植物生理学习题答案.doc

第一章 水分生理习题一、名词解释 1.自由水 2.束缚水 3.水势 4.压力势 5.渗透势 6.衬质势 7.渗透作用 8.水通道蛋白 9.根压 10.吐水现象二、填空题1. 植物散失水分的方式有 种，即 和 。 2. 植物细胞吸水的三种方式是 、 和 。 3. 植物根系吸水的两种方式是 和 。前者的动力是 ，后者的动力是 。 4. 设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为 - 16 10 5 Pa ，压力势为9 10 5 Pa ，乙细胞的渗透势为 - 13 10 5 Pa ，压力势为9 10 5 Pa ，水应从 细胞流向 细胞，因为甲细胞的水势是 ，乙细胞的水势是 。 5. 某种植物每制造10克干物质需消耗水分5000克，其蒸腾系数为 ，蒸腾效率为 。 6. 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现 ，放在低水势溶液中细胞表现 ，放在等水势溶液中细胞表现 。 7. 写出下列吸水过程中水势的组分 吸胀吸水， w = ；渗透吸水， w = ； 干燥种子吸水， w = ；分生组织细胞吸水， w = ； 一个典型细胞水势组分， w = ；成长植株吸水， w = 。 8. 当细胞处于初始质壁分离时， P = ， w = ；当细胞充分吸水完全膨胀时， p = ， w = ；在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间，随着细胞吸水， S ， P ， w 。 9. 蒸腾作用的途径有 、 和 。 10. 细胞内水分存在状态有 和 。三、选择题 （ ）1. 有一充分饱和细胞，将其放入比细胞浓度低10倍的溶液中，则细胞体积 A.不变 B.变小 C.变大 D.不一定 （ ）2. 将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则会发生 A.细胞吸水 B.细胞失水 C.细胞既不吸水也不失水 D.既可能失水也可能保持动态平衡 （ ）3. 已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计，原因是 A.衬质势不存在 B.衬质势等于压力势 C.衬质势绝对值很大 D.衬质势绝对值很小 （ ） 4. 在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始4小时的吸水是属于 A.吸胀吸水 B.代谢性吸水 C.渗透性吸水 D.上述三种吸水都存在 （ ）5. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于 A.细胞液的浓度 B.相邻活细胞的渗透势大小 C.相邻活细胞的水势梯度 D.活细胞压力势的高低 （ ）7. 一般说来，越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值 A.大于1 B.小于1 C.等于1 D.等于零 （ ）9. 植物的水分临界期是指 A.植物需水量多的时期 B.植物对水分利用率最高的时期 C.植物对水分缺乏最敏感的时期D.植物对水分的需求由低到高的转折时期 （ ）10. 用小液流法测定植物组织水势时，观察到小液滴下降观象，这说明A.植物组织水势等于外界溶液水势。 B.植物组织水势高于外界溶液水势。 C.植物组织水势低于外界溶液水势。 D.无法判断。四、问答题1.试述气孔开闭机理。 2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、 CO 2浓度调节的 ? 3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？ 4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？ 5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。参考答案一、名词解释1.自由水 指未与细胞组分相结合能自由活动的水。 2.束缚水 亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水。 3.水势 每偏摩尔体积水的化学势差。用 w表示，单位MPa 。 w ( w - w o )/V w ， m ，即水势为体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积的商。用两地间的水势差可判别它们间水流的方向和限度，即水分总是从水势高处流向水势低处，直到两处水势差为O为止。 4.压力势 是由细胞壁的伸缩性对细胞内含物所产生的静水压而引起的水势增加值。 一般为正值，用 P表示。 5.渗透势 亦称溶质势，是由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。 用 s表示 , 一般为负值。 6.衬质势 由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。 用 m表示，一般为负值。 7.渗透作用 水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域运转的作用。 8.水通道蛋白 亦称为水孔蛋白，是存在于生物膜上的具有专一性通透水分功能的内在蛋白。 9.根压 由于根系的生理活动而使液流从根部上升的压力。 10.吐水现象 未受伤的植物如果处于土壤水分充足，空气湿润的环境中，在叶的尖端或者叶的边缘向外溢出水滴的现象。二、填空题1.两，蒸腾作用，吐水 2.吸胀吸水，渗透性吸水，代谢性吸水 3.主动吸水，被动吸水，根压，蒸腾拉力 4.乙，甲， 7 10 5 Pa ， 4 10 5 Pa 5.500克， 2克 6.吸水，排水，吸、排水速度相等 7. m ， s + P ， m ， m ， s + P + m ， s + P 8.0 ， s ， - s ， 0 ，升高，升高，升高 9.气孔蒸腾，角质层蒸腾，皮孔蒸腾 10.自由水，束缚水三、选择题 1.B 2. D 3. D 4. A 5. C 6. B 7. C 8. C四、问答题 1.试述气孔开闭机理。 答：（ 1 ）无机离子泵学说 又称K + 泵假说。