环）
26．非环式电子传递指 中的电子经PSⅡ与PSⅠ一直传到 的电子传递途径。假环式电子传递的电子最终受体是 。（水，NADP＋，O2）
27．叶绿体的ATP酶由两个蛋白复合体组成：一个是突出于膜表面的亲水性的 ；另一个是埋置于膜中的疏水性的 ，后者是 转移的主要通道。（CF1，CFo，质子）
28．根据植物碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，可将碳同化途径分为 途径、 途径和 途径三种类型。（C3，C4，景天科酸代谢）
29.C3途径是在叶绿体的 中进行的。全过程分为 、 和 三个阶段。（基质，羧化，还原，再生）
30．核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶简称 ，它既能使RuBP与CO2起 ，推动C3碳循环，又能使RuBP与O2起 而引起光呼吸。(Rubisco，羧化反应，加氧反应)
31．C3途径每同化一个CO2需要消耗 个ATP和 个NADPH，还原3个CO2可输出1个 ；C4植物每同化1分子CO2，需要消耗 分子ATP和 分子NADPH。（3，2，磷酸丙糖，5，2）
32．C3途径形成的磷酸丙糖可运出叶绿体，在 中合成蔗糖或参与其它反应；形成的磷酸己糖则可在 中转化成淀粉而被临时贮藏。（细胞质，叶绿体）
33．光呼吸生化途径要经过 体、 体和 体三种细胞器。光呼吸的底物是 。（叶绿，过氧化，线粒，乙醇酸）
34．RuBP加氧酶催化底物 加氧生成 和 ，后者是光呼吸底物的主要来源。（RuBP，PGA即3－磷酸甘油酸，磷酸乙醇酸）
35．C4植物的光合细胞有 细胞和 细胞两类。C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶主要存在于的 细胞的细胞质中；而Rubisco等参与的碳同化的酶主要存在于 细胞中。（叶肉，维管束鞘，叶肉，维管束鞘）
36．C4途径基本上可分为 、 、 和 等四个阶段。（羧化，还原或转氨，脱羧，底物再生）
37．在弱酸作用下，绿色的叶绿素溶液会变成 色。在反射和折射光下叶绿素溶液会变成 色，这就是叶绿素的 。（黄褐，血红，荧光现象）
38．CAM途径的特点是：晚上气孔 在叶肉细胞的 中由 固定CO2，形成的苹果酸贮藏于液泡，使液泡的pH ；白天气孔 ，苹果酸脱羧，释放的CO2由 羧化。(开启，细胞质，PEPC，降低，关闭，Rubisco)
39．C4植物是在同一 和不同的 完成CO2固定和还原两个过程；而CAM植物则是在不同 和同一 完成上述两个过程的。{时间(白天) ，空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)，时间(黑夜和白天)，空间(叶肉细胞)｝
40．当环境中CO2浓度增高，植物的光补偿点 ，当温度升高时，光补偿点 。（降低，升高）
41．在炎热的中午，叶片因水势下降，引起气孔开度下降，这时气孔导度 ，胞间CO2浓度 ，利于 酶的加氧反应，导致 呼吸上升，从而使植物光合速率下降。（变小，下降，Rubisco，光）
42．C4植物种类很多，常见的有 和 等（举二例）。CAM植物常见的有 和 等（举二例）。(玉米，苋菜，仙人掌，芦荟)
43．与C3植物相比C4植物的PEPC的Km较 ，对CO2亲和力较 。（低，高）
44．能使光合速率达到 的温度被称为光合最适温度。（最高）
45．在生产上能缓和植物“午睡”程度的措施有 和 等（举二例）。（适时灌溉，选用抗旱品种）。
46．通常植物的光能利用率较低，约为 %。光能利用率低的主要原因是 和 等。（5，漏光损失，环境条件不适）
47．CO2补偿点指光合速率与呼吸速率相等时，也就是 为零时环境中的CO2浓度。C3植物的CO2补偿点通常为 μl/L，C4植物的CO2补偿点通常为 μl/L。(净光合速率，50，0～5)
48．按非环式光合电子传递，每传递4个电子，分解个 H2O，释放1个O2，需要吸收8个光量子，量子产额为 。（2，1／8）
49．叶绿素在红光区和蓝光区各有一个吸收峰，用分光光度法测定光合色素提取液中叶绿素含量时通常选用叶绿素在红光区的吸收峰波长，这是因为可以排除 在 吸收的干扰。叶绿素a、b在波长652nm处的比吸收系数是 。(类胡萝卜素，蓝光区，34.5)
50．因为光呼吸的底物 和其氧化产物 ，以及后者经转氨作用形成的 皆为C2化合物，因此光呼吸途径又称为C2循环。(乙醇酸，乙醛酸，甘氨酸)
51．置于暗中的植物材料(叶片或细胞)照光，起初光合速率很低或为负值，要光照一段时间后，光合速率才逐渐上升，并趋于稳态。从照光开始至光合速率达到稳态值这段时间，称为 ，又称 。（光合滞后期，光合诱导期）
52．图4.5是光呼吸途径及其在细胞中的定位图。
图4.5 光呼吸途径及其在细胞中的定位
请分别填上图中数字处的参与光呼吸途径的酶的名称：1. ，2. ，3. ，4. ，5.甘氨酸脱羧酶和丝氨酸羟甲基转移酶，6. ，7. ，8. 甘油酸激酶， 9. 。（1.Rubisco，2.磷酸乙醇酸磷酸(酯)酶，3.乙醇酸氧化酶，4.谷氨酸-乙醛酸转氨酶，6.丝氨酸-谷氨酸转氨酶，7.羟基丙酮酸还原酶，9.过氧化氢酶）
53．通常色素分子是处于能量的最低状态，即 。（基态）
54．光合作用的实质是将 转化成 。（光能，化学能）
55．合成叶绿素分子中的吡咯环的起始物质是 ，在高等植物中此物质是由 和 转化而来。（δ-氨基酮戊酸，谷氨酸，α-酮戊二酸）
56．基质中有淀粉粒与质地小球，它们分别是 和 的贮藏库。（淀粉，脂类）
57．碳素同化作用包括 、 和 三种类型。（细菌光合作用，绿色植物的光合作用，化能合成作用）
58．在自然界中固定的CO2途径有 、 、 ，其中 途径是最主要最基本的途径，因为它是唯一能够还原CO2的途径。（C3 ，C4 ，CAM，C3）
59．光合作用的原初反应是在叶绿体的 进行，光合磷酸化在 进行，光合碳循环在 进行，C4植物的C3途径在 进行。（基粒 ，类囊体膜上，叶绿体基质，维管束鞘细胞）
60．高等植物的作用中心色素是 和 。光合作用中，电子的最终供体是 ，电子最终受体是 。在CO2同化中，ATP是用于 和______，NADPH则是用于 。Rubisco催化底物 加氧生成_______和______，后者是光呼吸底物的主要来源。C4途径中的CO2受体是 ，初产物是 。有机物运输的总方向是 到 。（P680，P700，H2O，NADP+，磷酸化，再生，还原，RuBP（1,5-二磷酸核酮糖），PGA（3-磷酸甘油酸），磷酸乙醇酸(phosphoglycolate)，PEP（磷酸烯醇式丙酮酸），OAA（草酰乙酸），源，库）
61．对C3农作物进行CO2施肥，既可提高其 ，又可降低 ，因此能增加光合产物的积累。（光合作用，呼吸作用）
62．将C3植物和C4植物同放在一个透光、不通气的密封箱中，最先死亡的植物是 植物，因为它的CO2补偿点 。（C3，高）
63．光合作用是一种氧化还原反应，在该反应中， 被还原， 被氧化；光合作用的暗反应是在 中进行的；光反应是在 上进行的。（CO2，H20，叶绿体间质，类囊体膜)
64．在光合电子传递中最终电子供体是 ，最终电子受体是 。（H20，NADP+）
65．在光合作用过程中，当 形成后，光能便转化成了活跃的化学能；当 形成后，光能便转化成了稳定的化学能。（ATP及NADPH，碳水化合物）
66．叶绿体色素提取液在反射光下观察呈 色，在透射光下观察呈 色。（红，绿）
67．影响叶绿素生物合成的因素主要有 、 、 、 、和 。（光，温度，水分，矿质营养，O2）
68．P700的原初电子供体是 ，原初电子受体是 ，原初反应的作用中心包括 、 、 。（PC，Fd，原初电子供体，原初电子受体，中心色素）
69．双光增益效应说明 。（光合作用可能包括两个光系统）
70．甲、乙两个烧杯分别装有新鲜的凉开水和自来水。两烧杯中各放入两枚金鱼藻，水面上都有植物油覆盖，以隔绝空气。同时放在相同的光照下照射半小时，结果乙烧杯中的金鱼藻叶上有气泡产生，而甲烧杯中的金鱼藻则没有产生气泡。试分析：（1）乙烧杯中的气体是 。产生该气体的原料是 。（2）甲烧杯中的金鱼藻没有产生气泡，其直接原因是缺乏 。（O2，CO2，CO2）
71．叶绿素分子中所含的金属元素是 ，将该金属元素用H+取代后，这种叶绿素叫 。（镁，去镁叶绿素）
72．提高作物产量的途径有 、 和 。（提高净同化率，增加光合面积，延长光照时间）
73．一般认为，乙醇酸的代谢要经过三种细胞器： 、 和 。（叶绿体，过氧化体，线粒体）
74．根据植物所形成的C4二羧酸的种类以及脱羧反应参与的酶类，可把C4途径分为三种亚类： 、 和 。（依赖NADP的苹果酸酶的苹果酸型，依赖NAD的苹果酸酶的天冬氨酸型，具有PEP羧激酶的天冬氨酸型）
75．延长光合时间的途径有 、 和 。（提高复种指数，延长生育期，补充人工光照）
76．C3植物的光合细胞主要有 。（叶肉细胞）
77．光呼吸的意义： 、 、 和 。（回收碳素，维持C3光合碳还原循环的运转，防止强光对光合机构的破坏作用，消除乙醇酸）
78．光合产物累积到一定的水平后会影响光合速率，其原因有： 和 。（反馈抑制，淀粉粒的影响）
79．增加光合面积的途径有 和 。（合理密植，改变株型）
80．决定作物经济产量高低的因素有 、
、 、 。
（光合时间，光合面积，自身消耗，光合效率，经济系数）
81．光呼吸底物是 ，其代谢途径涉及到 、 和 等细胞器。(乙醇酸，叶绿体、过氧化体和线粒体)
82．伴随非环式光合电子传递形成的产物有 、 和 。
（ATP、NADPH、O2）
83．在生理上， C4植物一般比C3植物具有更强的光合作用， 这是与C4植物 较强有关。（光合速率）
84．光合C４途径中CO2的固定和同化是在＿＿和＿＿两种细胞中依次进行的，其底物分别为＿＿和＿＿，催化这两个反应的酶分别为＿＿和＿＿。（叶肉细胞和维管束鞘细胞，苹果酸和天冬氨酸，PEPC，Rubisco）
85．举出三种在光合作用中有调节作用的无机离子＿＿，＿＿，＿＿。（Mg、Mn、）
86．卡尔文循环历程包括＿＿，＿＿，＿＿三个步骤。（羧化阶段，还原阶段，再生阶段）
87．叶绿素光合作用系统包括＿＿，＿＿，其作用中心分别为＿＿，＿＿。（PI，PII，P700，P6OO）
88．CO2碳固定主要有＿＿，＿＿，＿＿途径，分别以＿＿，＿＿，＿＿为代表。（C3，C4，CAM，大豆，玉米，仙人掌）
89．．从能量转换的角度可以将光合作用分为三个阶段：(1) 、(2) 、(3) 。其中 属于光反应， 属于暗反应。 （光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成；电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成；活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成；第一阶段；第三阶段）
90．在无光条件下只要为叶绿体提供 和 植物仍然能进行CO2固定和还原而形成有机物。高等植物光合磷酸化进行的场所 。水光解需要光系统 参与。Rubisco能催化底物 羧化生成 。C4植物的C3途径在 进行。CAM植物细胞白天的PH值比夜晚 。（ATP，NADPH，类囊体膜，II，RuBP,PGA,维管束鞘细胞，高）
四．选择题
1．光合细胞是在 内合成淀粉的。A
A．叶绿体的基质 B．过氧化物体 C．线粒体 D．细胞质
2．在提取叶绿素时，研磨叶片时加入少许CaCO3，其目的是 。C
A．使研磨更充分 B．加速叶绿素溶解
C．保护叶绿素 D．使叶绿素a、b分离
3．夜间，CAM植物细胞的液泡内积量大量的 。C
A．氨基酸 B．糖类 C．有机酸 D．CO2
4．与能量转换密切有关的细胞器是 。D
A．高尔基体与中心体 B．中心体与叶绿体
C．内质网和线粒体 D．线粒体和叶绿体
5．叶片在 阶段，其光合速率往往最强。C
