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1、第四章 植物的光合作用一、名词解释 1光合作用 2光合午休现象 3希尔反应 4荧光现象与磷光现象 5天线色素 6光合色素 7光合作用中心 8光合作用单位 9红降现象 10双光增益现象 11.C3 途径 12C4 途径 13光合磷酸化 14非环式光合磷酸化 l5. 量子效率 16暗反应 17同化力 18光反应 19CAM 途径 20光呼吸 21表观光合速率 22光饱和点 23光补偿点 24CO2 饱合点 25CO2 补偿点 26光能利用率 27瓦布格效应 28原初反应 29碳素同化作用 30叶面积指数二、将下列缩写翻译成中文 1CAM 2Pn 3P700 4P680 5LHC 6PSl 7PS
2、8PQ 9PC 10Fd 11Cytf12 12RuBP 133-PGA 14PEP l5.GAP 16DHAP 17OAA 18TP 19Mal 20ASP 21SBP 22G6P 23F6P 24FDP 25LAI 26X5P 27. Fe-S 28. Rubisco 29.P* 30.DPGA三、填空题1.叶绿体的结构包括_、_、_和片层结构，片层结构又分为_和 _。 2.光合色素可分为_、_、_三类。 3.叶绿素可分为_ 和_两种。类胡萝卜素可分为_和_。 4.叶绿素吸收光谱的最强吸收带在_ 和_。 5. 光合作用原初反应包括光能的_过程。 6. 叶绿体色素中_称作用中心色素，其他属于
3、_。 7. 缺水使光合速率下降的原因是_、_、_。 8. 卡尔文循环中，同化分子 CO2 需消耗_分子 ATP 和_ 分子 NADPH+H+。 9. 高等植物 CO2 同化的途径有_、_、_三条，其中最基本的是_。 10. 叶绿素形成时所需的矿质元素是_。 11. 进行光合作用的细胞器是_，暗反应的场所是_ 。 12正常叶色为绿色是因为_，秋天树叶呈黄色是因为_，有些叶子呈红色是因 为_ 13. Rubisco 是_ 的简称，它催化_ 及_ 反应。 14. 光合作用中淀粉的形成是在_中进行，蔗糖的合成是在_中进行。 15. C3 途径、C4 途径、CAM 途径的 CO2 受体分别是_、 _、
4、_。 16. 光合作用中心包括_、_和_三部分，PS的作用中心色素是 _，PSI 的作用中心色素是_，最初电子供体是_最终电子受体是_。 17.光合作用分为_和_两步，第一步实质是_，第二步实质是_。 18. 水的光解和氧的释放需要的元素是_和_，氧气来源于_。 19、光反应的全过程发生在叶绿体的_，暗反应则在叶绿体的 _进行。 20. 光合磷酸化包括三种类型_、_和_。21.光呼吸是在_、过氧化体、_协同下完成的，其底物是 。 22. 光反应产生了_和_用以 CO2 的固定。 23. 两个光系统存在的实验证据是 和 。 24. C3 植物 CO2 受体是_,催化酶是_，最初产物是_。C4 植
5、物的 CO2 受体 是_，催化酶是_，最初产物是_。 25. 从光合作用观点来看，影响经济作用的因素包括_、_、_、_和 _。 26. 碳同化过程中 PEP 羧化酶催化_和_生成_。RuBP 羧化酶催化_ 和_生成_。 27. 卡尔文循环的第一个稳定产物是 ，因此卡尔文循环又称为 。 28. C3 植物主要有_、_，C4 植物主要有_和_，CAM 植物主要有 _、_。 29. 合成叶绿素的起始物质是_和_。 30. RuBP 羧化酶在_条件下起羧化作用，在_条件下起加氧酶作用。 31. 在自然条件下，植物光合作用的日变化曲线大体有两种类型，即 和 。 32. CAM 植物含酸量是白天比夜间_，
6、而碳水化合物含量则是白天比夜间_。 33. 提高植物的光合速率除了高光效育种以外，还可通过_和_ 来实现。 34. 景天酸代谢途径的植物夜间吸收_合成_储存在_中，白天再释放出 CO2 供光合作用需要。 35. 光合作用的直接产物是碳水化合物，_、_和_。其中，碳水化合物主 要是_和_。 36影响光合作用的外界因素主要有_、_、_、_。四、问答题1. 如何证实光合作用中释放的 O2 来自水? 2. C4 植物叶片在结构上有哪些特点。 3. 光反应与暗反应的关系如何？ 4. 简述外界环境因素对光合作用的影响。 5什么是光反应的同化力？如何形成的？如何被利用的？ 6简述作物光能利用率低的原因及提高
7、作物光能利用率的途径。 7光合磷酸化有几种类型？其电子传递各有何特点。 8. 简述植物失绿的可能原因。 9. 简述光呼吸的意义。 10. C3 途径是谁发现的？C3 途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? 11.C4 植物与 CAM 植物在碳代谢途径上有何异同点? 12. 夏日光照强烈时，为什么植物会出现光合午休现象。参考答案一、名词解释1.光合作用(photosynthesis)：通常是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。从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的 过程。2. 光合午休现象：指植物的光合速率在中午前后下降的现象。引起光合
