植物生理學(xué) 第六版 各章練習(xí)及答案

1、植物生理學(xué)練習(xí)題第一章 水分生理一 名詞解釋?zhuān)核畡?shì)：水勢(shì)是指系統(tǒng)中水的化學(xué)勢(shì)與純水（0，1個(gè)大氣壓）的化學(xué)勢(shì)的差同系統(tǒng)中水的偏摩爾體積的商。用w表示。 w= （w -0 ）/V 、系統(tǒng)水勢(shì)：水勢(shì)=滲透勢(shì) + 襯質(zhì)勢(shì) + 壓力勢(shì) + 重力勢(shì)w=s +m+p +z 襯質(zhì)勢(shì): 我們把系統(tǒng)中能夠提供與水相互作用的表面的物質(zhì)，稱(chēng)為襯質(zhì)。這種由于系統(tǒng)中親水性物質(zhì)通過(guò)親水表面對(duì)自由水的束縛而引起的系統(tǒng)水勢(shì)的降低值稱(chēng)為襯質(zhì)勢(shì)，用m來(lái)表示。細(xì)胞的襯質(zhì)勢(shì)（ m ）： 原生質(zhì)是親水性膠體；親水膠粒對(duì)自由水的束縛使細(xì)胞水勢(shì)下降。我們把這種由于細(xì)胞膠體物質(zhì)對(duì)自由水的束縛而引起的細(xì)胞水勢(shì)的降低值稱(chēng)為襯質(zhì)勢(shì).壓力勢(shì): 由于

2、系統(tǒng)所承受的壓強(qiáng)的變化而引起的系統(tǒng)水勢(shì)的變化。 p=P-P標(biāo) = P-0.10133MPa。由于壁壓的存在使細(xì)胞的水勢(shì)增加，這種由于壁壓的存在而引起細(xì)胞水勢(shì)的增加值稱(chēng)為壓力勢(shì)，用p表示滲透勢(shì):由于溶質(zhì)顆粒的存在而引起的系統(tǒng)水勢(shì)的降低值稱(chēng)為溶液的滲透勢(shì)。用s或p表示。s = - Rtim(范托夫方程) （m 溶液的質(zhì)量摩爾濃度（1千克溶劑中含有溶質(zhì)的摩爾數(shù)）。i 等滲系數(shù)，非電解質(zhì)i=1。R 氣體常數(shù)（0.083升.巴/摩爾.度，0.082升.大氣壓/摩爾.度，0.0083升.MPa/摩爾.度） t 絕對(duì)溫度（273+t）。 若溶液的i 和m 為已知，那么溶液的滲透勢(shì)和水勢(shì)就可以計(jì)算出來(lái)。溶液的

3、滲透勢(shì)（ s ，MPa）：s = -2.27*溶液的冰點(diǎn)下降值/1.86）細(xì)胞的滲透勢(shì)（s ） 細(xì)胞的細(xì)胞液含有溶質(zhì)，可以引起細(xì)胞水勢(shì)的降低。束縛水:是指與膠體顆粒密切結(jié)合而不能自由移動(dòng)的水分。 自由水:是指未與原生質(zhì)膠粒結(jié)合，可以自由移動(dòng)的水分。 偏摩爾體積: 是指在不改變系統(tǒng)其他條件的前提下，向系統(tǒng)中加入1摩爾純水，系統(tǒng)總體積的增量。純水為18cm3/mol滲透作用：水分透過(guò)半透膜從水勢(shì)高的一側(cè)向水勢(shì)低的一側(cè)移動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為滲透作用。滲透系統(tǒng)：半透膜及其兩側(cè)的溶液構(gòu)成的系統(tǒng)稱(chēng)為滲透系統(tǒng)。吸漲作用：親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象。主要由襯質(zhì)勢(shì)決定的吸水方式。代謝性吸水：植物細(xì)胞利用呼吸代謝釋放的能量，

4、使水分經(jīng)過(guò)質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程，叫做代謝性吸水。根壓:植物根系的生理活動(dòng)產(chǎn)生的使水分從根部上升的壓力，稱(chēng)為根壓蒸騰拉力:由于蒸騰作用所造成的根部對(duì)水分吸收的能力叫做蒸騰拉力。蒸騰作用:水分以氣體狀態(tài)從植物體表面散失到大氣中的過(guò)程.蒸騰速率：是描述蒸騰作用快慢的生理指標(biāo)，通常用植物在單位時(shí)間內(nèi)，單位葉面積蒸騰散失掉的水分的重量來(lái)表示。常用的單位：g/dm2.hr。蒸騰比率：植物每消耗一千克水，合成干物質(zhì)的克數(shù)。 常用單位：g/kg。蒸騰系數(shù)：又叫需水量，植物每制造1克干物質(zhì)需要水分的克數(shù)。常用單位： g。小孔率（小孔擴(kuò)散原理）：氣體經(jīng)過(guò)小孔的擴(kuò)散速率與孔的周長(zhǎng)成正比。 萎蔫：植物由于缺水而造成的葉

5、片和幼嫩器官下垂的現(xiàn)象。 永久萎蔫系數(shù)：植物剛剛發(fā)生永久萎蔫時(shí)，土壤的含水量。 水分臨界期：植物對(duì)水分不足特別敏感的時(shí)期。 內(nèi)聚力學(xué)說(shuō)：水柱具有較大的內(nèi)聚力可以保證植物導(dǎo)管內(nèi)水柱不斷，來(lái)解釋水分上升原因的學(xué)說(shuō)是由愛(ài)爾蘭人H.H.Dixon提出的，稱(chēng)為內(nèi)聚力學(xué)說(shuō)，也稱(chēng)為蒸騰-內(nèi)聚力-張力學(xué)說(shuō)。 二 填空：1. 植物的蒸騰方式有皮孔蒸騰、腳趾蒸騰、氣孔蒸騰。2. 某種植物每制造一克干物質(zhì)需耗水500克 ，其蒸騰系數(shù)為500g，蒸騰效率為2g/kg。3. 細(xì)胞的吸水方式有滲透吸水、吸脹吸水及代謝性吸水；根系吸水的動(dòng)力有根壓和蒸騰拉力。4. 有甲乙兩相鄰的植物細(xì)胞，s和p的值，甲細(xì)胞為-10及6 巴，

6、乙細(xì)胞為-8及5巴，水分移動(dòng)的方向是從乙向甲 。5. 影響氣孔開(kāi)關(guān)的因素有光照、溫度、二氧化碳、水分。6. 有一個(gè)充分飽和的細(xì)胞，將其放入比細(xì)胞液濃度低十倍的溶液中，則細(xì)胞體積將變小。7. 將一個(gè)細(xì)胞放入與其胞液濃度相同的溶液中，細(xì)胞可能的水分變化是平衡或失水。8. 已經(jīng)形成液胞的細(xì)胞，其襯質(zhì)勢(shì)通常忽略不計(jì)的原因是已形成液胞的細(xì)胞襯質(zhì)勢(shì)很小，對(duì)細(xì)胞的水勢(shì)影響很小。9. 當(dāng)細(xì)胞在0.25 mol/kg 蔗糖溶液中吸水達(dá)到平衡時(shí)，將其放入純水中，細(xì)胞水勢(shì)的變化是升高。10. 證明根壓存在的證據(jù)是傷流、吐水現(xiàn)象。三 問(wèn)答題：1. 氣孔開(kāi)關(guān)的機(jī)理是什么？1） 淀粉-糖變化學(xué)說(shuō)光照時(shí)，保衛(wèi)細(xì)胞光合作用，