A．幼龄 B．正在生长 C．已充分生长 D．成龄
6．半叶法是测定单位时间单位叶面积 。B
A．O2的产生量 B．干物质的积累量 C．CO2消耗量 D．水的消耗量
7．要测定光合作用是否进行了光反应，最好是检查： 。C
A．葡萄糖的生成 B．ATP的生成 C．氧的释放 D．CO2的吸收
8．作物在抽穗灌浆时，如剪去部分穗，其叶片的光合速率通常会 。B
A．适当增强 B．一时减弱 C．基本不变 D．变化无规律
9．光合产物是以 的形式从叶绿体转移到细胞质中去的。D．
A．核酮糖 B．葡萄糖 C．蔗糖 D．磷酸丙糖
10．光合链中的 是电子传递的分叉点，因为此后电子有多种去向。C
A．H2O B．PC C．Fd D．NADP＋
11．光合链中数量最多，能同时传递电子、质子的电子传递体是 。B
A．Fd B．PQ C．PC D．Cytb
12．光合作用每同化1分子CO2所需光量子约 个。C
A．2～4 B．4～8 C．8～10 D．12～16
13．现在认为叶绿体ATP合酶是由 种亚基组成的蛋白复合体。C
A．2 B．4 C．9 D．12
14．早春，作物叶色常呈浅绿色，通常是由 引起的。C
A．吸收氮肥困难 B．光照不足 C．气温偏低 D．细胞内缺水
15． 导致了光合作用中存在两个光系统的重要发现。B
A．Hill reaction B．Emerson enhancement effect
C．Calvin- Benson cycle D．Hatch-Slack pathway
16．在无氧条件下能以H2S为氢源，以CO2为碳源的光自养细菌是 。A
A．硫细菌 B．氨细菌 C．蓝细菌 D．铁细菌
17．叶绿素分子能产生荧光，这种荧光的能量来自叶绿素分子的 。B
A．基态 B．第一单线态 C．第二单线态 D．三线态
18．叶绿素分子能产生磷光，这种磷光的能量来自叶绿素分子的 。D
A．基态 B．第一单线态 C．第二单线态 D．三线态
19．温室效应的主要成因是由于大气中的 浓度增高引起的。D．
A．O3 B．SO2 C．HF D．CO2
20．在其他条件适宜而温度偏低的情况下，如果提高温度，光合作用的CO2补偿点、光补偿点和光饱和点 。A
A．均上升 B．均下降 C．不变化 D．变化无规律
21．如果光照不足，而温度偏高，这时叶片的CO2补偿点 。A
A．升高 B．降低 C．不变化 D．变化无规律
22．叶绿素提取液，如背着光源观察，其反射光呈 。A
A．暗红色 B．橙黄色 C．绿色 D．蓝色
23．光呼吸的底物是 。C．
A．丝氨酸 B．甘氨酸 C．乙醇酸 D．乙醛酸
24．光合作用反应中心色素分子的主要功能是 。C
A．吸收光能 B．通过诱导共振传递光能
C．利用光能进行光化学反应 D．推动跨膜H＋梯度的形成
25．光合链上的PC是一种含元素 的电子传递体。C
A．Fe B．Mn C．Cu D．Zn
26．光合链中的Fd是一种含 的电子传递体。A
A．Fe B．Cu C．Mn D．Ca
27．一般认为发现光合作用的学者是 。B
A．Van．Helmont B．Joseph Priestley C．F.F.Blackman D．M.Calvin
28．光下叶绿体的类囊体内腔的pH值往往 间质的pH值。A
A．高于 B．等于 C．低于 D．无规律性
29．光合链中的PQ，每次能传递 。C
A．2个e B．2个H＋ C．2个e和2个H＋ D．1个e和2个H＋
30．在光照、温度等条件适宜的情况下，给植物以18O标记过的水，过一段时间后测定，可发现18O存在于 。C
A．三碳化合物中 B．淀粉中 C．周围空气中 D．C6H12O6中
31．C4植物的氮素利用效率比C3植物的 。C
A．低 B．一样 C．高 D．不一定
32．一般C3植物的CO2饱和点为 μl·L-1左右。D
A．5 B．50 C．300～350 D．1 000～1 500
33．一般C3植物的CO2补偿点为 μl·L-1左右。B
A．5 B．50 C．300～350 D．1 000～1 500
34．在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下，CO2补偿点 。C
A．降低 B．不变 C．上升
35．光合作用的原初反应是指光能转变成 的过程。A
A．电能 B．化学能 C．同化力 D．碳水化合物
36．光合作用的光化学反应是指 的过程。B
A．光能的吸收传递 B．光能转变为电能 C．电能转变转变为变活跃的化学能 D．活跃的化学能转变为稳定的化学能
37．电子传递和光合磷酸化的结果是把 。C
A．光能吸收传递 B．光能转变为电能 C．电能转变转变为变活跃的化学能 D．活跃的化学能转变为稳定的化学能
38．光合作用的碳同化的过程是 的过程。D
A．光能吸收传递 B．光能转变为电能
C．电能变活跃的化学能 D．活跃的化学能转变为稳定的化学能
39．光合碳循环中最先形成的C6糖是磷酸 。D
A．核酮糖 B．赤藓糖 C．葡萄糖 D．果糖
40．在一定温度范围内，昼夜温差大， 光合产物的积累。C
A．不利于 B．不影响 C．有利于
41．维持植物正常生长所需的最低日光强度是 。B
A．等于光补偿点 B．大于光补偿点 C．小于光补偿点
42．CAM途径中最先固定CO2的产物是 。B
A．MA B．OAA C．Asp D．Glu
43．叶黄素分子是 化合物。D．
A．单萜 B．倍半萜 C．二萜 D．四萜
44．光合链中的最终电子受体是 。D
A．H2O B．CO2 C．ATP D．NADP＋
45．光合作用中Rubisco羧化反应发生在 。C
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中
46．光合作用中电子传递发生在 。B
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中
47．光合作用中光合磷酸化发生在 。B
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中
48．光合作用中原初反应发生在 。B
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中
49．光合作用放氧反应发生的氧气先出现在 。D
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中
50．Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较高时，主要发生 。A
A．羧化反应 B．加氧反应 C．加氧反应大于羧化反应
51．Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较低时，主要发生 。B
A．羧化反应 B．加氧反应 C．羧化反应大于加氧反应
52．玉米的PEPC固定CO2在 中。B
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的的细胞质
53．C4植物光合作用过程中的OAA还原为Mal一步反应发生在 中。A
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的细胞质
54．CAM植物PEPC固定CO2在 中。B
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的细胞质
55．指出下列四组物质中，哪一组是光合碳循环所必须的 。B
A．叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP
C．O2、H2O、ATP D．CO2、叶绿素、NADPH2
56．化学渗透学说是1961由英国的 提出。C
A．C.B.Van Niel B．Robert.Hill C．Peter Mitchell D．J.Priestley
57．1946年 等人采用14C同位素标记和双向纸层析技术探明了光合作用中碳同化的循环途径。C
A．M.D.Hatcht和C.R.Slack B．Robert.Hill
C．M.Calvint 和A.Benson D．J.Priestley
58．70年代初澳大利亚的 等人探明了14C固定产物的分配以及参与反应的各种酶类，提出了C4-双羧酸途径。A
A．M.D.Hatcht 和C.R.Slack B．Robert.Hill
C．M.Calvint 和A.Benson D．J.Priestley
59．C4植物多集中在单子叶植物的 中，其约占C4植物总数的75%。B
A．莎草科 B．禾本科 C．十字花科 D．菊科
60．通常光饱和点低的阴生植物 受到光抑制危害。C
A．不易 B．易 C．更易
61．蓝光 气孔开启。A
A．促进 B．抑制 C．不影响
62．光呼吸中释放二氧化碳的主要部位是 。D
A．细胞质 B．叶绿体 C．过氧化体 D．线粒体
63．一棵重10g 的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中，一月后重达20g，增加的质量主要来自： 。D
A．光照 B．空气 C．水分 D．水分和空气
64．氧气对光呼吸有 作用。B
A．抑制 B．促进 C．无
65．爱默生效益说明 。A．
A．光反应是由两个不同光系统串联而成 B．光合作用放出的氧来自 C．光合作用可分为光反应和暗反应两个过程 D．光呼吸是与光合作用同时进行的
66．以下叙述，仅 是正确的。C
A．Rubisco的亚基是由核基因编码 B．Rubisco的亚基是由叶绿体基因编码C．Rubisco的小亚基是由核基因编码 D．Rubisco的大亚基是由核基因编码
67．放氧复合体中不可缺少矿质元素 。D
A．Mg2＋和Cl- B．K＋和Ca2＋ C．K＋和Mg2＋ D．Mn2＋和Cl-
68．在适宜的温光条件下，在同时盛有水生动物和水生植物的养鱼缸中，当处于下列哪一种情况时，整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡 。C
A．动物的呼吸交换等于植物的光合作用的交换
B．动物吸收的氧等于植物光合作用释放的氧
C．动植物的CO2输出等于植物光合作用CO2的吸收
69．用比色法测定丙酮提取液中的叶绿素总量时，首选用的波长是： 。C
A．663nm B．645nm C．652nm D．430nm
70．在光合碳循环运转正常后，突然降低环境中的CO2浓度，则光合环中的中间产物含量会发生如下的瞬时变化： 。A
A．RuBP的量突然升高，而PGA的量突然降低。
B．PGA的量突然升高，RuBP的量突然降低。
C．RuBP和PGA的量均突然降低。
D．RuBP和PGA的量均突然升高。
71．DCMU对光合作用的抑制作用是由于它阻止了光合链中 的电子传递。A
A．QA→QB B．Fd→FNR C．PC→P700 D．Cytf→PC
72． 的二氯酚吲哚酚可以为PSⅠ提供电子，所以它可作为人工电子供体进行光合作用中电子传递的研究。C
A．高浓度 B．人工合成 C．还原型 D．氧化型
73．光合作用中，暗反应的反应式为 。B
A．12H2O＋12NADP＋nPi → 12NADPH2＋6O2＋nATP
B．6CO2＋12NADPH2＋nATP → C6H12O6＋12NADP＋6H2O＋nADP＋nPi
C．12NADPH2＋6O2＋nATP → 12 H2O＋12NADP＋nADP＋nPi
D．6CO2＋12H2O＋nATP → C6H12O6＋6O2＋6H2O＋nADP＋nPi
74．关于 的合成及运输的研究证实了叶绿体中的某些蛋白是在细胞质中合成，而后再运入叶绿体中的。D
A．PQ蛋白 B．PC蛋白 C．Rubisco大亚基 D．Rubisco小亚基
75.下列哪种反应与光无直接关系 。C
A．原初反应 B． Hiil反应
C．电子传递与光合磷酸化 D． Emerson 效应
76.以下哪个条件能使光合作用上升，光呼吸作用下降： 。B
