植物生理学之 第四章 植物的光合作用.docx

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 12. C4途径13.光合磷酸化14.非环式光合磷酸化 15.量子效率16.暗反应17同 化力18.光反应19. CAM途径20.光呼吸21.表观光合速率22.光饱和点23.光 补偿点24. CO2饱合点25. CO2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1. CAM 2. Pn 3. P700 4. P680 5. LHC 6. PS1 7. PSII 8. PQ 9. PC 10. Fd 11. Cytf1212. RuBP 13. 3-PGA 14. PEP l5.GAP 16. DHAP 17. OAA 18. TP 19. Mal 20. ASP 21. SBP 22. G6P 23. F6P 24. FDP 25. LAI 26. X5P 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 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 7. 缺水使光合速率下降的原因是 、 、 8. 卡尔文循环中，同化1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 ，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 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 、 、 16. 光合作用中心包括 、 和 三部分，PSII的作用中心色素 ，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C02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 026. 碳同化过程中PEP羧化酶催化 和 生成 o RuBP羧化酶催化 和 生成 027. 卡尔文循环的第一个稳定产物 ，因此卡尔文循环又称为 o28. C3植物主要有 、 ，C4植物主要有 和 ，CAM植物主要有 、 029. 合成叶绿素的起始物质 和 o30. 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 o32. CAM植物含酸量是白天比夜间 ，而碳水化合物含量则是白天比夜间 o33. 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 o36. 影响光合作用的外界因素主要有 、 、 、 o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"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C02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(photosynthetic unit):最初是指释放1个O 2分子所需要的叶绿素数目，测定值 为2500chl/0 2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(300X2)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 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 3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)为三碳化合物， 所以称C 3途径，也叫做C 3光合碳还原循环(C 3 photosynthetic carbon reduction cycle， C 3-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 C4 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 2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 2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(photorespiration)：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程，由于这 种反应仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称作为光呼吸。

因为光呼 吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸，以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物， 因此光呼吸途径又称为C2光呼吸碳氧循环(C2 photorespiration carbon oxidation cycle， PCO 循环)，简称C2循环21. 表观光合速率也叫净光合速率：指光合作用实际同化的CO2量减掉同一时间内呼吸释 放的CO2量的差值，常用单位是CO2mg / dm2.hr22. 光饱和点(light saturation point):当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增 加，这种现象称为光饱和现象开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点23. 光补偿点(light compensation point):随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光 强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于O2释放量，表观光合速率为零， 这时的光强称为光补偿点24. CO2饱和点(CO2 saturation point):当CO2达到某一浓度时，光合速率达到最大值，开始 达到光合最大速率时的CO2浓度称为CO2饱和点25. CO2补偿点(CO2 compensatio。