7、pH升高，當(dāng)pH>6.1時(shí)，淀粉磷酸化酶催化淀粉分解為葡萄糖。細(xì)胞液濃度升高，水勢(shì)降低，保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔張開(kāi)。在黑暗中，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳使保衛(wèi)細(xì)胞的pH下降，當(dāng)pH<6.1時(shí)，淀粉磷酸化酶催化葡萄糖合成淀粉。細(xì)胞液濃度降低，細(xì)胞吸水，氣孔張開(kāi)。2） 無(wú)機(jī)離子吸收學(xué)說(shuō)在光下，光使保衛(wèi)細(xì)胞膜上的光活化氫離子ATP酶活化，該酶將ATP分解，并利用ATP分解產(chǎn)生的能量將氫離子分泌到細(xì)胞外，將細(xì)胞外的鋰離子運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的鉀離子積累。保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞水勢(shì)降低，細(xì)胞失水，氣孔張開(kāi)。在黑暗條件下，氫離子ATP酶失去活性，細(xì)胞內(nèi)鉀離子在其濃度差的作用下，從細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散到細(xì)胞外，細(xì)胞內(nèi)鉀離子

8、濃度降低，水勢(shì)升高，保衛(wèi)細(xì)胞失水，氣孔關(guān)閉。3）蘋(píng)果酸生成學(xué)說(shuō)當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用時(shí)，細(xì)胞內(nèi)pH上升，有利于剩余的CO2向HCO3-的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，淀粉通過(guò)糖酵解途徑生成的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），在PEP羧化酶的作用下，與HCO3-反應(yīng)生成草酰乙酸，進(jìn)一步被還原為蘋(píng)果酸。生成的蘋(píng)果酸為質(zhì)子泵提供質(zhì)子，同時(shí)作為滲透物質(zhì)中和細(xì)胞內(nèi)積累的鉀離子。2. 根壓產(chǎn)生的機(jī)理是什么？滲透理論根部導(dǎo)管周?chē)幕罴?xì)胞的代謝活動(dòng)，不間斷地向?qū)Ч苤蟹置跓o(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物質(zhì)，使導(dǎo)管汁液的水勢(shì)下降，產(chǎn)生土壤溶液同根導(dǎo)管汁液之間的水勢(shì)差，土壤溶液在此水勢(shì)差的作用下，通過(guò)由內(nèi)皮層組成的半透膜從外向內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生根壓。3. 水的生理

9、作用有哪些？1） 水是構(gòu)成植物體特別是原生質(zhì)的重要組成成分。2） 水分參與了植物的代謝過(guò)程。3） 水分是植物對(duì)物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇?，是植物代謝過(guò)程的重要介質(zhì)。4） 誰(shuí)可以保持植物的固有姿態(tài)。5） 水分的其他生理作用1） 水分有很高的比熱和汽化熱，對(duì)于保持植物體溫度的相對(duì)穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。特別是在夏天，水分蒸發(fā)可以帶走大量的熱量，使植物體溫度降低，避免高溫傷害。2） 水分可以讓可見(jiàn)光通過(guò)，給光合作用光能的吸收創(chuàng)造了條件。3） 水分子的極性，可以使大多數(shù)化合物同水密切結(jié)合溶于水中，也使原生質(zhì)的親水膠體得以穩(wěn)定。4. 為什么水分經(jīng)氣孔擴(kuò)散的速率比自由水面快50倍左右？ 小孔擴(kuò)散原理（小孔率）：氣體經(jīng)過(guò)

10、小孔的擴(kuò)散速率與孔的周長(zhǎng)成正比。氣孔的周長(zhǎng)遠(yuǎn)大于自由水面的周長(zhǎng)，所以水分經(jīng)氣孔擴(kuò)散的速率比自由水面快。5. 0.5 mol/kg 的蔗糖溶液，在20時(shí)的滲透勢(shì)是多少？同樣濃度的氯化鈉溶液的滲透勢(shì)是多少？1） s = - Rtim=-0.083*（273+20）*1*0.5=-12.16（巴）2） s = - Rtim=-0.083*（273+20）*1*1.8=-21.89（巴）6. 某一待測(cè)溶液其冰點(diǎn)是 0.85，其滲透勢(shì)是多少？ s = -2.27*溶液的冰點(diǎn)下降值/1.86=-2.27*0.85/1.86=-1.04（MPa）=-10.4（巴） 7. 某種物質(zhì)的水溶液，在0.25 mol

11、/kg 時(shí)冰點(diǎn)為0.76，問(wèn)該物質(zhì)是否是電解質(zhì)？ s = -2.27*溶液的冰點(diǎn)下降值/1.86=-2.27*0.76/1.86=-0.928（MPa） 由s = - Rtim得i=0.928/0.0086/273/0.25=1.6 所求i大于1小于2，所以該物質(zhì)為電解質(zhì)（非完全電解質(zhì)）。8. 下面三種土壤的含水量分別為：粘土壤土沙土田間持水量（%）28229永久萎蔫系數(shù)（%）18103將同樣的植物分別種于盛有以上三種土壤的花盆中，澆水至水由盆底流出為止，然后將植物放入通風(fēng)干燥的環(huán)境中，不再澆水，那么各盆植物萎蔫的先后次序及原因是什么？植物可用水分（%）=土壤含水量（%）-永久萎蔫系數(shù)（%）粘

12、土：28%-18%=10%壤土：22%-10%=12%沙土：9%-3%=6%所以各盆植物萎蔫的先后次序：沙土、粘土、壤土9. 將根系置于純水中的植物，當(dāng)向水中加入適量的營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)，會(huì)暫時(shí)萎蔫，但經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)后，就會(huì)恢復(fù)正常，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么？剛加入營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)，溶液的濃度大于植物組織溶液的濃度，外界溶液的水勢(shì)瞬間降低。根系失水，蒸騰作用仍然繼續(xù)，所以出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象；由于植物對(duì)礦質(zhì)元素具有主動(dòng)吸收的作用，溶液中的礦質(zhì)元素逐漸進(jìn)入植物體內(nèi)，使植物組織液濃度漸漸大于外界溶液濃度，植物進(jìn)行滲透吸水，植物恢復(fù)。第二章 植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)一 名詞解釋?zhuān)海ǔＲ?jiàn)的植物必需元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、

13、Si、Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等。礦質(zhì)元素： 植物從土壤中獲取的以無(wú)機(jī)鹽的形式存在的元素。 N、P、K、Ca、Mg、S、Si、Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni、Na等。）大量元素：植物對(duì)其需要量相對(duì)較大的元素。1.氮、2.磷、3.鉀、4.硫、5.鈣、6.鎂、7.硅微量元素：植物對(duì)其需要量極微，且在高濃度下對(duì)植物有毒害作用的元素。鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬、氯等。有利元素：對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有促進(jìn)作用的非必須元素。 生理酸性鹽：當(dāng)植物對(duì)一種鹽的陽(yáng)離子的吸收速度大于陰離子時(shí)，選擇吸收的結(jié)果，溶液的pH降低，這種鹽稱(chēng)為生理酸性鹽。 生理堿性鹽：當(dāng)植物對(duì)一種鹽的陰離子的吸收速度大于

14、陽(yáng)離子時(shí)，選擇吸收的結(jié)果，溶液的pH升高，這種鹽稱(chēng)為生理堿性鹽。 單鹽毒害：我們把含有單一金屬鹽的溶液中，植物生長(zhǎng)不良并發(fā)生中毒的現(xiàn)象稱(chēng)為單鹽毒害。離子拮抗：當(dāng)我們向發(fā)生單鹽毒害的溶液中加入少量其他金屬離子時(shí)，植物的中毒現(xiàn)象就會(huì)減輕或消失。這種離子間能減弱或消除單鹽毒害作用的現(xiàn)象叫做離子拮抗。 平衡鹽溶液：各種離子平衡存在，完全消除了單鹽毒害現(xiàn)象的溶液稱(chēng)為平衡鹽溶液。 杜南平衡：細(xì)胞內(nèi)可擴(kuò)散離子的濃度積等于細(xì)胞外可擴(kuò)散離子的濃度積。離子的擴(kuò)散不僅同離子的化學(xué)勢(shì)有關(guān)（化學(xué)勢(shì)梯度），而且還同電勢(shì)梯度有關(guān)。膜兩側(cè)的電勢(shì)與化學(xué)勢(shì)之間的關(guān)系可以用能斯特方程表示：E = - (2.3RT)/ZF×