A．提高温度 B．提高C02浓度 C．提高氧浓度 D．提高光强度
77．以下哪个反应场所是正确的： 。B
A．C02 十 H20 → (CH20) 十 02 反应发生在叶绿体基质中
B．4Fe3＋ 十 2H2O → 4Fe2＋ 十 4H＋ 十 O2 反应发生在类囊体上
C．PEP 十 HC03- → OAA 十 Pi 反应发生在叶绿体中
D．RuBP 十 02 → 磷酸乙醇酸 十 PGA 反应发, , 生在细胞质中
78．把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中最强的吸收区在 。B
A．绿光部分 B．红光和蓝紫光部分 C．蓝紫光部分 D．黄橙光部分
79．以下关于CF1-CFo、复合体中的这个“o”的说法 是正确的。C
A．是数字“0”的意思
B．表示是质子转移通道的意思
C．表示来自寡霉素(oligomycin)的第一个字母“o”的意思
D．表示是突出在膜表面的意思
80．用14C标记参加光合作用的CO2，可以了解光合作用的哪一过程： 。C
A．光反应必须在有光条件下进行 B．暗反应不需要光
C．CO2被还原为糖的过程 D．光合作用中能量的转移过程
81.下列哪种说法不正确： 。D
A．PSⅠ存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的非堆叠区
B．PSⅡ主要存在于基粒片层的堆叠区
C．Cytb6/f复合体分布较均匀
D．ATPase存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的堆叠区
82.在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，打取一定的面积，于100℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一株上着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是： 。B
A.甲叶片比乙叶片重B.乙叶片比甲叶片重 C.两叶片重量相等D.不一定
83．C3植物固定CO2的最初受体是 。A
A．RuBP B．PEP C．OAA D. PGA
84．同化力指ATP和 。C
A．FADH2 B．NADH C．NADPH D. FMN
85．C3植物固定CO2的最初产物是 。D
A．RuBP B．PEP C．OAA D．PGA
86．证明高等植物光合作用中存在有两个光系统的主要实验证据有 。D
A．希尔反应 B．红降现象 C．荧光现象 D．双光增益效应
87．在CO2同化中，植物通过C3途径，每形成1分子葡萄糖需要消耗 个ATP? D
A．3 B．6 C．9 D．18
88．叶绿体中光合色素捕获光能后，通过反应中心抛出高能电子的过程是
。B
A．酶促生化反应 B．光化学反应 C．纯物理反应 D．化学合成反应
89．以下是科学家用18O（图中以O*表示）研究在光照下的反应过程的示意图。4烧杯中均放有小球藻悬浮液，并进行光照。箭头表示气体交换过程，其中正确的是 。B
CO2* O2* ↓ ↑ | | CO2 O2* ↓ ↑ | | O2* CO2* ↓ ↑ | | CO2 O2 ↓ ↑ |
H2O | H2O* | H2O | H2O* |
A B C D
90．在提取叶绿素时，加入少量碳酸钙的目的是 。C
A. 增加叶绿素的溶解度 B. 破坏膜系统，使叶绿素被充分提取
C. 防止叶绿素在提取时受到破坏 D. 防止叶绿素与其它物质结合
91．叶绿体含有的色素为 。C
A．叶绿素 B．叶黄素与类胡萝卜素 C．叶绿素和类胡萝卜素 D．类胡萝卜素
92．在较强光照强度下，降低CO2浓度。下列作物中 光合速率下降的更快。（1）棉花（2）玉米（3）高粱（4）小麦 B
A. （1）和（3） B. （1）和（4） C. （2）和（3） D.（2）和（4）
五、是非题
1. 叶绿体色素都能吸收蓝紫光和红光。（×）
2. 叶绿素的荧光波长往往比吸收光的波长要长。（√）
3. 原初反应包括光能的吸收、传递和水的光解。（×）
4. 在光合电子传递链中，最终电子供体是 H 2 O 。（√）
5. 所有的叶绿素 a 都是反应中心色素分子。（× ）
6. PC 是含 Fe 的电子传递体。（× ）
7. 高等植物的气孔都是白天张开，夜间关闭。（×）
8. 光合作用的原初反应是在类囊体膜上进行的，电子传递与光合磷酸化是在间质中进行的。（× ）
9. C 3 植物的维管束鞘细胞具有叶绿体。（×）
10. Rubisco 在 CO 2 浓度高光照强时，起羧化酶的作用。（√）
11. CAM 植物叶肉细胞内的苹果酸含量，夜间高于白天。（√ ）
12. 一般来说 CAM 植物的抗旱能力比 C 3 植物强。（√ ）
13. 红降现象和双光增益效应，证明了植物体内存在两个光系统。（√ ）
14. NAD + 是光合链的电子最终受体。（×）
15. 暗反应只有在黑暗条件下才能进行。（×）
16. 植物的光呼吸是在光照下进行的，暗呼吸是在黑暗中进行的。（×）
17. 只有非环式光合磷酸化才能引起水的光解放 O 2 。（× ）
18. 光合作用的产物蔗糖和淀粉，是在叶绿体内合成的。（× ）
19. PEP 羧化酶对 CO 2 的亲和力和 Km 值，均高于 RuBP 羧化酶。（×）
20. C 3 植物的 CO 2 受体是 RuBP ，最初产物是 3-PGA 。（√）
21. 植物的光呼吸是消耗碳素和浪费能量的，因此对植物是有害无益的。（×）
22. 植物生命活动所需要的能量，都是由光合作用提供的。（×）
23. 水的光解放氧是原初反应的第一步。（× ）
24. 光补偿点高有利于有机物的积累。（×）
25. 测定叶绿素含量通常需要同时作标准曲线。（×）
26.观察荧光观象时用稀释的光合色素提取液，用于皂化反应则要用浓的光合色素提取液。（×）
27. 红外线CO 2分析仪绝对值零点标定时，通常用纯氮气或通过碱石灰的空气。（√ ）
28. 适当增加光照强度和提高 CO 2 浓度时，光合作用的最适温度也随之提高。（√ ）
29．叶绿体向外运输的光合产物是蔗糖。（×）
30．叶绿体色素都吸收兰紫光，而在红光区域的吸收峰则为叶绿素所特有。（√）
31．光合作用全过程在叶绿体类囊体膜上进行。（×）
32．高等植物的呼吸类型是有氧呼吸，不进行无氧呼吸。（×）
33．绿色植物是自养生物，没有异养功能。 ( × )
34.光照能抑制植物的生长。 ( × )
六．问答题
1．写出光合作用的总反应式，并简述光合作用的重要意义。(写出光合作用的表达通式，从表达式可以看出光合作用具有什么重要意义？ )
答：光合作用的总反应式：CO2 ＋ H2O
光叶绿体 CH2O ＋ O2 （ΔＧ０＇＝4.8×105J）
此反应式指出，植物光合作用是利用光能同化CO2和释放O2的过程，每固定1mol CO2（12克碳 ）就转化与贮存了约480kJ的能量，并指出光合作用进行的场所是叶绿体。
由于食物、能量和氧气是人类生活的三大要素，它们都与光合作用密切有关，所以光合作用对人类的生存和发展具有重要的意义，主要表现在三方面：
(1)光合作用把CO2转化为碳水化合物。
(2)光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。
(3)光合作用中释放氧气，维持了大气中CO2和氧气的平衡。
2．如何证实光合作用中释放的O2来自水?
答：以下三方面的研究可证实光合作用中释放的O2来自水。
(1)尼尔(C.B.Van Niel)假说 尼尔将细菌光合作用与绿色植物的光合作用反应式加以比较，提出了以下光合作用的通式：
CO2 ＋ 2H2A 光光养生物
(CH2O)＋2A＋H2O
这里的H2A代表还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A就是O2。
(2)希尔反应 希尔(Robert.Hill)发现在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气：
4Fe3＋＋2H2O 光 破碎的叶绿体 4Fe2＋＋4H＋＋Ｏ２
这个反应称为希尔反应。此反应证明了氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，O2的释放来自于水。
(3)18O的标记研究 用氧的稳定同位素18O标记H2O或CO2进行光合作用的实验，发现当标记物为H218O时，释放的是18O2，而标记物为C18O2时，在短期内释放的则是Ｏ2。
CO2＋ 2H218O 光 光合细胞 （CH2O）＋18O2 ＋ H2O
这清楚地指出光合作用中释放的Ｏ2来自于H2O。
3．如何证明叶绿体是光合作用的细胞器?
答：从叶片中提取出完整的叶绿体，在叶绿体的悬浮液中加入CO2底物，给予照光，若有氧气的释放，并且光合放氧速率接近于活体光合速率的水平，这就证明叶绿体是进行光合作用的细胞器。
4．如何证明光合电子传递由两个光系统参与?
答：以下几方面的事例可证明光合电子传递由两个光系统参与。
(1)红降现象和双光增益效应：红降现象是指用大于680nm的远红光照射时，光合作用量子效率急剧下降的现象；而双光效应是指在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，量子效率大增的现象，这两种现象暗示着光合机构中存在着两个光系统，一个能吸收长波长的远红光，而另一个只能吸收稍短波长的光。
(2)光合放氧的量子需要量大于８：从理论上讲一个量子引起一个分子激发，放出一个电子，那么释放一个O2，传递4个电子只需吸收4个量子(2H2O→4H＋＋4e＋Ｏ２↑)而实际测得光合放氧的最低量子需要量为8～12。这也证实了光合作用中电子传递要经过两个光系统，有两次光化学反应。
(3)类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体：现在已经用电镜观察到类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ颗粒，能从叶绿体中分离出PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体，在体外进行光化学反应与电子传递，并证实PSⅠ与NADP＋的还原有关，而PSⅡ与水的光解放氧有关。
5．根据图4.6所示，简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系?
图4.6 光合作用过程示意图
答：根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。
位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发，引起电子传递。电子传递的结果，引起水的裂解放氧，并产生类囊体膜内外的H＋电化学势差。依H＋电化学势差，H＋从ATP酶流出类囊体时，发生磷酸化作用。光反应的结果产生了ATP和NADPH，这两者被称为同化力。依靠这种同化力，在叶绿体基质中发生CO2的固定，暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)，TP是光合产物运出叶绿体的形式。
可见，光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用同化力将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。当然，光暗反应对光的需求不是绝对的，在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为，光反应不仅产生同化力，而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂，如还原性的铁氧还蛋白。
6．电子传递为何能与光合磷酸化偶联?