在光下， K + 由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K + 浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中， K + 由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。这是因为保卫细胞质膜上存在着H + -ATP酶，它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP ，并将H + 从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的pH升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的pH降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动K + 从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K + 通道进入保卫细胞，引发气孔开张。 （ 2 ）苹果酸代谢学说 在光下，保卫细胞内的部分CO 2被利用时， pH上升至8.0 8.5 ，从而活化了PEP羧化酶， PEP羧化酶可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO 3 - 结合，形成草酰乙酸，并进一步被NADPH还原为苹果酸。苹果酸解离为2H + 和苹果酸根，在H + /K + 泵的驱使下， H + 与K + 交换，保卫细胞内K + 浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和Cl 共同与K + 在电学上保持平衡。同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、 CO 2浓度调节的 ? 答：（ 1 ）光 光是气孔运动的主要调节因素。光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用发生的间接效应；另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用；其次，光可以提高大气与叶片温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。 （ 2 ）温度 气孔运动是与酶促反应有关的生理过程，因而温度对蒸腾速率影响很大。当大气温度升高时，叶温比气温高出2 10 ，因而，气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，这样叶内外蒸气压差加大，蒸腾加强。当气温过高时，叶片过度失水，气孔就会关闭，从而使蒸腾减弱。 （ 3 ） CO 2对气孔运动影响很大，低浓度CO 2促进气孔张开，高浓度CO 2能使气孔迅速关闭（无论光下或暗中都是如此）。 在高浓度CO 2下，气孔关闭可能的原因是： 高浓度CO 2会使质膜透性增加，导致K + 泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度。 CO 2使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。因此， CO 2浓度高时，会抑制气孔蒸腾。 3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？答：植物受涝反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满水，缺少氧气，短时间内可使细胞呼吸减弱，主动吸水受到影响。长时间受涝，会导致根部无氧呼吸，产生和积累较多的酒精，使根系中毒受伤吸水因难，致使叶片萎蔫变黄，甚至引起植株死亡。 4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？ 答：当化肥施用过多时，造成土壤溶液水势降低幅度较大，以致根系细胞的水势高于土壤溶液水势，导致根细胞不但不能从土壤中吸水，反而细胞内水分还要外渗至土壤中，因此产生“烧苗”现象。5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。 答：（ 1 ）可用伤流现象证明植物存在主动吸水。如将生长中的幼嫩向日葵茎，靠地面5cm处切断，过一定时间可看到有液体从茎切口流出。这一现象的发生，完全是由于根系生理活动所产生的根压，促使液流上升并溢出而造成，与地上部分无关。（亦可用吐水现象证明）。 （ 2 ）可用带有叶片但将根去掉的枝条（或用高温、毒剂杀死根系）吸水证明植物存在被动吸水。将带有叶片但将根去掉的枝条插入瓶中，可保持几天枝叶不萎蔫，说明靠叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，能将水分被动吸入枝条并上运，是与植物根系无关的被动吸水过程。第二章 植物的矿质营养一、名词解释 1.必需元素 2.微量元素 3.矿质元素的被动吸收 4.矿质元素的主动吸收5.生理酸性盐 6.生理碱性盐 7.生理中性盐 8.胞饮作用 9.可再利用元素10.离子通道 11. 载体蛋白 12.单盐毒害 13. 诱导酶 14.生物固氮 15.离子拮抗 16.叶片营养二、填空题 1. 离子扩散的方向取决于 和 。 2.植物细胞吸收矿质元素的三种方式为 、 和 。 3.外界溶液的pH值对根系吸收盐分的影响一般来说，阳离子的吸收随pH值的升高而 ，而阴离子的吸收随pH值的升高而 。 4.缺乏 元素时，果树易得“小叶病”，玉米易得“花白叶病”。 5.缺乏 元素时，禾谷类易得“白瘟病”、果树易得“顶枯病”。 6.缺乏 元素时，油菜“花而不实”，小麦“穗而不实”，棉花“蕾而不花”，甜菜易得“心腐病”，萝卜易得“褐心病”。 7.和 两类研究结果为矿质元素主动吸收的载体学说提供了实验证据。 8.植物吸吸的NO 3 运到叶片后，在 中由 酶催化产生 ，然后以HNO 2形式运到 ，由 酶催化，接受 提供的电子而还原成 。 9.在植物生理研究中常用的完整植物培养方法有 、 和 。 10. 水培时要选用黑色溶器，这是为了防止 。 11.栽培叶菜类植物时,应多施 肥。12.主动吸收包括 和 种形式。13.植物主动吸收矿质元素的主要特点是 和 。三、选择题 （ ）1. 植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过A.韧皮部 B.质外体 C.转运细胞 D.共质体 （ ）2. 影响根毛区主动吸收无机离子最重要的原因是 A.