15、;log(ai/ao) 胞飲作用：細(xì)胞通過(guò)質(zhì)膜的內(nèi)褶形成胞囊，將吸附在質(zhì)膜上的物質(zhì)攝取到細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。 主動(dòng)吸收：細(xì)胞利用呼吸代謝釋放的能量做功，逆濃度梯度吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程。 被動(dòng)吸收：植物體通過(guò)擴(kuò)散作用和其他物理過(guò)程，在不消耗代謝能量的情況下，獲取狂之元素的過(guò)程。 (表觀自由空間：即實(shí)驗(yàn)測(cè)定的允許溶質(zhì)自由通過(guò)的空間。)根外營(yíng)養(yǎng)（葉片營(yíng)養(yǎng)）：植物地上部分對(duì)礦質(zhì)元素的吸收過(guò)程。 生物固氮：我么把生物體在常溫條件下將氮?dú)夂铣蔀榈衔锏倪^(guò)程稱(chēng)為生物固氮作用。 固氮酶：固氮酶復(fù)合物的一種組分，含有鉬和鐵，叫做鉬鐵蛋白，又稱(chēng)固氮酶。 還原氨基化：氨與-酮酸反應(yīng)生成氨基酸的過(guò)程。 再利用元素：某些元素

16、在植物體內(nèi)呈不穩(wěn)定化合物或離子狀態(tài)，可以某一器官轉(zhuǎn)移到其他需要的器官去的元素。 誘導(dǎo)酶：植物本來(lái)不含有某種酶，但在特定外來(lái)物質(zhì)的誘導(dǎo)下，可以產(chǎn)生這種酶，所形成的酶叫做誘導(dǎo)酶。二 填空：1. 礦質(zhì)元素主動(dòng)吸收過(guò)程中有載體參加的證據(jù)是離子競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象和飽和效應(yīng) 。2. 離子擴(kuò)散的方向取決于離子濃度差和電勢(shì)差相對(duì)數(shù)值的大小。3. 在溫度不變的情況下，能斯特方程表明了膜兩側(cè)的電勢(shì)差能隨膜兩側(cè)的可擴(kuò)散離子濃度之比的對(duì)數(shù)值而變化。4. 在必須元素中能再利用元素有N、P、K、Mg、Zn、Si、Cl、Na，不能再利用元素有Ca、Mn、Fe、S、B。5. 合理施肥增產(chǎn)的原因是促進(jìn)植物的光合作用。6. 硝酸鹽還原酶的

17、供氫體是NADH或NADPH， 亞硝酸鹽還原酶的電子供體是還原態(tài)的鐵氧還蛋白。7. 植物對(duì)Br- 和 Cl- 離子的吸收存在著離子競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。三 問(wèn)答題：1. 設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明根系吸收的礦質(zhì)元素是一個(gè)主動(dòng)吸收過(guò)程。原理：如果該過(guò)程為主動(dòng)吸收過(guò)程，則需要吸收能量，如果抑制能量的產(chǎn)生，也會(huì)抑制吸收。材料：生長(zhǎng)狀態(tài)大致相同的柳樹(shù)健康幼苗樹(shù)棵。步驟：將柳樹(shù)幼苗分為兩組，每組12棵。A組為對(duì)照組，B組為實(shí)驗(yàn)組。 兩組幼苗均在土壤中利用含放射性同位素32P的培養(yǎng)液正常培養(yǎng)。向B組中加入含有呼吸抑制劑的培養(yǎng)液，其他條件與A組完全相同。過(guò)一段時(shí)間，觀察放射性同位素在植物體中的含量。預(yù)期結(jié)果及分析：B組中植物的放

18、射性元素含量明顯少于A組。是因?yàn)楹粑种苿┮种坪粑怪鲃?dòng)運(yùn)輸能量供應(yīng)不足，無(wú)法主動(dòng)吸收，所以放射性元素含量減少。2. 離子通道運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理。理論認(rèn)為，細(xì)胞膜上有內(nèi)在蛋白構(gòu)成的圓形孔道，橫跨膜的兩側(cè)，離子通道可由化學(xué)方式及電化學(xué)方式激活，控制離子順著濃度梯度和膜電位差,即電化學(xué)梯度，被動(dòng)地和單方向地跨質(zhì)膜運(yùn)輸。 3. 離子載體運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理。細(xì)胞膜上的載體蛋白有選擇地同質(zhì)膜一側(cè)的被運(yùn)輸物質(zhì)結(jié)合，形成載體 底物復(fù)合物，刺激載體蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，使結(jié)合位點(diǎn)從膜外轉(zhuǎn)移到膜內(nèi)，同時(shí)載體和被運(yùn)輸物質(zhì)的親合能力下降，將被運(yùn)輸物質(zhì)釋放到細(xì)胞內(nèi)，發(fā)生變化后的載體可以消耗ATP發(fā)生構(gòu)象變化回到高親合狀態(tài)。（載體蛋白有

19、三種類(lèi)型：1）單向運(yùn)輸載體：能催化分子或離子單方向地跨膜運(yùn)輸。如：Fe2+、Zn2+、Mn2+和Cu2+載體。2）同向運(yùn)輸載體：可以同時(shí)同向運(yùn)輸氫離子和其他離子。如：Cl-、NO3-、NH4+、PO43-、SO42-、氨基酸、蔗糖、己糖載體等。3）反向運(yùn)輸載體：在運(yùn)輸其他離子的同時(shí)反向運(yùn)輸氫離子。載體運(yùn)輸可以逆電化學(xué)勢(shì)梯度進(jìn)行，是主動(dòng)運(yùn)輸。其運(yùn)輸速度為每個(gè)載體每秒運(yùn)輸104105個(gè)離子。）4. 固氮酶有哪些特性？試述生物固氮的機(jī)理。a. 由鐵蛋白和鉬鐵蛋白組成；b. 可以催化多種底物 （N2NH3，H+H2，乙炔乙烯）c.必須在無(wú)氧的環(huán)境中才具備固氮作用機(jī)理：1、固氮是一個(gè)還原過(guò)程，需要還原劑

20、提供電子。2、固氮過(guò)程需要能量。3、在固氮酶作用下把氮還原成氨?？偡磻?yīng)方程：N2 + 8e-+ 8H+ + 16ATP = 2NH3 + H2 +16ADP + 16Pi5. 已知某細(xì)胞內(nèi)含有濃度為0.01 mol/kg 的不擴(kuò)散離子，把這樣的細(xì)胞放入0.01 mol/kg的氯化鈉溶液中，如果原來(lái)細(xì)胞中同不擴(kuò)散離子結(jié)合的全是鈉離子，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)膜內(nèi)鈉離子的濃度是膜外的多少倍？（假設(shè)溶液體積和細(xì)胞體積相等）。答：設(shè)X是擴(kuò)散進(jìn)入膜內(nèi)的Na+濃度。細(xì)胞內(nèi)：Na：ai=0.01+X Cl：ai=X 細(xì)胞外：Na：ao=0.01-X Cl：ao=0.01-X由杜南平衡可知：（0.01+X）X=（0.01

21、-X）（0.01-X）解得：X=0.0033mol/kg1.33/0.67=1.98倍6. 設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明根系吸收的離子向上運(yùn)輸?shù)耐緩健０蚜o的一段木質(zhì)部與韌皮部分離開(kāi)來(lái)，兩者之間插入不透水的蠟紙，在柳根施與42K，5h后測(cè)定42K在柳莖各部分的分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在有蠟紙間隔開(kāi)的木質(zhì)部含有大量的42K，而韌皮部幾乎沒(méi)有，這就說(shuō)明根部吸收離子是通過(guò)木質(zhì)部上升的。7. 詳細(xì)說(shuō)明確定鈉元素是必需元素還是非必需元素的方法。溶液培養(yǎng)法。將植物在不含鈉元素的“完全培養(yǎng)液”中培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)植物生長(zhǎng)不良，不能完成生活史。向溶液中補(bǔ)充適量鈉元素后，植物缺素癥狀消失，植物正常生長(zhǎng)，能夠完成生活史。所以，說(shuō)明鈉元素是必須