8、“午休“的主要因素 是大气干旱和土壤干旱。另外，中午及午后的强光、高温、低 CO2 浓度等条件也会使光合 速率在中午或午后降低。3.希尔反应(Hill reaction)：希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体) 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，这个反应称为 希尔反应(Hill reaction) 。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)。4. 荧光(fluorescence)和磷光(phosphorescence)现象：激发态的叶绿素分子回到基态时，可以 光子形式释放能量。处在第一单线态的叶绿素分子回至
9、基态时所发出的光称为荧光，而处 在三线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为磷光。5. 天线色素(antenna pigment)：又称聚(集)光色素(light harvesting pigment)，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。6. 光合色素：指参与光合作用中光能的吸收、传递和原初反应的各种色素。包括叶绿素、 类胡萝卜素、藻胆素。可分为聚光色素与作用中心色素两类。7. 光合作用中心：指在叶绿素或载色体中，进行光合作用原初反应的最基本色素蛋白结构， 至少包括一个光能转换色素分子、一个原初电子受体和一个原初电子供体。8. 光合单位(photosynt
10、hetic unit)：最初是指释放 1 个 O分子所需要的叶绿素数目，测定 值为 2500chl/O。若以吸收 1 个光量子计算，光合单位为 300 个叶绿素分子；若以传递 1 个电子计算，光合单位为 600 个叶绿素分子。而现在把存在于类囊体膜上能进行完整光反 应的最小结构单位称为光合单位。它应是包括两个反应中心的约 600 个叶绿素分子(3002)以 及连结这两个反应中心的光合电子传递链。它能独立地捕集光能，导致氧的释放和 NADP 的还原。9. 红降现象(red drop)：光合作用的量子产额在波长大于 680nm 时急剧下降的现象。10.双光增益效应或爱默生增益效应(Emerson
11、enhancement effect) ：在用远红光照射时补加 一点稍短波长的光(例如 650nm 的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时 的总和还要高。这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光 增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生增益效应。11. C途径：亦称卡尔文-本森(Calvin-Benson)循环。 整个循环由 RuBP 开始至 RuBP 再生 结束，共有 14 步反应，均在叶绿体的基质中进行。全过程分为羧化、还原、再生 3 个阶段。 由于这条光合碳同化途径中 CO2 固定后形成的最初产物 3-磷酸甘油酸(PGA
12、)为三碳化合物， 所以称 C途径，也叫做 C光合碳还原循环(C photosynthetic carbon reduction cycle， C-PCR 循环)。12. C4 途径：亦称哈奇-斯莱克(Hatch-Slack)途径，整个循环由 PEP 开始至 PEP 再生结束， 要经叶肉细胞和维管束鞘细胞两种细胞，循环反应虽因植物种类不同而有差异，但基本上 可分为羧化、还原或转氨、脱羧和底物再生四个阶段。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(OAA)为 C4-二羧酸化合物，所以叫做 C4 双羧酸途径(C4 dicarboxylic acid pathway)，简称 C
13、4 途径13.光合磷酸化(photosynthetic phosphorylation，photophosphorylation) ：光下在叶绿体(或载 色体)中发生的由 ADP 与 Pi 合成 ATP 的反应。14.非环式光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation) ：与非环式电子传递偶联产生的磷酸 化反应。在反应中，体系除生成 ATP 外，同时还有 NADPH 的产生和氧的释放。15.量子效率 (quantum efficiency) ：又称量子产额(quantum yield)，是指光合作用中吸收一 个光量子所能引起的光合产物量的变化，如放出的氧分子数或固定
14、的 CO2 的分子数。16. 暗反应(dark reaction)：光合作用中的酶促反应，即发生在叶绿体间质中的同化 CO反 应。17. 同化力(assimilatory power)：ATP 和 NADPH 是光合作用光反应中由光能转化来的活跃 的化学能，具有在黑暗中同化 CO为有机物的能力，所以被称为“同化力“。18. 光反应(light reaction)：光合作用中需要光的反应。为发生在类囊体上的光的吸收、传 递与转换、电子传递和光合磷酸化等反应的总称。19. 景天科酸代谢途径（Crassulacean acid metabolism pathway，CAM 途径）：景天科、仙 人掌科等科中的植物，夜间固定 CO2 产生有机酸，白天有机酸脱羧释放 CO2，进行 CO2 固定，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。20. 光呼吸(phot
