植物生理学习题大全第章植物的光合作用.doc

第三章 光合作用一 . 名词解释光合作用 (photosynthesis) ：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物 质并释放氧气的过程光合色素 (photosynthetic pigment) ：植物体内含有的具有吸收光能并将其光合作用的色 素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等吸收光谱 (absorption spectrum) ：反映某种物质吸收光波的光谱荧光现象(fluorescenee phenomenon)：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象称为荧光现象磷光现象 (phosphorescence phenomenon) ：当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极 微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光这种发光现象称为磷光现象光合作用单位 (photosynthetic unit) ：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单 位作用中心色素 (reaction center pigment) ：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素 a 分子聚光色素 (light harvesting pigment ) ：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给 作用中心色素的色素分子。

原初反应 (primary reaction) ：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所 引起的氧化还原过程光反应 (light reactio) ：光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括 水的光解、电子传递及同化力的形成暗反应 (dark reaction) ：指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包 括 CO2 的固定、还原及碳水化合物的形成光系统(photosystem , PS):由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成 的蛋白色素复合体，其中PS I的中心色素为叶绿素a P700, PS U的中心色素为叶绿素a P680反应中心 (reaction center) :由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷 分离功能的色素蛋白复合体结构量子效率 (quantum efficiency) :又称量子产额或光合效率指吸收一个光量子后放出的 氧分子数目或固定二氧化碳的分子数目量子需要量(quantum requirement):同化1分子的CO或释放1分子的Q所需要的光量子 数目激子传递 (exciton transfer) :激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，在相同分 子内部依靠激子传递来转移能量的方式。

共振传递 (resonance transfer) :在光合色素系统中，依靠高能电子振动在分子内传递能 量的方式光化学反应 (photo-chemical reaction) :叶绿素吸收光能后十分迅速地产生氧化还原的化 学变化红降(red drop):当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降， 称为红降增益效应 (enchancement effect) ：又称艾默生 (Emerson effect) ，两种不同波长的光协同 作用而增加光合效率的现象希尔反应 (Hill reaction) ：离体叶绿体在光下加入氢受体所进行的分解水并放出氧气的反 应光合链(photosynthetic chain)：在类囊体膜上的PS II和PS I之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道光合电子传递抑制剂：可阻断光合电子传递，抑制光合作用的化合物PQ循环(plastoquinone cycle):伴随PQ的氧化还原，可使2“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循环水氧化钟(water oxidizing clock):是Kok等根据一系列瞬间闪光处理叶绿体与放出氧气 的关系提出的解释水氧化机制的一种模型。

每吸收一个光量子推动氧化钟前进一步解偶联剂 (uncoupler) :能消除类囊体膜 (或线粒体内膜 )内外质子梯度， 解除电子传递与磷 酸化反应之间偶联的试剂光合磷酸化 (photosynthetic phosphorylation 或 photophosphorylation) :叶绿体 ( 或载 色体)在光下把无机磷和ADP转化为ATP的过程同化力(assimilatory power) :由于ATP和NADP用于碳反应中二氧化碳的同化，所以把 这两种物质合称为同化力CO同化(CQ assimilation):利用光反应形成的同化力(ATP和NADP)将CO还原成糖类 物质的过程C3途径(C3 pathway):又称卡尔文循环、光合环、还原磷酸戊糖途径，它是以 RuBP为二氧化碳受体，二氧化碳固定后的最初产物为三碳化合物磷酸甘油酸 (PGA)的光合途径C4途径(C4 pathway):以PEP为二氧化碳受体，二氧化碳固定后的最初产物为四碳化合物 草酰乙酸(OAA)的光合途径，即为C4途径CAM途径(CAM pathway):景天科植物在夜晚有机酸含量很高，而糖类含量低；白天则有机 酸含量下降，而糖类含量升高。

这种有机酸合成日益变化的代谢类型称为景天酸 (CAM)(弋谢途径磷酸运转器 (phosphate translocator) :位于叶绿体内膜上承担从叶绿体输出磷酸丙糖和 将细胞质中等量的 Pi 运入叶绿体的运转器光呼吸 (photorespiration) ：又称 C2 环或乙醇酸氧化途径， 植物的绿色细胞在光照下放出二氧化碳和吸收氧气的过程光合速率 (photosynthetic rate) ：单位时间、单位叶面积吸收二氧化碳的量 ( 或释放氧气 的量、积累干物质的质量 ) 表观光合作用 (apparent photosynthesis) ：或净光合作用，真正的光合作用与呼吸作用及 光呼吸的差值，即不考虑光合作用消耗的条件下测得的光合作用光补偿点 (light compensation point) ：光合过程中吸收的二氧化碳和呼吸过程中放出的 二氧化碳等量时的光照强度光饱和点 (light saturation point) ：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度光抑制 (photoinhibition) ：当光能超过光合系统所能利用的数量时， 光合功能下降的现象 光合“午休”现象 (midday depression) ：光合作用在中午时下降的现象。