22、元素。8. $在小球藻中硝酸鹽還原為氨的過(guò)程，明顯地被光促進(jìn)，這一過(guò)程的可能機(jī)制是什么？1.硝酸鹽還原成亞硝酸鹽的過(guò)程是由硝酸鹽還原酶（細(xì)胞質(zhì)）催化的硝酸鹽還原酶：一般由多個(gè)亞基組成，每個(gè)單體的電子傳遞體有FAD、Cytb557和MoCo (鉬輔助因子)組成。其電子供體是NADH或NADPH。反應(yīng)方程：NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e- = NO2- + NAD(P)+ + H2O2.亞硝酸鹽還原為氨的過(guò)程是由亞硝酸鹽還原酶（葉綠體）催化的。 亞硝酸鹽還原酶的分子量一般在6.1×104 7.0×104。含有兩個(gè)輔基，西羅血紅素和Fe4-S4中心。其電子供體是

23、還原態(tài)的鐵氧還蛋白 Fd( red)西羅血紅素（sirohaem）是一種四氫鐵卟啉。l反應(yīng)方程： NO2- + 6 Fd還 + 8H+ + 6e- = NH4+ + 6 Fd氧 + 2H2O第三章 光合作用一 名詞解釋?zhuān)禾妓赝饔茫鹤责B(yǎng)植物吸收二氧化碳，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物質(zhì)的過(guò)程。 光合作用： 太陽(yáng)光能 CO2+H2O=(CH2O)+O2 綠色細(xì)胞作用中心色素：具有光化學(xué)活性，可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿纳?。天線(xiàn)色素：沒(méi)有光化學(xué)活性，只有收集傳遞光能的作用，然后把光能聚集起來(lái)傳給作用中心色素。吸收光譜：如果把葉綠素溶液放在光源和分光鏡的中間，就可以看到光譜中有些波長(zhǎng)的光被吸收了，因此，在光譜上出現(xiàn)

24、黑線(xiàn)或暗帶，這種光譜稱(chēng)為吸收光譜。 作用光譜：描述植物的光合速率或光合效率和光波長(zhǎng)之間的關(guān)系的曲線(xiàn)。 熒光：處于第一單線(xiàn)態(tài)的電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光。 磷光：處于三線(xiàn)態(tài)的電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光。 紅降：擋光的波長(zhǎng)大于685nm時(shí)，雖然仍被葉綠素大量吸收，但量子產(chǎn)額急劇下降的現(xiàn)象。 雙光增益效應(yīng)：兩種不同波長(zhǎng)的光（685和650nm）協(xié)同作用使光合效率增加的現(xiàn)象。也叫做Emerson效應(yīng)。 作用中心：是類(lèi)囊體膜上參與將光能轉(zhuǎn)變成電能的色素蛋白復(fù)合體。由作用中心色素、原初電子受體和原初電子供體組成。 原初反應(yīng)：光能吸收傳遞和轉(zhuǎn)變成電能的過(guò)程。 量子產(chǎn)額：植物吸收一個(gè)光子所同化的二氧化碳分子數(shù)或釋

25、放氧氣的分子數(shù)。 希爾反應(yīng)：即離體葉綠素在有適當(dāng)氫受體時(shí)照光發(fā)生放氧的反應(yīng)。所用的人工電子受體稱(chēng)為希爾氧化劑。 光合作用單位：是直接和在類(lèi)囊體膜上的能進(jìn)行光合作用的最小結(jié)構(gòu)單位。 光合磷酸化：植物體在進(jìn)行光合作用時(shí)利用太陽(yáng)能，將ADP和無(wú)機(jī)磷合成ATP的過(guò)程。（1.非循環(huán)式光合磷酸化 在光合作用時(shí)，電子從水經(jīng)過(guò)電子傳遞鏈向NADP傳遞的過(guò)程中發(fā)生的磷酸化現(xiàn)象。2.循環(huán)式光合磷酸化 光系統(tǒng)1產(chǎn)生的高能電子經(jīng)過(guò)一系列的電子傳遞體的傳遞后，再回到光系統(tǒng)1的過(guò)程中發(fā)生的磷酸化現(xiàn)象。3.假循環(huán)式光合磷酸化）PQ穿梭：PQ（質(zhì)體醌）在傳遞電子時(shí)在類(lèi)囊體膜兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。 偶聯(lián)因子：ATP合成酶，是一個(gè)

26、大的多亞單位復(fù)合物，功能是把ADP和Pi合成為ATP，也將ATP的合成與電子傳遞和H+的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)偶聯(lián)起來(lái)，故又稱(chēng)偶聯(lián)因子。 Calvin循環(huán)：由卡爾文提出的二氧化碳同化的途徑，是植物體內(nèi)惟一將二氧化碳同化為糖的途徑。 $光呼吸：指植物的綠色細(xì)胞在光照下吸收氧氣釋放二氧化碳的過(guò)程。 二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)：是植物的光和速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境的二氧化碳濃度。 光飽和點(diǎn)：使植物光合速率達(dá)到最大值時(shí)最低的光照強(qiáng)度。 光補(bǔ)償點(diǎn)：使植物光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境的二氧化碳濃度。二 填空：1. 葉綠素可分為葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d四種， 所有的植物都含有葉綠素a。2. 葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰比葉

27、綠素b偏向長(zhǎng)波方面，而在藍(lán)紫光區(qū)葉綠素a的吸收峰比葉綠素b偏向短波方面。3. 光合作用中水的光解是與非循環(huán)式光合磷酸化電子傳遞相偶聯(lián)的，1分子水的光解需要吸收4光子。4. 在非循環(huán)式電子傳遞中，一對(duì)電子的傳遞需要吸收4光子，偶聯(lián)1NADPH 和1-2（或1.33）ATP 的產(chǎn)生。5. P700 的電子供體是質(zhì)體藍(lán)素，電子受體可能是特殊葉綠素a。6. 光合磷酸化有循環(huán)式光合磷酸化、非循環(huán)式光合磷酸化和假循環(huán)式光合磷酸化三種類(lèi)型。7. 光反應(yīng)是在葉綠體的類(lèi)囊體膜進(jìn)行的，二氧化碳的還原是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的，C4途徑固定二氧化碳的過(guò)程是在葉肉細(xì)胞基質(zhì)進(jìn)行的。8. 卡爾文循環(huán)過(guò)程中每固定一分子二氧化

28、碳需要2分子NADPH 和3分子ATP。9. 光合環(huán)的調(diào)節(jié)酶有-1，5-二磷酸核酮糖羧化酶（RUBP羧化酶）、果糖-1,6-二磷酸酶、景天庚酮糖二磷酸酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶和5-磷酸核酮糖激酶等。10. 光呼吸的底物是乙醇酸，光呼吸中底物的產(chǎn)生和氧化分別在葉綠體、過(guò)氧化物酶體、線(xiàn)粒體中進(jìn)行。11. CAM植物（具景天酸代謝途徑的植物）的含酸量白天比夜間低，碳水化合物的含量白天升高夜晚降低。12. 葉綠素提取液透射光是綠色，反射光是紅色。三 問(wèn)答題：1. 如何證明光合作用釋放氧氣的來(lái)源是水還是二氧化碳。原理：采用同位素標(biāo)記法證明。材料：綠色植物步驟：用氧的同位素18O，分別標(biāo)記H2O和CO2，