答：根据化学渗透学说，ATP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的，而质子动力的形成是H＋跨膜转移的结果。在光合作用过程中随着类囊体膜上的电子传递会伴随H＋从基质向类囊体膜腔内转移，形成质子动力，由质子动力推动光合磷酸化的进行。
用以下实验也可证实电子传递是与光合磷酸化偶联的：在叶绿体体系中加入电子传递抑制剂如DCMU，光合磷酸化就会停止；如果在体系中加入磷酸化底物如ADP与Pi则会促进电子传递。
7．为什么说光呼吸与光合作用是伴随发生的？光呼吸有何生理意义？
答：光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的反应，这种反应需叶绿体参与，仅在光下与光合作用同时发生，光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。
光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因主要是由Rubisco的性质决定的，Rubisco是双功能酶，它既可催化羧化反应，又可以催化加氧反应，即CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位，并互为加氧与羧化反应的抑制剂。因此在O2和CO2共存的大气中，光呼吸与光合作用同时进行，伴随发生，既相互抑制又相互促进，如光合放氧可促进加氧反应，而光呼吸释放的CO2又可作为光合作用的底物。
光呼吸在生理上的意义推测如下：
(1)回收碳素 通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。
(2)维持C3光合碳还原循环的运转 在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持光合碳还原环的运转。
(3)防止强光对光合机构的破坏作用 在强光下，光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要，从而使叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2，形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用，而光呼吸可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴离子自由基的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光合机构的破坏。
8．C3途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点?
答：C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。
(1)羧化阶段 指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，生成PGA的过程。
(2)还原阶段 指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。
(3)再生阶段 甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸的过程。
CAM植物与C４植物固定与还原CO2的途径基本相同，二者都是由C4途径固定CO2，C3途径
还原CO2，都由PEP羧化酶固定空气中的CO2，由Rubisco羧化C４二羧酸脱羧释放的CO2，
二者的差别在于：C４植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完
成CO２固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程；而CAM植物则是在不同时间(黑夜和白天)
和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。
9．C4植物叶片在结构上有哪些特点?采集一植物样本后，可采用什么方法来鉴别它属哪类植物?
答：C4植物的光合细胞有两类：叶肉细胞和维管束鞘细胞(BSC)。C4植物维管束分布密集，间距小(每个叶肉细胞与BSC邻接或仅间隔1个细胞)，每条维管束都被发育良好的大型BSC包围，外面又为一至数层叶肉细胞所包围，这种呈同心圆排列的BSC与周围的叶肉细胞层被称为克兰兹(Kranz)解剖结构，又称花环结构。C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体，线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚，壁中纹孔多，胞间连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与BSC间的物质交换，有利于光合产物向维管束的就近转运。此外，C4植物的两类光合细胞中含有不同的酶类，叶肉细胞中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及与C4二羧酸生成有关的酶；而BSC中含有Rubisco等参与C3途径的酶、乙醇酸氧化酶以及脱羧酶。在这两类细胞中进行不同的生化反应。
采集一植物样本后，可根据C3、C4和CAM植物的主要特征来鉴别它是属于哪类植物。如可根据植物的地理分布、分类学上的区别、叶片的形态结构、背腹两面颜色、光合速率和光呼吸的大小以及两者的比值、CO2补偿点、叶绿素a/b比、羧化酶的活性以及碳同位素比等来区分（参见表4.2）。
表4.2 C3、C4、CAM植物的光合和生理生态特性的比较
10．图4.7为光强－光合曲线，分别指出图中B、F两点，OA、AC和DE线段，CD曲线，以及AC斜率的含义？
图4.7 光强－光合曲线
答：B点为光补偿点，F点为光饱和点，OA线段为暗呼吸强度，AC线段为光强－光合曲线的比例阶段，DE线段为光强－光合曲线的饱和阶段，CD曲线为比例阶段向饱和阶段的过渡阶段，AC斜率即为光强－光合曲线的比例阶段斜率，可衡量光合量子产量。
11．用同位素示踪法研究光合作用，被试植物先在1%CO2中进行光合作用，而后将CO2浓度降到0.003%。测得14C标记的3－磷酸甘油酸（PGA）和核酮糖二磷酸（RuBP）含量的变化如图4.8所示。从这项研究中能引出什么结论？
图4.8 CO2浓度变化对入RuBP和PGA含量的影响
答：这项研究表明(1)RuBP可能是CO2受体，因为当CO2浓度突然降低，作为CO2受体的化合物会积累，而在高浓度CO2时它的含量下降。(2)PGA是光合初产物，因为在高浓度CO2时它的含量上升，而当CO2浓度突然降低，它它的含量减少。(3)RuBP可由PGA转变来，否则在PGA含量下降时RuBP的含量不会增加。
12．图4.9是研究光质对绿藻光合作用影响的实验示意图。载玻片上放上含有好氧细菌和绿藻的溶液，绿藻中含有叶绿体，具有光合放氧活性，当用不同光质的光照绿藻时，光合放氧量不同。绿藻光合放氧量的多少用好氧细菌的趋氧性来衡量。根据图中结果的示意，阐明光质对光合作用的影响。
图4.9 光质对绿藻光合放氧影响的实验示意图
答：图中结果示意，趋向被蓝光和红光照射绿藻叶绿体部分的好氧细菌较多，而趋向被绿光照射部分的好氧细菌很少，由于好氧细菌较多的部分是光合放氧量高的部分，因而本实验结果表明：蓝光与红光是有利于光合作用的光波，而绿光是光合作用低效光。
13．图4.10为贾格道夫(Jagendorf 1963)等进行酸-碱磷酸化实验的示意图。在暗中把叶绿体的类囊体放在pH4的弱酸性溶液中平衡，让类囊体膜腔的pH下降至4，然后加进pH8和含有ADP和Pi的缓冲溶液，结果生成ATP。问这一实验有什么科学意义？
图4.10 酸-碱磷酸化实验的示意图
答：这一实验的实质是要回答这样一个问题，在不照光，没有电子传递的情况下，人为瞬间改变类囊体膜内外pH值，使类囊体膜内外之间产生一个H＋梯度是否能使ADP与Pi生成ATP。这一实验结果证实了在不照光，没有电子传递的情况下，只要类囊体膜内外的有质子梯度就能驱动ATP合成。而光照下类囊体内外的pH差在活体中正是由光合电子传递和H＋转运所形成的。这一酸碱磷酸化实验给化学渗透假说以最重要的支持证据。
14．产生光合作用“午睡”现象的可能原因有哪些?如何缓和“午睡”程度?
答：引起光合“午睡”的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，使植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。
光合“午睡”是植物中的普遍现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是“午睡”造成的损失可达光合生产30%，甚至更多，在生产上可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施以缓和“午睡”程度。
15．试述光、温、水、气与氮素对光合作用的影响。
答：(1)光 光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光能不足可成为光合作用的限制因素，光能过剩会引起光抑制使光合活性降低。光合作用还被光照诱导，即光合器官要经照光一段时间后，光合速率才能达正常范围。
(2)温度 光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应，因而受温度影响。光合作用有一定的温度范围和三基点，即最低、最高和最适温度。光合作用只能在最低温度和最高温度之间进行。
(3)水分 ①直接影响：水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。②间接影响：水分亏缺会使光合速率下降。因为缺水会引起气孔导度下降，从而使进入叶片的CO2减少；光合产物输出变慢；光合机构受损，光合面积扩展受抑等。水分过多会使叶肉细胞处于低渗状态，另外土壤水分太多，会导致通气不良而妨碍根系活动等，这些也都会影响光合作用的正常进行。
(4)气体 CO2是光合作用的原料，CO2不足往往是光合作用的限制因子，对C3植物光合作用的影响尤为显著。O2对光合作用有抑制作用，一方面O2促进光呼吸的进行，另一方面高氧下形成超氧阴离子自由基，对光合膜、光合器有伤害作用。
(5)氮素 氮素是叶绿体叶绿素的组成成分，也是Rubisco等光合酶以及构成同化力的ATP和NADPH等物质的组成成分。在一定范围内，叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。
16．光对CO2同化有哪些调节作用?
答：(1)光通过光反应对CO2同化提供同化力。
(2)调节着光合酶的活性。 C3循环中的Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase，SBPase，Ru5PK都是光调节酶。光下这些酶活性提高，暗中活性降低或丧失。光对酶活性的调节大体可分为两种情况：一种是通过改变微环境调节，即光驱动的电子传递使H＋向类囊体腔转移，Mg2＋则从类囊体腔转移至基质，引起叶绿体基质的pH从7上升到8，Mg2＋浓度增加。较高的pH与Mg2＋浓度使Rubisco等光合酶活化。另一种是通过产生效应物调节，即通过Fd-Td(铁氧还蛋白-硫氧还蛋白)系统调节。FBPase、GAPDH、Ru5PK等酶中含有二硫键(－S－S－)，当被还原为2个巯基(－SH)时表现活性。光驱动的电子传递能使基质中Fd还原，进而使Td还原，被还原的Td又使FBPase和Ru5PK等酶的相邻半胱氨酸上的二硫键打开变成2个巯基，酶被活化。在暗中则相反，巯基氧化形成二硫键，酶失活。
17．测定光合作用的方法主要有哪些？
答：根据光合作用的总反应式：CO2 ＋ H2O → CH2O ＋ O2
光合速率原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，所以实际上不能用水的含量变化来测定光合速率。在科学实验中通常用单位时间、单位叶面积上CO2吸收量或O2释放量或干物质积累量来表示光合速率。其中最常用的方法有：红外线CO2分析法、氧电极法和半叶法。以下介绍这三种方法。
⑴红外线CO2分析法 红外线CO2分析仪是专门测定CO2浓度的仪器。把红外线CO2分析仪与叶室连接，叶室中放入待测的叶片，把叶室中的气体用气泵输入红外线CO2分析仪，叶室中的CO2浓度就能被红外线CO2分析仪测定和记录。因此用红外线CO2分析仪测定光照下流经叶片前后气流中CO2浓度差可计算叶片对CO2的吸收量，另测定放入叶室中叶片的面积便可计算出该叶片的光合速率。
⑵氧电极法 氧电极及测氧仪是专门测定O2浓度的仪器。把氧电极与反应杯连接，反应杯溶液中放入绿色组织或光合细胞，氧电极测氧仪就能测定绿色组织或光合细胞在光下因光合作用引起溶液中氧含量的增加值，另测定放入反应杯中绿色组织或光合细胞的数量便可计算出绿色组织或光合细胞的光合放氧速率。
⑶半叶法 同一叶片的中脉两侧，其内部结构，生理功能基本一致。半叶法就是沿叶脉剪取叶片的一半，放在暗中；留下另一半进行光合作用，过一定时间后取下另一半。在两个半叶上打取相同的面积，烘干称重，后者增加的重量就是在这段时间内，这部分叶片光合作用所引起的。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。
改良半叶法就是在半叶法的基础上采用一定的方法，如烫伤、环割等破坏叶柄叶鞘的韧皮部，阻止叶片光合产物的外运，这样就可用后来增加的重量计算出单位时间单位面积上干物质的积累量以表示光合速率。
18．在缺乏CO2的情况下，对绿色叶片照光能观察到荧光，然后在供给CO2的情况下，荧光立即被猝灭，试解释其原因。
答：激发态的叶绿素分子处于能量不稳定的状态，会发生能量的转变，或用于光合作用，或用于发热、发射荧光与磷光。荧光即是激发态的叶绿素分子以光子的形式释放能量的过程。在缺乏CO2的情况下，光反应形成的同化力不能用于光合碳同化，故光合作用被抑制，叶片中被光激发的叶绿素分子较多式以光的方式退激。故在缺乏CO2的情况下，给绿色叶片照光能观察到荧光，而当供给CO2时，被叶吸收的光能用于光合作用，故使荧光猝灭。
19．为什么C4植物的光呼吸速率低?