CO补偿点(CQ compensation point):当光合吸收的二氧化碳量与呼吸释放的二氧化碳量 相等时，外界的CO浓度光能利用率 (efficiency of solar energy utilization) :单位面积上的植物光合作用所累积的有机物中所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比叶面积系数 (leaf area index , LAI) :绿叶面积与土地面积之比温室效应: (greenhouse effect) :本来太阳辐射到地面的热，地球以红外线形式重新辐射到空间由于人类无限制的向地球大气层中排放 CO，使CQ浓度不断增长大气层中的CO能强烈的吸收红外线，太阳辐射的能量在大气层中就“易入难出”，温度上升，像温室一 样，产生的效应就是温室效应二. 符号缩写Fe-S: 铁硫蛋白 Mal: 苹果酸OAA草酰乙酸CFI-Fo：偶联因子复合物PC:质体蓝素NADP氧化态辅酶UPEPCase PEP羧化酶P680:吸收峰波长为680nm的叶绿素aPEP磷酸烯醇式丙酮酸Pn：净光合速率PSP光合磷酸化RuBP l, 5- 二磷酸核酮糖Rubisco(RuBPCO) RuBP羧化酶 / 加氧酶LCP: 光补偿点DCMU二氯苯基二甲基脲,敌草隆FNR铁氧还蛋白-NADP还原酶PSI :光系统I PSII :光系统U三. 简答题1. 生物的碳同化作用包括哪些类型？BSC 维管束鞘细胞NAR 净同化率CAM : 景天科植物酸代谢Fd 铁氧还蛋白RuBPO RuBF加氧酶PQ 质体醌PGA 磷酸甘油酸Pheo 去镁叶绿素RPPP 还原戊糖磷酸途径RubisC( RuBPC) : RuBP羧化酶LSP 光饱和点LHC: 聚光色素复合体pmf 质子动力TP 磷酸丙糖SE-CC 筛分子 -伴胞细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用，其中以绿色植物的光合作用最为 广泛，合成的有机物最多2. 光合作用的重要性。

① 植物通过光合作用把无机物同化为有机物；② 光合作用把太阳光能转变为化学能，储存在形成的有机物中；③ 保护环境，维持大气中二氧化碳和氧气含量的稳定3. 叶绿体的结构和成分结构：叶绿体大多数呈椭圆形；外围由两层膜构成的叶绿体膜，膜上有各种蛋白质， 调节物质进出叶绿体；叶绿体内有许多类囊体膜构成的类囊体，多个类囊体垛叠在一起形 成基粒；叶绿体膜以内的基础物质为基质， 其主要成分为可溶性蛋白和其他代谢活跃物质， 呈流动性状态成分：蛋白质、酶、细胞色素、质体蓝素、脂质（膜的组成成分） 、储藏物质（淀粉）， 灰分元素、核苷酸、醌（质体醌） 4. 光合色素具有的光学特性① 各种色素都具有吸收，传递光能的作用，但只有少数特殊状态的叶绿素 a分子具有转化光能为化学能的特性；② 叶绿素能吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素吸收蓝紫光；③ 叶绿素有荧光现象和磷光现象5. 叶绿素的合成① 从谷氨酸开始，反应生成 5-氨基酮戊酸（ALA），2分子ALA合成含吡咯环的卟胆原 （PBG）；② 4分子PBG聚合成原卟啉IX，导入Mg原子形成Mg原卟啉，再经过环化和还原，形 成单乙烯基原叶绿素酯 a;③ 在光照下和NADP存在下，单乙烯基原叶绿素酯 a经过原叶绿素酯氧化还原酶催化形成叶绿素酯 a；④ 叶绿素酯 a 与植醇尾巴酯化反应形成叶绿素 a。

6. 植物叶片为什么是绿色？秋天树叶为什么呈现黄色和红色？① 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以叶绿素呈绿色；正常叶子的 叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为 3：1，由于绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，占优 势，所以正常的树叶呈现绿色② 秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的生物合成， 已形成的叶绿素也被分解破坏， 而黄色的类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色③ 秋天气温下降，植物体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成 较多的红色的花色素苷 , 叶子就呈红色7. 简述影响叶绿素形成的外部条件① 光照：光照是叶绿素合成的重要因素，无光照会发生黄化现象；② 温度：温度影响酶的活性，进而影响叶绿素的合成；③ 矿质元素：氮、镁是组成叶绿素的元素，铁、锰、锌等元素是酶的活化剂；④ 水分：缺水会抑制叶绿素的合成，还会加速原有叶绿素的分解；⑤ 氧气：缺氧会引起镁原卟啉甲酯的积累，不能合成叶绿素8. 胡萝卜素和叶黄素在光合作用中有什么功能？胡萝卜素和叶黄素在光合作用中与叶绿素分子一起在光合膜中按一定的规律和取向组 成聚光色素系统，吸收、传递光能至反应中心色素分子，发生光化学反应，光能在色素间 的传递顺序为类胡萝卜素、叶绿素 b、叶绿素a、特殊叶绿素a；同时在强光下还有保护叶 绿素的功能。

9. 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱有何不同？叶绿素吸收光谱的高峰有两个，一个是波长为640-660nm 的红光区，另。