29、使他們發(fā)分別成為H218O和 C18O2，然后分別進(jìn)行兩組光合作用實(shí)驗(yàn)。預(yù)期結(jié)果與分析：在標(biāo)記為H218O的一組中檢測(cè)到了18O2，而在標(biāo)記C18O2的一組中未檢測(cè)到含18O的O2，說(shuō)明光合作用釋放的氧全部來(lái)源于水。2. 試述光合磷酸化的機(jī)理。1.化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)： 1961年Mitchell提出，認(rèn)為當(dāng)電子在光合膜上傳遞時(shí)，通過(guò)PQ穿梭和水的光解，使類(lèi)囊體膜內(nèi)H+濃度增加，產(chǎn)生跨膜的質(zhì)子電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)質(zhì)子在質(zhì)子電動(dòng)勢(shì)的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)偶聯(lián)因子的質(zhì)子通道從內(nèi)向外傳遞時(shí)，使ATP合成酶活化，催化ATP的合成。2.偶聯(lián)因子 位于光合片層的非垛疊區(qū)。具有頭部（CF0）和尾部（CF1）組成。在H+的驅(qū)動(dòng)下可以將A

30、DP + Pi 合成為ATP。3. P/2e 通過(guò)測(cè)定Pi/NADP來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際測(cè)定結(jié)果為4/3。3. 繪出一般植物光合作用的光曲線(xiàn)圖，并對(duì)曲線(xiàn)各部分的特點(diǎn)加以說(shuō)明。以光強(qiáng)為橫坐標(biāo)，光合速率為縱坐標(biāo)把光強(qiáng)和光合速率之間的關(guān)系描繪出來(lái)，就得到一條光合作用的光曲線(xiàn)，如圖所示。A光補(bǔ)償點(diǎn)：使植物的光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境的光照強(qiáng)度。B光飽和點(diǎn)：使植物的光合速率達(dá)到最大值時(shí)的最低的光照強(qiáng)度。在原點(diǎn)處，光強(qiáng)為零，光合作用停止，然而呼吸作用不斷釋放二氧化碳。呼吸速率大于光合速率，這部分的二氧化碳同化在光曲線(xiàn)上呈負(fù)影響；從原點(diǎn)到A點(diǎn)，隨著光照增強(qiáng)，光合速率逐漸增強(qiáng)，逐漸接近其呼吸速率，表觀光合速率也逐漸

31、接近零；從A點(diǎn)到B點(diǎn)，光和速率隨光強(qiáng)增大而逐漸增強(qiáng)。B點(diǎn)以后，出現(xiàn)光飽和現(xiàn)象和光抑制現(xiàn)象。光抑制：當(dāng)植物接收的光線(xiàn)太強(qiáng)時(shí)光合速率下降的現(xiàn)象。4. 用紅外線(xiàn)二氧化碳?xì)怏w分析儀測(cè)得空氣中二氧化碳濃度為 0.528mg/L，水稻光合作用吸收后葉室出口的二氧化碳濃度為0.468mg/L ,空氣的流速為1.2L/min，被測(cè)植物葉片的葉面積是25dm2，求水稻葉片的光合速率。光合速率是描述光合作用快慢的生理指標(biāo)。通常以單位時(shí)間、單位植物光合作用釋放的O2或吸收的CO2的量來(lái)表示。所以題目種水稻葉片的光和速率：（0.582-0.468）*1.2*60/25=0.17mgCO2/dm2hr5. 什么是原初反

32、應(yīng)？其生理過(guò)程是怎樣的？原初反應(yīng)是光能的吸收傳遞和轉(zhuǎn)變成電能的過(guò)程。當(dāng)波長(zhǎng)為400700nm的可見(jiàn)光照射到綠色植物的葉片上時(shí)，首先被聚光色素吸收。從基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。聚光色素在光合膜上排列的非常緊密（1050 nm），處于激發(fā)狀態(tài)的色素分子的能量，可以通過(guò)誘導(dǎo)共振的方式，在聚光色素分子之間傳遞，最終將光能傳遞給作用中心色素（P）。使作用中心色素激發(fā)而變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，放出電子給原初電子受體，同時(shí)留下一個(gè)空穴，色素分子被氧化，原初電子受體被還原。氧化的色素分子的空穴可以從原初電子供體得到電子來(lái)補(bǔ)充，于是色素分子恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，而原初電子供體被氧化。這樣不斷地氧化還原，就不斷地把電子從原初電子供體傳遞給原初

33、電子受體，這樣就完成了光能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。發(fā)生原初反應(yīng)：DPA DP* A DP+A - D + PA -6. 光合作用水光解的生理機(jī)制是什么？水的光解2H2OO2+4H+4e-是在光系統(tǒng)的氧化側(cè)完成的。放氧復(fù)合體（OEC）位于光系統(tǒng)的類(lèi)囊體膜腔表面，由多肽及與放氧有關(guān)的Mn復(fù)合物、Cl和Ca離子組成。當(dāng)P680吸光激發(fā)為P680*后，把電子傳遞到去鎂葉綠體，即原初電子受體，而酪氨酸殘基是原初電子供體，與放氧復(fù)合體相聯(lián)系。光合放氧復(fù)合體有四種氧化態(tài)即S1、S2、S3、S4和一種還原態(tài)S0。每閃光一次則有不同的狀態(tài)。每一次循環(huán)吸收四個(gè)光量子，氧化兩個(gè)水分子，生成四個(gè)電子并釋放四個(gè)H+和一個(gè)O2

34、。7. 如何證明光能在葉綠體色素分子之間的傳遞？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：原理：當(dāng)色素不能吸收某種光時(shí)，則能量以熒光的形式放出。材料：綠色植物，綠光，熒光觀察儀器。過(guò)程：用綠光對(duì)綠色植物的葉片進(jìn)行照射，用儀器檢測(cè)各種的熒光狀況。預(yù)期結(jié)果：葉綠素a發(fā)出熒光。原因：由于葉綠素a可以吸收紅光而不能吸收綠光，所以其發(fā)出的熒光說(shuō)明光能已經(jīng)傳遞到了葉綠素a。故光能在葉綠體色素分子之間傳遞得證。8. 試述人們發(fā)現(xiàn)并提出兩個(gè)光系統(tǒng)串聯(lián)的假說(shuō)的實(shí)驗(yàn)實(shí)證據(jù)與推理?？茖W(xué)家研究小球藻光合作用的光化學(xué)光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)“紅降”現(xiàn)象：當(dāng)光的波長(zhǎng)大于685nm時(shí)，雖然仍被葉綠素大量吸收，但量子產(chǎn)額急劇下降。Emerson發(fā)現(xiàn)“雙光增益效應(yīng)”：

35、在遠(yuǎn)紅光（大于685nm）條件下，如補(bǔ)充紅光（650nm），則量子產(chǎn)額大增，比這兩種波長(zhǎng)的光單獨(dú)照射的總和還要多。即，兩種不同波長(zhǎng)的光（685nm和650nm）能協(xié)同作用增加光合效率。解釋?zhuān)悍硼B(yǎng)的光合細(xì)胞有兩個(gè)光反應(yīng)參與：一個(gè)光反應(yīng)利用長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，一個(gè)光反應(yīng)利用短波長(zhǎng)的光。兩個(gè)光反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)確立了兩個(gè)相互合作的光系統(tǒng)的存在。提出兩個(gè)光系統(tǒng)串聯(lián)的假說(shuō)：光合作用是由兩個(gè)光系統(tǒng)共同完成的，其中一個(gè)光系統(tǒng)的光化學(xué)反應(yīng)需要能量較高的短波光，另一個(gè)光系統(tǒng)需要能量較低的長(zhǎng)波光，兩個(gè)光系統(tǒng)串聯(lián)在一起共同起作用。高能反應(yīng)系統(tǒng)（短波光）中間產(chǎn)物低能反應(yīng)系統(tǒng)（長(zhǎng)波光）最終產(chǎn)物9. 利用現(xiàn)在的科學(xué)手段，如何分離植物的關(guān)