答：(1)维管束鞘细胞中有高的CO2浓度 C4植物的光呼吸代谢是发生在BSC中，由于C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高，这就促进了Rubisco 的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。
(2)PEPC对CO2的亲和力高 由于C4植物叶肉细胞中的PEPC对CO2的亲和力高，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEPC再固定。
20．影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?
答：影响光能利用率的因素大体有以下几方面：
(1)光合器官捕获光能的面积占土地面积的比例，作物生长初期植株小，叶面积不足，日光的大部分直射于地面而损失。
(2)光合有效幅射能占整个辐射能的比例只有53%，其余的47%不能用于光合作用。
(3)照射到光合器官上的光不能被光合器官全部吸收，要扣除反射、透射及非叶绿体组织吸收的部分。
(4)吸收的光能在传递到光合反应中心色素过程中会损失，如发热、发光的损耗。
(5)光合器将光能转化为同化力，进而转化为稳定化学能过程中的损耗。
(6)光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。
(7)内外因素对光合作用的影响，如作物在生长期间，经常会遇到不适于作物生长与进行光
合的逆境，如干旱、水涝、低温、高温、阴雨、缺CO2、缺肥、盐渍、病虫草害等。在逆境
条件下，作物的光合生产率要比顺境下低得多，这些也会使光能利用率大为降低。
提高作物光能利用率的主要途径有:
(1)提高净同化率 如选择高光效的品种、增施CO2、控制温湿度、合理施肥等。
(2)增加光合面积 通过合理密植或改变株型等措施，可增大光合面积。
(3)延长光合时间 如提高复种指数、适当延长生育期，补充人工光源等。
21．比较C3、C4、CAM植物光合作用的特点.
答：特 征 C3植物 C4植物 CAM植物
植物类型 典型温带植物 典型温带或亚热带植物 典型干旱植物
主要CO2固定酶 RuBPCase PEPCase，RuBPCase PEPCase,RuBPCase
- - 在不同空间分别进行 在不同时间分别进行
CO2固定途径 只有卡尔文循环 C4途径和卡尔文循环 CAM途径和卡尔文循环
最初CO2接受体 RuBP PEP 光下：RuBP；暗中：PEP
CO2固定的最初产物 PGA OAA 光下：PGA；暗中：OAA
PEP羧化酶活性 低 高 低
光合速率 较低 高 低
气孔张开 白天 白天 晚上
23．列举出10种元素，说明它们在光合过程中的作用。
答：①N：叶绿素、Cyt类。酶类、光合膜等的组分，参与光反应和暗反应。②P：同化力（ATP、NADPH2）的组分，参与光反应与暗反应，尤其是在光合碳循环中的中间产物均含磷酸基，与淀粉合成有关的ADPG，与蔗糖合成有关的UDPG与C3环代谢调节有关的Pi运转。③K：调节气孔开放运动，以利CO2进人叶绿体，合成有机物和促进光合产物运输。④Mg：叶绿素组分，参与光反应（光能的吸收、传递与转换）；某些酶的激活剂，参与暗反应；作为2H+的对应体，形成跨膜的质子动力势差（Δpmf）。⑤Fe：Cyt类、Fd．Fe－S蛋白的组分，促进叶绿素合成，参与光反应。⑥Cu：PC组分，稳定叶绿素，参与光反应。⑦Mn：参与O2的释放（水的光解）。⑧S：Fe－S蛋白组分，光合膜组分，酶蛋白组分，参与光、暗反应。⑨B：参与UDPG的生成，以利蔗糖合成；与糖分子结合，以利光合产物运输。⑩Cl：参与光合放O2。（11）Zn：碳酸酥酶的组分，促进CO2的同化。
24．简述光合作用的特点。
答：光合作用最突出的特点就是一个氧化还原过程。其中上H2O是电子供体（还原剂），CO2是电子受体（氧化剂）。①H2O被氧化到O2水平；②CO2被还原到CH2O水平；③氧化还原过程所需能量来自光能，即发生光能的吸收、转换与贮存。
25．简述“Z”字形光合链的特点。
答：“Z”字形光合链是由1个PSI和1个PSⅡ串联组成的，其特点是：①PSI与PSⅡ以串联方式协同完成电子从H2O向NADP+的传递。其中，PSI承担长波光反应，其主要特征是NADP+还原为NADPH2承担短波光反应，其主要特征是H2O的光解与O2的释放。②在PSI与PSⅡ之间存在着一系列电子传递体，具有不同的氧化还原电位。其中，PQ通过穿梭可形成跨类囊体膜的H+梯度。③在“Z”’链起点，H2O是最终电子供体（提供4个H+和4e-），并放出q；在“Z”链终点，NADP+是最终电子受体（被还原为NADPH+H+）。④在“Z”链中有两个部位发生偶联作用，形成 ATP（ADP＋Pi＝ATP）。⑤在“Z”链中，只有两处（P680 Q、P700 F430）的电子传递逆着能量梯度进行，需要光能予以推动，其余的电子传递都是顺着能量梯度自发进行的。
26．说明CAM植物光合碳代谢的特点和鉴别CAM植物的方法。
答：①CAM植物光合碳代谢的特点：一是夜间气孔开放固定CO2：PEP＋CO2 OAA，OAA＋2H MAL，贮于液泡，酸度升高，淀粉减少；二是白天气孔关闭，同化CO2: MAL从液泡返回细胞质，脱羧放出CO2（MAL PYR＋CO2），进人卡尔文循环，形成光合产物，酸度降低，淀粉增加。②鉴别方法：一是观察气孔昼夜运动状况（昼闭夜开）；二是测定肉质茎PH值的变化状况（昼高夜低）。
27．说明呼吸作用与光合作用的关系。
答：总起来说，呼吸作用与光合作用是植物体内相互对立又相互联系的两大基本代谢过程。二者的对立表现在，光合作用是将无机物（H2O和CO2）合成为有机物，蓄积能量；呼吸作用是将有机物分解为无机物（H2O和CO2），释放能量。二者的联系表现在：①互为原料：呼吸作用的终产物CO2与H2O，是光合作用的原料，而光合作用的产物C6H12O6和O2又是呼吸作用的原料；②能量代谢：在呼吸与光合过程中，均有ATP与NAD（P）H2的形成，尤其ATP都是从不同来源的2H经电子传递体系（呼吸链或光合链）而形成的；③中间产物：虽然呼吸与光合的细胞定位不同，但PPP途径与 C3途径的中间产物基本一致，如在叶片中，其中的某些产物极有可能被交替使用。
28．试对暗呼吸与光呼吸进行比较。
答：①细胞定位：暗呼吸在一切活细胞的细胞质和线粒体中进行，光呼吸在叶肉细胞的叶绿体，过氧化体、线粒体中进行；②底物：暗呼吸为糖类，光呼吸为乙醇酸；③能量：暗呼吸伴有底物磷酸化和氧化磷酸而产生ATP，光呼吸则无ATP形成；④暗呼吸发生底物脱氢，而产生还原力NADH2和NADPH2 ；⑤CO2：两种呼吸都产生CO2但暗呼吸（有氧呼吸）CO2的产生只在线粒体，而光呼吸则是在叶绿体和线粒体；⑥中间产物：暗呼吸尤其PPP途径中间产物丰富，光呼吸中间产物却很少；⑦途径：暗呼吸有多条途径（如 EMP、TCA、PPP），而光呼吸只有乙醇酸循环一条途径；⑧光：暗呼吸对光无特殊要求，即有光无光照样进行，而光呼吸必须在光下才能进行；⑨意义：暗呼吸是植物生命活动过程中的物质代谢与能量代谢的中心，而光呼吸是植物对高光强条件下的一种主动适应，以便防止光氧化破坏。
29．为什么C4植物比C3植物光合速率高？
答：原因是 A.C4植物叶片具有花环状结构，其外侧为叶肉细胞，有叶绿体，能固定CO2 ，内侧为维管束鞘细胞，也含有叶绿体，能还原CO2 。而C3植物只有叶肉细胞中有叶绿体，维管束鞘细胞中无叶绿体；B.C4植物具有两种羧化酶：PEP羧化酶存在于叶肉细胞中，对CO2的结合力强，KM值低；而RuBP羧化酶存在于维管束鞘细胞中，因而C4植物的四碳二羧酸途径是附加在卡尔文循环上的CO2 泵，一方面固定外来的CO2 ，另一方面也能固定自身产生的CO2 。相比之下。C3 植物只有叶肉细胞中有RuBP羧化酶，其固定CO2的能力远低于PEP羧化酶，因而光合能力要低于C4植物；C.C4植物有附加的CO2泵，因而使叶肉细胞中的RuBP羧化酶的活性偏向于生成PGA；而C3植物叶肉细胞中的CO2的分压低，O2的分压相对较高，RuBP羧化酶的活性偏向于加氧酶活性，生成一部分乙醇酸，进行了较多的光呼吸的消耗。D.C4植物有机物合成在维管束鞘细胞中，转运出去的距离短，运走速度快，有利于有机物合成；而C3植物有机物合成在叶肉细胞，转运距离长，运走速度慢，这也不利于有机物的合成。所以C4植物比
C3植物的光合速率高。
30．简述•叶绿体的结构。(详细说明叶绿体的结构与功能)
答：叶绿体的结构有1、被膜 ——内、外双层膜 2、间质——淡黄色。内含 A.可溶性蛋白 ：各种固定、还原CO2 完成暗反应的酶类 B.嗜锇颗粒：脂库 C.DNA：能自主复制。 D.核糖体 E.淀粉粒 3.基粒——浓绿色，每个叶绿体含基粒40-60个，每个基粒由10-100个类囊体垛叠而成。类囊体由单层膜构成片层 ，是光合膜，可分为 A.基粒片层B.间质片层两种。
( 叶绿体具双层膜，即外膜和内膜，二者合称被膜，是控制内外物质交流的屏障，在叶绿体内有 40～60 个基粒，它是由类囊体（ 10～100 个）垛叠而成。基粒之间由间质类囊体连接。类囊体上有叶绿体色素，它的作用是完成对光能的吸收、传递和光能转变成电能，以及将电能转变成活跃的化学能。基粒悬浮在间质中， CO2 的固定和还原是在间质中进行的。)
31．植物光呼吸的主要生化过程和生理意义是什么？
答：光呼吸是植物的绿色细胞在光下吸收O2放出CO2的过程，与暗呼吸不同。
光呼吸的生物化学过程为： 1、乙醇酸的生物合成。在 叶绿体中进行。 在RuBP加氧酶的作用下，RuBP生成部分乙醇酸。CO2分压、O2分压对酶活性有调节作用。2、乙醇酸的代谢途径 ：乙醇酸转至过氧化体，氧化为H2O 和乙醛酸。10%的乙醛酸返回叶绿体，氧化释放出CO2 ；大部分乙醛酸变成甘氨酸进入线粒体。3、 甘氨酸的代谢：甘氨酸氧化脱羧脱氨生成CH2OH-THFA，甘氨酸生成丝氨酸，返回过氧化体，生成羟基丙酮酸，再变成甘油酸，进入叶绿体，后变为PGA，再生成RuBP重复下一次C2循环。
光呼吸的生理功能为一种自身防护体系的反应：
1、 除乙醇酸的伤害；2、防止高光强对光合器的破坏；3、消除氧的伤害；4、氨基酸生物合成的补充。
32．试解释 C4植物比 C3植物光呼吸低的原因。
答：①解剖特征：C4植物（如玉米）的叶片具"花环"状结构，外侧为叶肉细胞，能够固定CO2；内侧为维管束鞘细胞，能够还原CO2。②C4植物具两种羧化酶：PEP羧化酶存在于叶肉细胞，对CO2的Km值低，固定CO2能力强; RuBP羧化酶存在于维管束鞘细胞。③C4植物的四碳二羧酸途径是附加在卡尔文循环的"CO2泵"，一方面固定外来的CO2，同时也固定自身产生的CO2。与之相比，C3植物无论从解剖特征上还是生化途径上均无上述的明细分工。CO2的固定与同化均由 RuBP羧化酶完成，而且 RuBP羧化酶对 CO2固定的能力低于 PEP 羧化酶，（因为其Km值高于PEP竣化酶的Km值）。
33．举例说明提高作物光能利用率的途径。