36、系統(tǒng)？如何測(cè)定其光反應(yīng)？將葉綠體提取出來(lái)用以后利用表面活性劑將光合片層上的色素蛋白復(fù)合物提取出來(lái)，用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)可以將光合片層上的色素蛋白復(fù)合物分離出來(lái)。 測(cè)定其光反應(yīng)：首先測(cè)定含色素的條帶的吸收峰，然后在最大吸收峰處的光下測(cè)定葉綠素吸光度的變化A，若在光照的條件下，其吸光度發(fā)生了變化，則說(shuō)明有新物質(zhì)產(chǎn)生，即發(fā)生了光反應(yīng)。10. 卡爾文循環(huán)的是如何研究發(fā)現(xiàn)，利用現(xiàn)在的技術(shù)手段如何改進(jìn)這項(xiàng)研究技術(shù)。1945年卡爾文的等人利用單細(xì)胞的小球藻做實(shí)驗(yàn)材料，探索了CO2固定為糖的途徑。實(shí)驗(yàn)策略：將小球藻放在一種恒定的環(huán)境條件下，并且使其光合作用速率達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的水平。用放射性CO2作為

37、追蹤的示蹤物，將CO2注入照光的藻懸浮液，經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間之后，將懸浮液滴入乙醇中，把藻殺死以停止酶促反應(yīng)。藻中的放射性化合物用雙向紙層析進(jìn)行分離，用用放射性顯影顯示后進(jìn)行鑒定。照光60s后的放射層析非常復(fù)雜，無(wú)法檢出固定的最早中間產(chǎn)物。然而只照光5s的，層析譜則簡(jiǎn)單得多，發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)顯著的斑點(diǎn)，已證明它是3-磷酸甘油酸。類(lèi)似的，可以分別鑒別出此循環(huán)的其他中間產(chǎn)物。改進(jìn)：利用現(xiàn)代技術(shù)來(lái)鑒定有機(jī)物，如用色譜分析法代替雙向紙層析。11. 寫(xiě)出卡爾文循環(huán)中二氧化碳的固定和還原過(guò)程的反應(yīng)方程式。羧化階段：指將二氧化碳合成為有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程，即第一個(gè)反應(yīng)。還原階段：指將PGA還原成糖的過(guò)程。12. 光合產(chǎn)物

38、是如何從葉綠體輸出的？具體過(guò)程是什么？輸出：磷酸丙糖和還原粒。葉綠體和胞質(zhì)溶膠之間是通過(guò)磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體聯(lián)系的。葉綠體的磷酸丙糖要轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)溶膠，必須與胞質(zhì)溶膠的正磷酸交換。呈等量反向運(yùn)輸。所以磷酸丙糖從葉綠體運(yùn)到胞質(zhì)的數(shù)量，受到細(xì)胞質(zhì)正磷酸數(shù)量的調(diào)節(jié)。13. 光合環(huán)的調(diào)節(jié)過(guò)程與生理機(jī)制是什么？1)自身催化：卡爾文循環(huán)所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物是維持卡爾文循環(huán)進(jìn)行所必需的。更重要的是，中間產(chǎn)物濃度的增加會(huì)促進(jìn)卡爾文循環(huán)進(jìn)行的速率，以達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的功能。所以，這個(gè)循環(huán)是自身催化的。當(dāng)RUBP含量低時(shí)，最初同化CO2的磷酸丙糖，不運(yùn)到別處，而用于RUBP的再生，以加速CO2的固定，當(dāng)循環(huán)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，磷酸丙糖才輸出。

39、2)光的調(diào)節(jié)：主要在于離子移動(dòng)。光通過(guò)光反應(yīng)改變?nèi)~綠體的內(nèi)部環(huán)境，間接地影響暗反應(yīng)的一些酶的活性。光促進(jìn)H+從葉綠體基質(zhì)進(jìn)入類(lèi)囊體腔內(nèi)，同時(shí)交換出Mg2+，于是pH由7升至8， Mg2+濃度從13mmol/L升至36mmol/L，這樣的H+濃度正好適合RUBP羧化酶，果糖-1，6-二磷酸酶和核酮糖-5-磷酸激酶等的活性，如果在黑暗中，缺乏適宜環(huán)境，則這些酶活性降低。14. 碳四途徑有幾種類(lèi)型？其主要代謝過(guò)程是什么？類(lèi)型：1）NADP-蘋(píng)果酸酶類(lèi)型2）NAD-蘋(píng)果酸酶類(lèi)型3）PEP-羧激酶類(lèi)型代謝過(guò)程：1. 二氧化碳的固定。在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。2. 固定產(chǎn)物的運(yùn)輸和脫羧。3. 二氧化碳受

40、體的再生。4. 二氧化碳的還原：在維管束鞘細(xì)胞中，脫羧生成的二氧化碳，被卡爾文循環(huán)同化成為糖。15. 景天科植物酸代謝途徑的代謝過(guò)程是什么？16. 光呼吸是怎樣發(fā)現(xiàn)的？光呼吸的機(jī)理？1979年Decker在研究葉片的光合作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，葉片在照光時(shí)，突然斷光，光合吸收CO2會(huì)立即停止，但是葉片會(huì)出現(xiàn)一個(gè)短暫的（約1min左右）CO2釋放峰，然后恢復(fù)到正常呼吸狀態(tài)。由此發(fā)現(xiàn)光呼吸。機(jī)理：光合碳循環(huán)中催化 CO2固定的二磷酸核酮糖(RuBP)羧化酶同時(shí)具有加氧酶的功能，催化RuBP的加氧反應(yīng)，生成磷酸乙醇酸和3-磷酸甘油酸(3-PGA): 磷酸乙醇酸被磷酸酯酶分解生成乙醇酸，后者在乙醇酸氧化酶催化下氧

41、化成乙醛酸： 乙醛酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨反應(yīng)變?yōu)楦拾彼岷?，由兩個(gè)分子甘氨酸生成絲氨酸、CO2和NH3各一分子。這便是光呼吸的放CO2反應(yīng)。絲氨酸以后轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基丙酮酸，再被還原及磷酸化成為3-PGA,后者又進(jìn)入光合碳循環(huán)。光呼吸的總結(jié)果是把每 5個(gè)RuBP固定碳原子的數(shù)目從5降為3.517. 光合吸的代謝過(guò)程是什么？光呼吸是一個(gè)氧化過(guò)程。光呼吸的底物是乙醇酸，整個(gè)過(guò)程在葉綠體、過(guò)氧化物體和線(xiàn)粒體三種細(xì)胞器中進(jìn)行的。在照光的條件下在葉綠體中，RuBP羧化酶催化RuBP加氧生成磷酸乙醇酸。磷酸乙醇酸在磷酸酶的催化下水解掉磷酸，生成乙醇酸。乙醇酸從葉綠體轉(zhuǎn)移到過(guò)氧化物酶體。乙醇酸在乙醇酸氧化酶的作用下被氧化成為乙醛

42、酸和過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫在過(guò)氧化氫酶的作用下分解放出氧氣。 乙醛酸在轉(zhuǎn)氨酶的作用下從谷氨酸得到氨基生成甘氨酸。甘氨酸進(jìn)入線(xiàn)粒體 兩分子的甘氨酸在絲氨酸合成酶的作用下合成為絲氨酸同時(shí)放出CO2和NH3。絲氨酸進(jìn)入過(guò)氧化物酶體在轉(zhuǎn)氨酶的催化下形成羥基丙酮酸。 羥基丙酮酸在甘油酸脫氫酶的催化下被還原為甘油酸。 甘油酸進(jìn)入葉綠體 甘油酸在甘油酸激酶的催化下同ATP反應(yīng)生成3-磷酸甘油酸，進(jìn)入Calvin循環(huán)。氧氣的吸收發(fā)生在過(guò)氧化體和葉綠體。二氧化碳的釋放發(fā)生在線(xiàn)粒體。乙醇酸循環(huán)本身不產(chǎn)生能量是一個(gè)純粹的耗能過(guò)程。18. 碳三與碳四植物結(jié)構(gòu)和生理功能的區(qū)別是什么？C3植物：我們把只有C3途徑的植物稱(chēng)為C

43、3植物。常見(jiàn)的C3植物有：水稻、小麥、大豆、棉花等。C4植物：我們既有C3途徑也有C4途徑的植物稱(chēng)為C4植物。常見(jiàn)的C4植物有：甘蔗、玉米、高粱等。1. C3植物和C4植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的差別C3植物水稻C4植物玉米葉片的橫切片：C4植物特有的“花環(huán)型”（Kranz type）結(jié)構(gòu)：C4植物葉片的維管束鞘細(xì)胞和維管束鞘外側(cè)的葉肉細(xì)胞密切連接，成環(huán)狀或近于環(huán)狀排列形成 “花環(huán)型”（Kranz type） 結(jié)構(gòu)。C4植物的維管束鞘薄壁細(xì)胞較大，其中含有體積較大的葉綠體。葉綠體沒(méi)有基?；蚧０l(fā)育不良，有淀粉粒。葉肉細(xì)胞的葉綠體數(shù)目少，個(gè)體小，有基粒。C3植物的維管束鞘細(xì)胞體積較小，不含或很少葉綠體，維管束

44、周?chē)娜~肉細(xì)胞排列松散，沒(méi)有“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)。淀粉只積累在葉肉細(xì)胞中。2. C3、C4植物光合特性的差別1）光合速率C3植物 1535mgCO2/dm2.h;RuBP羧化酶的Km值是450mol/L.C4植物 4080mgCO2/dm2.h;PEP羧化酶的Km值是7mol/L.2）CO2補(bǔ)償點(diǎn) C3植物 3070mgCO2/L; 稱(chēng)為高補(bǔ)償植物。 C4植物 <10mgCO2/L; 稱(chēng)為低補(bǔ)償植物。3）飽和光強(qiáng)C3植物 全日照1/2;C4植物 無(wú);4）光呼吸C3植物 明顯;C4植物 幾乎測(cè)不出;第四章 呼吸作用一名詞解釋?zhuān)汉粑饔茫?植物細(xì)胞（CH2O）+O2=CO2+H2O有氧呼吸：植物體

45、在氧氣的參與下將有機(jī)物質(zhì)氧化成二氧化碳和水并釋放能量的過(guò)程。無(wú)氧呼吸：植物體在無(wú)氧條件下將有機(jī)物質(zhì)氧化成不徹底氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。 呼吸商：植物組織在一定時(shí)間內(nèi)，放出二氧化碳的分子數(shù)與吸收氧氣的分子數(shù)的比值。放出CO2的分子數(shù)RQ=-吸收CO2的分子數(shù) 呼吸速率：是描述呼吸代謝快慢的生理指標(biāo)，通常以單位植物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)呼吸代謝釋放二氧化碳的數(shù)量和吸收氧氣的數(shù)量表示。 呼吸躍變：指植物體從成熟向衰老過(guò)渡時(shí)，呼吸速率顯著增加的現(xiàn)象。氧化磷酸化：氧化過(guò)程中伴隨的磷酸化的過(guò)程叫做氧化磷酸化。 抗氰呼吸：呼吸代謝對(duì)氰化物不敏感。末端氧化酶：是把底物的電子傳遞到分子氧并形成水或過(guò)氧化物的酶

46、。巴斯德效應(yīng)：巴斯德發(fā)現(xiàn)了氧氣抑制酒精發(fā)酵的現(xiàn)象。二 填空：1. $糖酵解過(guò)程的調(diào)節(jié)酶是磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，主要效應(yīng)物是Pi、ADP、ATP、檸檬酸。2. 磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)酶是G-6-p脫氫酶，效應(yīng)物是NADP和NADPH。3. 天南星科植物的花序放熱很多的原因是進(jìn)行抗氰呼吸效應(yīng)。4. 氧化磷酸化的解聯(lián)劑是2,4-二硝基苯酚。5. 在植物體內(nèi)糖和油脂可以相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)油脂轉(zhuǎn)化為糖時(shí)呼吸商減小6. 柑桔果實(shí)成熟時(shí)氣溫降低，果實(shí)的呼吸以黃素氧化酶酶為主。三 問(wèn)答題：1. 盛夏時(shí)大水淹沒(méi)了農(nóng)田，植物往往比春天更容易萎蔫死亡，原因是什么？ 植物受澇害的原因主要是淹水導(dǎo)致缺氧，抑制有氧呼吸，因而植

47、物只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸來(lái)維持生命活動(dòng)。由于無(wú)氧呼吸產(chǎn)能少，為了維持生命活動(dòng)所需的基本能量，無(wú)氧呼吸速率明顯加快，其結(jié)果導(dǎo)致有機(jī)物質(zhì)大量消耗和乙醇積累，使植物根系受害甚至死亡。由于根系受害，其吸水能力明顯減弱，地上部分會(huì)出現(xiàn)生理干旱，光合降低甚至停止，有機(jī)物的分解大于合成，生長(zhǎng)受阻，產(chǎn)量下降。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致作物死亡。 夏天遭水淹時(shí)由于溫度高，呼吸速率快，有機(jī)物的消耗多，乙醇積累的量更大，因而夏天淹水比春天淹水更容易萎蔫死亡。2. 傷呼吸產(chǎn)生的原因。傷呼吸：機(jī)械損傷會(huì)顯著增快植物呼吸速度的現(xiàn)象。氧化酶在結(jié)構(gòu)上是分開(kāi)的，機(jī)械損傷會(huì)使原來(lái)的間隔破壞，分類(lèi)化合物迅速被氧化；機(jī)械損傷使某些組織轉(zhuǎn)化為分生組織狀態(tài)

48、，形成愈傷組織修復(fù)傷口，呼吸速率提高。3. 呼吸作用的生理功能是什么？1） 提供能量。呼吸作用用過(guò)氧化磷酸化和底物水平磷酸化形成ATP。2） 提供原料。呼吸作用產(chǎn)生的許多中間產(chǎn)物是合成碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸和各種生理活性物質(zhì)的原料，從而構(gòu)成植物體，調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。3） 提供還原力。呼吸作用產(chǎn)生的NADH可用于硝酸根的還原，氨基酸和脂肪的合成。4） 防御功能。呼吸作用把病原菌分泌的毒素氧化分解為二氧化碳和水或轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)。4. 細(xì)胞的能荷水平是怎樣調(diào)節(jié)的？能荷的定義： ATP+1/2ADP能荷= - ATP+ADP + AMP調(diào)節(jié)方式：ATP：促進(jìn)ATP的利用過(guò)程，抑制ATP 的合

49、成過(guò)程。AMP：促進(jìn)ATP 的合成過(guò)程，抑制ATP的利用過(guò)程。5試述糖酵解過(guò)程的調(diào)節(jié)機(jī)理。植物組織從無(wú)氧條件轉(zhuǎn)移到有氧條件中時(shí)，三羧酸循環(huán)和生物氧化順利進(jìn)行，產(chǎn)生較多的ATP和檸檬酸，降低ADP和Pi的水平。ATP和檸檬酸是負(fù)效應(yīng)物，抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，糖類(lèi)分解就慢。當(dāng)組織從有氧轉(zhuǎn)移到無(wú)氧條件下，代謝調(diào)控作用剛好相反。檸檬酸和ATP減少，積累較多的ADP和Pi，Pi作為正效應(yīng)物，ADP作為正底物與丙酮酸激酶反應(yīng)，促進(jìn)磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，糖酵解速率升高。$6試述磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)機(jī)理。調(diào)節(jié)酶：葡萄糖-6-磷酸脫氫酶主要效應(yīng)物：NADPH（-）；NADP+(+)因此，當(dāng)