答：光能利用率是指单位土地面积上作物全部光合产物中贮存的能量占照射在该地块上日光能量的百分比。总的说来，提高作物的光能利用率就是提高作物的光合性能。具体说来，①增加光合面积：一是合理密植，尽早使作物的叶面积系数达到并保持在4～5；二是改善株型（这对高秆作物尤为重要），叶小、叶厚、直立（互不遮荫），分蔡密集等。②提高光合效率：一是增加CO2浓度，如选好作物行向，便于通风，增施有机肥，深施碳铵；二是降低光呼吸，如施用NaHSO3、a一羟基磺酸盐、2，3一环氧丙酸等光呼吸抑制剂；采用"同室效应"法筛选光呼吸低的品种或品系。③延长光合时间：一是提高复种指数；二是人工补充光照；三是调节肥水，防止叶片早衰；四是采用保护地栽培，延长生育期或适时早播。
34．植物光能利用率很低的原因。
答：①辐射到地面的太阳光是可见光的一部分（约占太阳总辐射能的40％～50％）；②照射到叶片上的光能，10％～15％被反射掉，5％透射掉，而被吸收的80％～85％大多以热能消耗于蒸腾过程（占76.5％～84.5％），真正用于光合过程的仅占0.5％～3.5％；③叶片光合能力的限制：如叶片早衰、呼吸（包括光呼吸）消耗、CO2供应不足、水分亏缺、营养不足、环境胁迫、病虫伤害等。
35．暗呼吸与光呼吸的区别在什么地方？
答：1、细胞定位：前者在一切活细胞的胞质和线粒体中进行；后者在含叶绿体、过氧化体、线粒体的绿色细胞中进行。2、作用底物：前者为糖类等有机物；后者为乙醇酸。3、生成ATP方面：前者生成ATP；后者无ATP生成。4、反应需光情况：前者光下暗中均能进行；后者在光下才能进行。5、前者是生物物质代谢与能量代谢的中心；后者是植物对高光强的一种主动适应。6、前者途径多条；后者一条C2途径。7、前者产生CO2在线粒体；后者产生CO2在线粒体和叶绿体。8、前者中间产物较多；后者中间产少。
36．Ｃ４植物与ＣＡＭ植物的光合碳同化过程有何异同点？
特 征 | C4植物 | CAM植物 |
结构 | BSC含叶绿体，其周围叶肉细胞排列紧密呈“花环型”结构（kranz type） | BSC不发达，不含叶绿体，含较多线粒体，叶肉细胞的液泡大 |
合固定CO2的途径 | C4途径和C3途径 | CAM途径和C3途径 |
O2固定酶 | PEPC,Rubisco | PEPC,Rubisco |
O2最初接受体 | PEP | 光下:RuBP；暗中:PEP |
CO2固定最初产物 | OAA | 光下:PGA；黑暗中:OAA |
CAM植物晚上气孔开放，吸进C02，在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸，累积于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞质，放出C02，放出的CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。具有两步羧化的特点。
C4途径与CAM途径基本相同，二者的差别在于C4植物的两次羧化反应是在空间上(叶肉细胞和维管束鞘细胞)分开的，而CAM植物则是在时间上(黑夜和白天)分开的。
A. C4途径与CAM途径只起暂固定CO2的作用，单独CAM不能合成有机物
37．当只有波长为680～700nm的光照射植物时，光合作用的量子产量显著下降，这是何现象？试解释原因
答：红降现象只启动一个光系统，因此产量下降（光合放氧等）光反应有两个，分别由小于680和700nm的光驱动。
38．人们常把光合作用分成光反应和暗反应两大部分。CO2同化虽属暗反应，但却和光反应紧密相关。
答：同化CO2所需能量是光反应中产生的同化力¾ATP和NADP催化CO2同化的许多酶如RuBP羧化酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、果糖-1,6-二磷酸酯酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶和核糖-5-磷酸激酶是光调节酶，光下酶活性提高。
光照条件下，气孔开放，利于CO2进入叶片，CO2同化加速；温度升高，利于酶促反应的进行。
39．比较C3植物和C4植物的光呼吸强度，说明其原因。
答：C3植物的光呼吸高而C4植物光呼吸低。因为Rubisco具有羧化和加氧双重活性，其催化方向决定于CO2/O2的比值，比值高时催化羧化反应，而比值低时催化加氧反应，光呼吸增加。C4植物叶肉细胞质中PEP羧化酶和CO2亲和力强，可充分利用较低浓度的CO2。而其维管束鞘细胞中RuBP羧化酶对苹果酸解离出的CO2进行再固定，这里CO2浓度相对较高，不易发生加氧反应，因而C4植物光呼吸低。
40．试分析“大树底下无丰草”。
答：由于树木的叶片吸收红光和蓝光较多，故透过树冠的光线中绿光较多，由于植物不能利用绿光进行光合作用，因而会使树冠下生长的本来就光照不足的植物利用光能的效率更低，植物长期处于光补偿点之下，得不到有机物供应，缺乏能量，最终导致饿死。
41．植物吸收的水分用于光合作用的仅1%；但稍一缺水即使光合作用下降。请分析原因。
答：植物吸收水分的98%都经叶片气孔蒸腾散失，而用于光合作用等的代谢用水是极少部分。植物叶片上的气孔是水分和气体出入的门户，当植物感受到水分亏缺时，主动关闭气孔以减少体内水分的丢失，但气孔孔径减小会阻碍光合作用的原料之一CO2进入叶片，导致光合作用下降。
42．把两种植物置于CO2浓度保持恒定在100ppm大气中，一定时间后一种植物生长不良，而另一种植物生长得较好，请说明原因。
答： 生长不良的植物CO2补偿点高于100ppm，生长好的植物CO2补偿点较低
43． 图A、B分别说明了什么问题？
答：图A说明在一定CO2浓度范围内植物光合速率与CO2浓度成正比，当CO2浓度增加到一定值时，植物光合速率就不在增加，此时称环境中CO2浓度为CO2饱和点，而低于某一浓度时植物的净合速率为0，此时称环境中CO2浓度为CO2补偿点。CO2补偿点C3植物高于C4植物，在较低CO2浓度下，C4植物光合速率较大，即利用CO2的效率较高，这是因为C4途径起到CO2泵的作用，但饱和点C3植物略高于C4植物。
图B说明植物光合速率受源库之间的关系影响，源库之间的协调十分重要，有机物的
运输分配总方向是源到库。去果，造成源大库小，一方面使光合作用及有机合成速率下降，
另一方面有机物的运也叶片的量也降低，因此叶14C中下降速率比留果低。
在一定范围内（低于光合作用的最高温度），温度越高酶促反应越快，光合作用的暗反应和有机物的运输速率也越快，因此叶处在20℃时14C的下降速率比30℃慢。
44． 论述高等植物光合机构避免强光破坏的保护机制。
答：高等植物光合机构避免强光破坏的保护机制主要有以下几种方式：⑴
减少对光能的吸收；⑵光合能力的提高；⑶过剩光能的耗散；⑷LHCⅡ的磷酸化；⑸反应中心的功能下调；⑹活性氧清除系统；⑺粪囊体膜的垛叠；⑻反应中心的修复。考生可在上述七方面中选择五方面进行论述。
45．论述呼吸代谢与光合作用物质与能量转化的相关性。
答：物质的相关性：光合作用中，大气中CO2被还原成糖，水中的O以O2的形式释放到大气中，将两个质子转移到辅酶Ⅱ上而成为还原力用于还原CO2成为糖；呼吸作用中，细胞吸收氧气，糖被氧化，释放出CO2到大气中，并将质子传递给辅酶I，再经电子传递链最终以O2为受体形成水。这样物质在经光合作用到呼吸作用完成一个循环。二者互为底物关系，并且有共同的中间产物，可以相互利用相互转化。
能量相关性：光合作用中，光量子激发高能电子的产生，高能电子经光合电子传递链形成ATP或传递给辅酶Ⅱ，ATP和辅酶Ⅱ都被用于光合作用中将CO2还原成糖的反应中，从而将能量以稳定化学能的形式贮存在糖中；呼吸作用中，糖中的稳定化学能在糖酵解和TCA
环中以ATP的形式释放出一小部分，但其中的大部分自由能以高能电子的形式传递给辅酶I，
辅酶I 经呼吸链后将能量释放出，并和氧化磷酸化作用偶联促使ADP和Pi生成ATP用于
做功和以热能的形式散失。光合作用是一个能量固定过程，而呼吸作用则是一个能量释放过
程，呼吸作用能量最终来源于光合作用所固定的光能，而光合作用必须依靠呼吸作用所提供
的能量来活化启动。
46.光合作用的全过程大致分为哪三大步骤?
答：(1)原初反应，即光能的吸收传递和转变为电能的过程。(2)电子传递和光合磷酸化；即电能转变为活跃的化学能过程。(3)碳同化，即活跃化学能转变为稳定的化学能过程。
47．光合作用电子传递中，PQ有什么重要的生理作用?
答：光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多出好几倍，具有重要的生理作用：
(1)PQ具有脂溶性，在类囊体膜上易于移动，可沟通数个电子传递链，也有助于两个光系统
电子传递均衡运转。(2)伴随着PQ的氧化还原，将2H+从间质移至类囊体的膜内空间，既可
传递电子，又可传递质子，有利于质子动力势形成,进而促进ATP的生成。
48.光合磷酸化有几个类型?其电子传递有什么特点?
答：光合磷酸化可分为三个类型：
(1)非循环式光合磷酸化，其电子传递是一个开放通路。
(2)循环式光合磷酸化，其电子传递是一个闭合的回路。
(3)假循环式光合磷酸化，其电子传递也是一个开放的通路，但其最终电子受体不是NADP＋，而是O2。
49.高等植物的碳同化途径有几条? 哪条途径才具备合成淀粉等光合产物的能力?
答：有三条：卡尔文循环、C4途径和景天科植物酸代谢途径。只有卡尔文循环具备合成淀粉等光合产物的能力，而C4途径和景天科酸代谢途径只起到固定和转运CO2的作用。
50.C3途径是谁发现的?分哪几个阶段?每个阶段的作用是什么?
答：C3途径是卡尔文(Calvin)等人发现的。可分为三个阶段：(1)羧化阶段。C02被固定，生成3-磷酸甘油酸，为最初产物。(2)还原阶段。利用同化力(NADPH、ATP)将3-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛一光合作用中的第一个三碳糖。(3)更新阶段。光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。
51.光合作用卡尔文循环的调节方式有哪几个方面?
答：(1)酶活性调节。光通过光反应改变叶的内部环境，间接影响酶的活性。如间质中pH的升高，Mg2+浓度升高，可激活RuBPCase和Ru5p激酶等。如果在暗中这些酶活性下降。
(2)质量作用的调节。代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。
(3)转运作用的调节。叶绿体内的光合最初产物一磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质的数量，
受细胞质里的Pi数量所控制。Pi充足，进入叶绿体内多，就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输
出，光合速率就会加快。
52.在维管束鞘细胞内，C4途径的脱羧反应类型有哪几种?