50、NADPH/NADP的比值高時(shí)抑制葡萄糖-6-磷酸脫氫酶活性使戊糖途徑的代謝速度降低，反之升高。7試述三梭酸循環(huán)途徑調(diào)節(jié)機(jī)理。NADH的調(diào)節(jié)：NADH抑制丙酮酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶和蘋(píng)果酸酶的活性使反應(yīng)速率降低。ATP的調(diào)節(jié)： ATP抑制檸檬酸合成酶和蘋(píng)果酸脫氫酶的活性使反應(yīng)速率降低。AMP和 CoA的調(diào)節(jié)：AMP可以促進(jìn) a- 酮戊二酸脫氫酶、CoA促進(jìn)蘋(píng)果酸酶的活性8如何運(yùn)用呼吸代謝的知識(shí)來(lái)科學(xué)儲(chǔ)存糧食？1）糧食含水量高，會(huì)導(dǎo)致呼吸速率加快，引起有機(jī)物大量消耗，呼吸放出熱量，又使糧食溫度升高，反過(guò)來(lái)又促進(jìn)呼吸增強(qiáng)，最后導(dǎo)致發(fā)熱霉變，是糧食變質(zhì)變量，因此要使糧食安全貯存，首先

51、要曬干。2）使糧食貯存在適宜的低溫狀態(tài)下，以抑制呼吸作用相關(guān)酶的活性，以降低呼吸作用。3）使糧食貯存在微氧的狀態(tài)下，使總呼吸速率最低。4）二氧化碳是呼吸作用的最終產(chǎn)物，當(dāng)外界環(huán)境中的二氧化碳濃度增加時(shí)，呼吸速率便會(huì)減慢。實(shí)驗(yàn)證明，在二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)升高到1%10%以上時(shí)，呼吸作用明顯被抑制。第五章 有機(jī)物的運(yùn)輸一 名詞解釋?zhuān)捍x庫(kù)：也稱(chēng)“庫(kù)”。是指消耗或貯藏有機(jī)物的部位或器官，如生長(zhǎng)茂盛的頂芽、幼耶及果實(shí)、塊根、塊莖等。 代謝源：也稱(chēng)“源”。是指制造、輸出有機(jī)物的部位或器官。如成熟的葉片。 極性運(yùn)輸：即生長(zhǎng)素只能從植物的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸，而不能倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)運(yùn)輸，這種生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸可以逆濃度

52、梯度進(jìn)行。 庫(kù)的競(jìng)爭(zhēng)能力：指庫(kù)對(duì)同化物質(zhì)的吸收能力，指拉力或需要程度。 源的供應(yīng)能力：指源對(duì)光合產(chǎn)物的輸出能力。通常來(lái)說(shuō)，同化物優(yōu)先分配給附近競(jìng)爭(zhēng)力大的部分。 運(yùn)輸能力：指輸出和輸入器官之間輸導(dǎo)系統(tǒng)的通暢程度和距離遠(yuǎn)近。 壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)：有機(jī)物質(zhì)在篩管中隨液流的流動(dòng)而移動(dòng)，而這種液流的流動(dòng)是由于輸導(dǎo)系統(tǒng)兩端的壓力勢(shì)的差異而引起的，所以稱(chēng)為壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)。 韌皮部的裝載：是指光合同化物從源端通過(guò)共質(zhì)體或質(zhì)外體胞間運(yùn)輸，進(jìn)入篩管的過(guò)程。 韌皮部的卸出：是指光合同化物從篩管伴胞復(fù)合體進(jìn)入庫(kù)細(xì)胞的過(guò)程。 中間動(dòng)力：輸導(dǎo)系統(tǒng)本身對(duì)有機(jī)物的運(yùn)輸提供的動(dòng)力。中間動(dòng)力學(xué)說(shuō)：篩管內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸，靠篩管中的收縮蛋白（P

53、-蛋白）利用ATP收縮蠕動(dòng)，起中間動(dòng)力作用，使溶質(zhì)加速擴(kuò)散，而不完全受濃度梯度限制。二 填空：1. 在光合作用時(shí)篩管中含量最多的有機(jī)物是蔗糖。2. 支持壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)的證據(jù)是溢泌現(xiàn)象、可溶性糖濃度梯度。3. 無(wú)機(jī)磷對(duì)植物有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)輸有促進(jìn)作用，原因是它促進(jìn)了植物的ATP的合成、蔗糖的合成、單糖合成淀粉。三.問(wèn)答題1. 如何用實(shí)驗(yàn)證明植物體內(nèi)同化物質(zhì)的運(yùn)輸是一個(gè)主動(dòng)過(guò)程。（自編）原理：主動(dòng)運(yùn)輸是一個(gè)耗能的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)材料：綠色植物。實(shí)驗(yàn)步驟：取一些長(zhǎng)勢(shì)相似的綠色植物幼苗，稱(chēng)重后分成兩組；一組用呼吸阻斷劑或解偶聯(lián)劑（DNP）處理，一組用等量的清水處理，同時(shí)放在光照下培養(yǎng)12h；培養(yǎng)后再次稱(chēng)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)

54、果：用抑制劑處理過(guò)的質(zhì)量增加不如沒(méi)處理過(guò)的。說(shuō)明處理后運(yùn)輸減弱或消失。證明同化物質(zhì)的運(yùn)輸是一個(gè)主動(dòng)過(guò)程。2. 壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)的基本原理是什么？該學(xué)說(shuō)有哪些不足？1）壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)：德國(guó)E. Münch提出：有機(jī)物質(zhì)在篩管中隨著液流的流動(dòng)而移動(dòng)，而這種液流的流動(dòng)是由于輸導(dǎo)系統(tǒng)兩端的壓力勢(shì)的差異而引起的，所以稱(chēng)為壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)。2）不足之處：篩板充滿(mǎn)韌皮蛋白絲，對(duì)糖溶液的流動(dòng)有相當(dāng)大的阻力，要使糖溶液流動(dòng)保持那么快的速度，其所需的壓力勢(shì)差比篩管兩端的壓力勢(shì)差大得多。對(duì)一個(gè)篩管細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行雙向運(yùn)輸?shù)氖聦?shí)無(wú)法解釋。圖在右側(cè)3. 棉花整枝可以減少蕾鈴的脫落，原因是什么？整枝是先去頂芽，后去側(cè)芽。（1

55、）抑制營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)會(huì)占用大量有機(jī)物質(zhì)導(dǎo)致蕾鈴養(yǎng)分不足而脫落。（2）適當(dāng)整枝可以保證光照充足，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)合成與積累。4. 試分析生長(zhǎng)后期施用氮肥過(guò)多引起水稻產(chǎn)量降低的原因。（1） 影響授粉受精和胚的發(fā)育。氮肥過(guò)多，水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，大量光合作用產(chǎn)物消耗于營(yíng)養(yǎng)體的生長(zhǎng)，生殖器官獲得的有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)大為減少，抑制生長(zhǎng)，造成減產(chǎn)。（2） 影響灌漿。由于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺，造成田間封閉，通風(fēng)不良，中下層葉光合速率降低，甚至成為了有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的單純消費(fèi)者，因此降低了水稻產(chǎn)量5有機(jī)物質(zhì)裝載過(guò)程的途徑和生理機(jī)制是什么？1）質(zhì)外體途徑：指糖從葉肉細(xì)胞經(jīng)過(guò)質(zhì)外體運(yùn)輸?shù)胶Y管分子的過(guò)程。葉肉細(xì)胞質(zhì)外體篩管分子的主動(dòng)吸收篩管伴胞復(fù)合體。蔗糖質(zhì)子同向轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)理：在篩管分子和伴胞的質(zhì)膜上有質(zhì)子泵，當(dāng)質(zhì)子泵工作時(shí)可以消耗ATP同時(shí)將質(zhì)子泵到質(zhì)外體（細(xì)胞壁）中，使膜外質(zhì)子濃度大于膜內(nèi)，形成跨膜的質(zhì)子濃度梯度，在此濃度梯度的推動(dòng)下，細(xì)胞外的蔗糖同質(zhì)子一起通過(guò)蔗糖-質(zhì)子同向運(yùn)輸器