答：(1)NADP苹果酸酶类型；(2)NAD苹果酸酶类型；(3)PEP羧激酶类型。
53.简述CAM植物同化C02的特点。
答：这类植物晚上气孔开放，吸进C02，在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸，累积于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞质，放出C02，放出的CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。具有两步羧化的特点。
54.氧抑制光合作用的原因是什么?
答：(1)加强氧与C02对RuBP的结合竞争，提高光呼吸速率。(2)氧能与 NADP＋竞争接受电子，使NADPH合成量减少，使碳同化需要的还原能力减少。(3)氧接受电子后形成的超氧阴离子会破坏光合膜。(4)在强光下氧参与光合色素的光氧化，破坏光合色素。
55.追施N肥为什么会提高光合速率?
答：原因有两方面：一方面是间接影响，即能促进叶片面积增大，叶片数目增多，增加光合面积。另一方面是直接影响，即促进叶绿素含量急剧增加，加速光反应。氮亦能增加叶片蛋白质含量，而蛋白质是酶的主要组成成分，使暗反应顺利进行。总之施N肥可促进光合作用的光反应和暗反应。
56.分析植物光能利用率低的原因。
答：光能利用率低的原因：(1)辐射到地面的光能只有可见光的一部分能被植物吸收利用。(2)照到叶片上的光被反射、透射。吸收的光能，大量消耗于蒸腾作用。(3)叶片光合能力的限制。(4)呼吸的消耗。(5)CO2、矿质元素、水分等供应不足。(6)病虫危害。
57.作物的光合速率高产量就一定高，这种说法是否正确，为什么？
答：不正确。因为产量的高低取决于光合性能的五个方面，即光合速率、光合面积、
光合时间和光合产物分配与消耗。
58.为什么说CO2 是一种最好的抗蒸腾剂？
答：所有的抗蒸腾剂都是通过降低气孔导度来减少蒸腾，气孔导度降低的同时不可避免地限制了CO2 向叶肉内的扩散，降低了光合速率。而增加CO2 不仅可以降低气孔导度减少蒸腾，同时也增加了CO2向叶肉内的扩散速度，不至于因气孔导度的降低使光合下降。
59.把大豆和高粱放在同一密闭照光的室内，一段时间后会出现什么现象？为什么？
答：大豆首先死亡，一段时间后高粱也死亡。因为大豆是C3植物，它的CO2补偿点高于C4植物高粱。随着光合作用的进行，室内的CO2浓度越来越低，当低于大豆的CO2补偿点时，大豆便没有净光合只有消耗，不久便死亡。此时的CO2浓度仍高于高粱的CO2补偿点，所以高粱仍然能够进行光合作用，当密闭室内的CO2浓度低于高粱的CO2补偿点时，高粱便因不能进行光合作用而死亡。
60.如何证明C3途径CO2的受体是RuBP，而CO2固定后的最初产物是3-PGA？
答：给植物饲喂标记的14CO2，在不同的照光时间下，分别浸在沸酒精中将植物杀死，提取14C化合物，用纸层析分析结合放射自显影方法追踪14C在各种化合物出现的先后次序。最早标记的化合物即为CO2固定后的最初产物，在C3植物中最早标记的化合物是3-PGA。
用同样的技术结合动力学实验结果表明，当CO2浓度突然下降时，RuBP的量急剧增高，而3-PGA的量则相应急剧下降，说明3-PGA是RuBP的羧化产物，故CO2浓度降低时，3-PGA
突然下降，同时说明3-PGA可转变为RuBP，否则RuBP的量不至于升高。
61.试评价光呼吸的生理功能。
答：光呼吸是具有一定的生理功能的，但也有害处。
(1)回收碳素：通过C2循环可回收乙醇酸中3/4的碳素(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1
个CO2)。
(2)维持C3光合碳循环的运转：在叶片气孔关闭或外界CO2浓度降低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持C3光合碳循环的运转。
(3)防止强光对光合机构的破坏：在强光下，光反应中形成的同化力会超过暗反应的需要，
叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高，由光激发的高能电子会传递给O2，形成
超氧阴离子自由基O2－，O2－对光合机构具有伤害作用，而光呼吸可消耗过剩的同化力和高能电子，减少O2－的形成，从而保护光合机构。
(4)消除乙醇酸：乙醇酸对细胞有毒害作用，它的产生在代谢中是不可避免的。光呼吸是消
除乙醇酸的代谢，使细胞免受伤害。另外，光呼吸代谢中涉及多种氨基酸的转化过程，它可
能对绿色细胞的氮代谢有利。
有害方面：减少了光合产物的形成和累积，不仅不能贮备能量，还消耗大量能量。
62. C4植物比C3植物的光呼吸低,试述其原因？
答：C4植物光呼吸低。因为光呼吸是由RuBP加氧酶催化RuBP加氧造成的。C4植物在叶肉细胞中只进行由PEP羧化酶催化的羧化活动，且PEP羧化酶对CO2亲和力高，固定C02的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸之后。再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出CO2，就起到了”CO2泵”的作用，增加了维管束鞘细胞中的CO2浓度，抑制了鞘细胞中Rubisco的加氧活性并提高了它的羧化活性，有利于CO2的固定和还原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸进行，所以C4植物光呼吸值很低。
而C3植物，在叶肉细胞内固定C02，叶肉细胞的CO2／O2的比值较低，此时，RuBP加氧酶活性增强，有利于光呼吸的进行，而且C3植物中RuBP羧化酶对CO2亲和力低，此外，光呼吸释放的CO2，不易被重新固定。
63.论述提高植物光能利用率的途径和措施有哪些？
答：(1)增加光合面积：①合理密植；②改善株型。
(2)延长光合时间：①提高复种指数；②延长生育期；③补充人工光照。
(3)提高光合速率：①增加田间CO2浓度；②降低光呼吸；③减缓逆境对光合的
抑制作用；④减轻光合午休；⑤延缓早衰。
64. 请说明测定光呼吸的原理。
答：（1）光呼吸受氧浓度的影响 当大气中含氧量从21%降至1～3%时，C3植物的净
光合率约增高30～50%，增加的这部分就代表在高氧气条件下光呼吸的消耗，因此可以分别测定3%和21% O2下的光合速率，两者之差便为光呼吸速率。
（2）测定叶片在光下的吸氧量 在光下测定在无CO2空气中叶片的吸氧量。
（3）测定无CO2空气中CO2的释放量 在光下，通入无CO2的气体到叶室中，然后测定叶片CO2的释放量。也可以用14CO2饲喂，先使叶片在光下同化14CO2一段时间，然后通入无CO2的气体，并测定叶片释放出的14CO2量。可以用光下释放的14CO2量和黑暗中释放的14CO2量的比值表示。
（4）测定从光转暗后的CO2猝发 将C3植物叶片放入叶室，照光一段时间后停止照光，则有CO2释放高峰，一般认为停止光照后的CO2猝发为光呼吸的残余。也可以用18O2标记，测定叶片在光下对18O2的吸收速率。
65.什么叫荧光现象？活体叶片为什么观察不到荧光现象？
答：光合色素分子的激发态电子，未被电子受体所接受，其电子从第一单线态回到基态时所发射的光称荧光。其叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色称荧光现象。活体叶片细胞叶绿素荧光产额（发射荧光量子数与吸收光量子数的比值）很低，其数值约为 3% 左右，就是说在 100 个激发态电子中，约有 3 个电子是由于发射荧光而回复到基态，所以难以用肉眼观察出来。而叶绿素在溶液中荧光产额显著提高，为 30% 左右。
66. 光合作用电子传递链中， PQ 有什么重要的生理作用？
答：在类囊体膜上的电子传递体中， PQ 具有亲脂性，含量多，被称为 PQ 库，它可传递电子和质子，而其他传递体只能传递电子。在光下， PQ 在将电子向下传递的同时，又把膜外基质中的质子转运至类囊体膜内， PQ 在类囊体膜上的这种氧化还原往复变化称 PQ 穿梭。 PQ 穿梭使膜内 H + 浓度增高，电位较“正”，有利于质子动力势形成，进而促进 ATP 的生成。
67. 什么叫希尔反应？写出希尔反应方程式，说明其意义。
答：在有适当的电子受体存在的条件下，离体的叶绿体在光下使水分解，同时使电子受体还原并有氧的释放，这一过程是希尔在 1937 年发现的，故称希尔反应。
希尔反应方程式：
意义：（ 1 ）表示光合作用机理的研究进入了一个新阶段，是光合作用研究的一次飞跃。
（ 2 ）是研究电子传递的开始。
（ 3 ）开始用细胞器研究光合作用。
（ 4 ）证明氧的释放是来源于 H2O 。
68. 怎样解释光合磷酸化的机理？
答：在光合电子传递中伴随着电子传递和氧化还原的进行使光合膜内形成了高能态，米切尔于1961年提出了化学渗透假说，他认为高能态就是质子浓度差和电位差（合称质子动力势），这是由 PQ 穿梭和水光解放氧的同时，有 H+ 释放，类囊体膜内空间 H+ 增多，再加上膜外 NADP+ 的还原，消耗了 H + ，使类囊体膜的内外两侧产生了质子浓度差和电位差，膜内的质子通过偶联因子（ CF1 –CF0 ）流出时， ATP 酶催化 ADP+Pi 合成了 ATP 。
69. 光合作用的光反应和暗反应，是在叶绿体的哪部分进行的？各产生哪些物质？
答：光反应是在类囊体膜上进行的，产物是O2 、 NADPH+H+ 和ATP 。
暗反应是在叶绿体的间质中进行的，产生碳水化合物。
70. 写出 C3 - 途径的羧化阶段、还原阶段的生化反应过程。
答： （1）羧化阶段 ：
（2）还原阶段 ：
71. 如何评价光呼吸生理功能？
（ 1 ）有害方面：
①从碳素同化角度看，光呼吸将光合作用已固定的碳素的 30% 左右，再释放出去，减少了光合产物的形成。
②从能量利用上看，光呼吸过程中许多反应都消耗能量。
（ 2 ）光呼吸对植物也具有积极的生理作用：
①消耗光合作用中产生的副产品乙醇酸，通过乙醇酸途径将它转变成碳水化合物，另外，光呼吸也是合成磷酸丙糖和氨基酸的补充途径。
②防止高光强对光合作用的破坏，在高光强和二氧化碳不足的条件下，过剩的同化力将损伤光合组织。通过光呼吸对能量的消耗，保护了光合作用的正常进行。
③防止 O2 对碳素同化的抑制作用，光呼吸消耗了 O2 ，提高了 RuBP 羧化酶的活性，有利于碳素同化作用的进行。
72. 冬季温室栽培作物为什么应该避免高温？
答：. 因为温室中光线较弱，由于光照不足，光合作用较弱，如果此时温度较高，呼吸作用增强，容易达到光补偿点，即光合作用吸收的 CO2 与呼吸作用释放的CO2 达到动态平衡。在白天没有光合产物积累，夜间呼吸作用还要消耗有机物质，造成消耗大于积累，久而久之，导致植物死亡。
73. 植物的叶片为什么是绿色的？秋季树叶为什么会变黄？
答： 叶绿体色素只吸收红光和蓝紫光，对橙光、黄光和绿光部分，只有不明显的吸收带，其中尤其对绿光吸收最少，所以植物的叶片呈绿色。另外，叶绿素生物合成是一系列的酶促反应过程，受温度影响，合成叶绿素的最低温度是 2～4℃，最适温度是 30℃左右，最高温度是40℃。秋天树叶变黄是由于低温抑制叶绿素的生物合成，叶绿素分解破坏，使叶黄素及胡萝卜素的颜色显现出来而造成的。
74. 指出 CAM 植物光合碳代谢的特点？怎样鉴别 CAM 植物？
答： CAM 植物的气孔是在夜间开放，固定 CO2 ，生成草酰乙酸，并进一步还原成苹果酸积累在液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸运到叶绿体，脱羧放出 CO2 ， CO2 进入卡尔文循环（ C3 途径）形成光合产物。
鉴别方法：
（ 1 ） CAM 植物的气孔是夜间张开，白天关闭。
（ 2 ）夜间苹果酸含量高、 pH 值低，白天苹果酸含量低， pH 值增高。
（ 3 ）夜间碳水化合物含量低，白天碳水化合物含量高。
75.为什么 C4 植物的光合效率一般比 C3 植物的高？
答： C4 植物是通过 C4 途径固定同化 CO2 的，该途径是由 C4 - 二羧酸循环（ C4 循环）和卡尔文循环（也称 C3 途径）两个循环构成。 C4 循环主要是在叶肉细胞内进行的，而卡尔文循环则位于维管束鞘细胞内。在叶肉细胞中， PEP 羧化酶固定 CO2 形成的 OAA 经 C4 - 二羧酸循环转移到维管束鞘细胞中，在此处脱羧放出 CO2 ，再由卡尔文循环将 CO2 固定并还原成碳水化合物。这样的同化 CO2 途径表现出了两个优越性：
（ 1 ）叶肉细胞中催化 CO2 初次固定的 PEP 羧化酶活性强且对 CO2 的亲合力高（ Km 值为 7 μmol/L ，而 Rubisco 对 CO2 的 Km 值为 450 μmol/L ），因此固定 CO2 的速率快，特别是在 CO2 浓度较低的情况下（大气中的 CO2 含量正是处于这样一种状况），其固定 CO2 的速率比 C3 植物快得多。
（ 2 ） C4 途径中，通过 C4 - 二羧酸循环将叶肉细胞吸收固定的 CO2 转移到鞘细胞，为鞘细胞中卡尔文循环提供 CO2 ，因此其作用好象一个 CO2 “泵”一样，将外界的 CO2 泵入鞘细胞，使鞘细胞的 CO2 浓度增大，抑制了 Rubisco 的加氧活性，使光呼吸显著减弱，光合效率大大提高，同时也使 C4 植物的 CO2 补偿点明显降低（ 0 ～ 10 μmol/mol ）。
C3 植物只在叶肉细胞中通过卡尔文循环同化 CO2 ，由于 Rubisco 耐 CO2 的亲合力低，加之自然界 CO2 浓度低（ 300 μmol/mol ），氧气含量相对高（ 21 ％），因此 C3 植物 Rubisco 的加氧反应明显，光呼吸强， CO2 补偿点高（ 50 ～ 150 μmol/mol ），光合效率低。此外 C4 植物维管束鞘细胞中形成的光合产物能及时运走，有利于光合作用的进行。
C4植物的高光合效率在温度相对高、光照强的条件下才能明显表现出来；在光弱、温度低的条件下 C4植物的光合效率反不如 C3植物。
76. 说明磷对光合碳循环的调节。
答： 在光下类囊体膜上的光反应启动时，消耗 Pi 产生 ATP 和 NADPH+H + ，有利于 CO2 的同化，并产生磷酸丙糖。通过叶绿体被膜上的“ Pi 运转器”，磷酸丙糖与细胞质中的 Pi 进行对等交换， Pi 进入叶绿体间质，并通过 ATP 的形成来活化 PGA 激酶与 Ru5P 激酶，促进碳循环的运转，当植物缺磷时，与磷酸丙糖交换的 Pi 减少，间质中 ATP/ADP 比值降低，使 PGA 激酶与 Ru5P 激酶钝化，于是光合碳循环运转减慢。
77. 什么叫作物的光能利用率？举例说明如何提高光能利用率？
答： 作物的光能利用率是指作物光合产物中贮存的能量，占照射在单位地面上日光能的百分率。
提高光能利用率的主要途径如下：
（ 1 ）增加光合面积
①合理密植： 密植是否合理可用叶面积系数来衡量，叶面积系数过小，不能充分利用太阳的辐射能，在一定范围内，作物产量随着叶面积系数的增加而提高，小麦、玉米、大豆等最大叶面积系数在 4～5 比较适宜。
②改善株型： 理想的株型是紧凑、矮杆、叶小而直立、叶厚、分蘖密集等。
（ 2 ）提高光合效率
①增加二氧化碳浓度：空气中二氧化碳含量是 300μmol/mol 左右，作物生长最适的二氧化碳浓度是 1000μmol/mol 。增加 CO2 浓度的方法有：在室内燃烧液化石油气、使用干冰等。在大田可控制栽培规格和肥水，因地制宜选好行向，使通风良好。还可以增加有机肥，使土壤微生物增多，分解有机物放出二氧化碳，以及采用深施 NH4HCO3 的办法。
②降低光呼吸
a. 光呼吸的生化控制 使用α – 羟基磺酸盐和 NaHSO3 ，抑制乙醇酸氧化酶的活性，防止乙醇酸氧化成乙醛酸。也可以使用 2 ， 3– 环氧丙酸，它能抑制乙醛酸转变成乙醇酸。
b. 改变环境成分 增加环境中 CO2 浓度，提高 CO2 /O2 的比值，抑制 RuBP 加氧酶的活性。
c. 筛选低光呼吸品种 应用“同室效应法”进行筛选，将 C3 植物和 C4 植物幼苗一同培养在密闭的光合室内，由于光合作用吸收 CO2 ，使光合室内 CO2 浓度降低，降到 C3 植物 CO 2 补偿点以下时，由于有机物质消耗过多， C3 植物变黄死亡。但 C4 植物 CO2 补偿点较低，生长正常。如果个别 C3 植物忍受低二氧化碳浓度，便能生存下去，选出低二氧化碳补偿点的植物株，即是低光呼吸品种。
（ 3 ）延长光合时间
①提高复种指数。
②延长生育期：适时早种；防止叶片早衰。
③补充人工光照。
78. 怎样从理论上证明光能利用率可达 10% 以上？
答： 已知释放 1 分子 O2 ，需要 8～10 光量子，产生 2NADPH+H + ，同化1分子CO2 需要2NADPH+H + ，所以需要 8～10 光量子，如果按10个光量子计算，产生1分子葡萄糖，需要同化6分子CO2 ，需要吸收的能量是 10×6×70×4.18KJ（以紫光计算），共需要吸收17556KJ的能量。1分子葡萄彻底氧化分解释放的能量为 686×4.18KJ=2867KJ ，则光能利用率为 2867/17556≈16% 。
79. C3 植物经卡尔文循环固定同化 2mol CO2 ，需要多少同化力？至少需要多少光量子？同时能释放多少O2？
答： 需要同化力：6ATP ，4NADPH2 ；需要光量子：最少需要16mol 光量子；释放 O2 ：2 mol O2
80．在缺乏 CO2 的情况下，对绿色叶片照光能观察到荧光，然后在供给 CO2的情况下，荧光立即被猝灭，试解释其原因。
答：激发态的叶绿素分子处于能量不稳定的状态，会发生能量的转变，或用于光合作用，或用于发热、发射荧光与磷光。荧光即是激发态的叶绿素分子以光子的形式释放能量的过程。在缺乏CO2的情况下，光反应形成的同化力不能用于光合碳同化．光合作用被抑制，叶片中被光激发的叶绿素分子较多地以光的方式退激。故在缺乏CO2的情况下，给绿色叶片照光能观察到荧光，而当供给CO2时，被叶吸收的光能用于光合作用，使荧光猝灭。
七．计算题
1．假定中国长江流域年总辐射量为5.0×106kJ·m-2，一年二熟，水稻产量每100m2为75kg，小麦产量每100m2为60kg。经济系数水稻为0.5，小麦为0.4，含水量稻谷13%，小麦籽粒为12%，干物量含能均按1.7×10４kJ·kg -1计算，试求该地区的光能利用率。
答：光能利用率 ＝ (光合产物中积累的能量/辐射总量)×100%
光合产物中积累能量＝[75kg·100m-2÷0.5×(1-13%)＋60kg·100m-2÷0.4×(1-12%)]×1.7×10４kJ·kg-1＝4.4625×10４kJ·m-2
光能利用率＝(4.4625×10４kJ·m-2/5.0×106kJ·m-2)×100%＝0.89%
2．假定还原1 mol CO2需要8 mol光量子，请计算波长为680nm的光转换效率。如以光合有效辐射(1mol光合有效辐射的平均能量为209kJ)推动光合作用，其光能利用率又是多少？(同化1mol CO2形成碳水化合物贮存的化学能为478kJ)
答：8mol 波长680nm光量子的能量为：
hNC/λ×8＝6.626×10-34Ｊ·s×6.023×1023×(3.0×108m·s-1／680×10-9m)×8＝1410kJ
680nm的光能转化率＝贮存的化学能/吸收的光能＝478kJ÷1410kJ≈0.34＝34%
光合有效辐射的光能转化率＝贮存的化学能/吸收的光能＝478kJ÷(209kJ×8)≈0.285＝28.5%
3．假定在细胞内条件下从ADP和无机磷生成ATP的ΔG0ˊ为＋50kJ.mol－1。请计算在吸收1 mol红光（650nm）量子时所产生的ATP分子的最大理论值。
答：1mol 波长650nm光量子的能量为：
hNC/λ＝6.626×10-34Ｊ·s×6.023×1023×(3.0×108m·s-1／650×10-9m)＝184kJ ；184 kJ÷50kJ.mol－1≈3.7mol
吸收1 mol红光（650nm）量子时所产生的ATP分子的最大理论值为4.4 mol
4．, 在光, 合碳固定阶段，经过卡尔文循环，由3mol C2O合成1 mol丙糖磷酸，其自由能变化为1465kJ。与此同时，光合同化力形成阶段产生的9mol ATP和6mol NADPH全部被用于丙糖磷酸的形成。请计算光合碳固定阶段的能量转化效率？
答：每形成1mol ATP需要约50 kJ能量，每形成1mol NADPH的自由能变化220 kJ；9mol ATP和6mol NADPH中能量＝50 kJ×9＋220 kJ×6＝1770 kJ
光合碳固定阶段的能量转化效率＝1465kJ÷1770kJ≈82.8%。
5．用红外线CO2分析法测定小麦叶片的呼吸耗氧速率和光合放氧速率。供试叶面积为10 cm-2；叶片放入叶室后，暗中体系的CO2释放速率为0.15μmol CO2·min-1；光照下体系的CO2消耗速率为1.5μmol CO2·min-1。计算小麦叶片的呼吸速率和光合速率（μmol CO2·m－2·s－1）。
解：
呼吸速率＝体系CO2释放速率（μmol CO2·min-1）÷60s·min -1÷叶面积（m-2）
＝0.15μmol CO2·min-1÷60s·min -1÷ 0.001m2＝2.5μmol CO2·m－2·s－1
光合速率＝体系CO2消耗速率（μmol CO2·min-1）÷60s·min -1÷叶面积（m-2）
＝1.5μmol CO2·min-1÷60s·min -1÷ 0.001m2＝25μmol CO2·m－2·s－1
答：此小麦叶片的呼吸速率和光合速率分别为2.5μmolCO2·m－2·s－1和25μmolCO2·m－2·s－1。
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Post By：2006/9/11 0:30:47
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