土壤中无机离子的浓度 B.根可利用的氧 C.离子进入根毛区的扩散速度 D.土壤水分含量 （ ）3. 在维管植物的较幼嫩的部分，亏缺下列哪种元素时，缺素症首先表现出来。A. K B. Ca C. P D. N （ ）4. 植物吸收矿质量与吸水量之间的关系是A.既有关，又不完全一样 B.直线正相关关系 C.两者完全无关 D.两者呈负相关关系 （ ）5. 硝酸还原酶其分子中含有A. FAD 、 Mo 、 Cytf B. NAD 、 Mo 、 Cytb C.FAD 、 Mo 、 Cytb D. NAD 、 Mo 、 Cytc （ ）6. 硝酸还原酶与亚硝酸还原酶A.都是诱导酶B.硝酸还原酶不是诱导酶，而亚硝酸还原酶是 C.都不是诱导酶 D.硝酸还原酶是诱导酶，而亚硝酸还原酶不是 （ ）6. 植物缺乏下列元素都会引起缺绿症，若缺绿症首先出现在下部老叶上，是缺乏哪种元素。A. Fe B. Mg C. Cu D. Mn （ ）7. 高等植物的硝酸还原酶总是优先利用下到哪种物质作为电子供体。A. FADH 2 B. NADPH+H + C. FMNH 2 D.NADH+H + （ ）8. 下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。A.黄素腺嘌呤二核苷酸 B.谷胱甘肽 C.钼辅因子（钼嘌呤） D.铁离子 （ ）9. 下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。A.黄素腺嘌呤二核苷酸 B.谷胱甘肽 C.钼辅因子（钼嘌呤） D.铁离子（ ）10. 当植物细胞对离子吸收和运输时,膜上起生电质子泵作用的是A.磷酸酶 B.ATP酶 C.过氧化氢酶 D.NAD四、问答题 1. 确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？ 2. 如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？ 3. 用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。 4. 植物缺镁和缺铁表现症状有何异同 ? 为什么？ 5. 概述植物必需元素在植物体内的生理作用。 6. 白天和夜晚硝酸还原速度是否相同 ? 为什么？ 7. 土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？ 8. 简述合理施肥的生理基础。 9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？ 10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？ 11. 光照如何影响根系对矿质的吸收？ 参 考 答 案 一、名词解释 1.必需元素：是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。2.微量元素：在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的0.0010.00001% 的元素。植物必需的微量元素有：铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。3.矿质元素的被动吸收：亦称非代谢吸收。是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。4.矿质元素的主动吸收：亦称代谢性吸收。是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收矿质元素的方式。主动吸收包括初级主动吸收和次级主动吸收。5.生理酸性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。例如（ NH 4 ） 2 SO46.生理碱性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变碱，故把这种盐称为生理碱性盐。例如NaNO 37.生理中性盐：植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH值，故称这类盐为生理中性盐。例如NH 4 NO 38.胞饮作用：物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质的过程。9.可再利用元素：亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。10.离子通道：是指由贯穿质膜的由多亚基组成的蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门系统，通过门的开闭控制离子运转的种类和速度。11.载体蛋白：存在于生物膜上的能携带离子或分子透过膜的蛋白质，它们与离子或分子有专一的结合部位，能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶。12.单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。13.诱导酶：亦称适应酶，是指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。如水稻幼苗本来无硝酸还原酶，如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此酶。14.生物固氮：微生物自生或与植物（或动物）共生，通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。15.离子拮抗：在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。16.叶片营养：也称根外营养，是指农业生产中采用给植物地上部分喷是肥料以补充植物对植物对矿质元素需要的措施。二、填空题 1. 化学势梯度，电势梯度 2. 被动吸收，主动吸收，胞饮作用 3. 上升，下降 4. Zn 5. Cu 6. B 7. 饱和效应，离子竞争现象 8. 细胞质，硝酸还原， NO 2 ，叶绿体，亚硝酸还原， Fd ， NH 3 9. 土培法、水培法、砂培法 10.藻类滋生 11.氮12.初级主动吸收，次级主动吸收13.逆浓度梯度吸收，需要载体蛋白参与，消耗代谢能量 三、选择题 1.B 2. B 3. B 4. A 5 C 6. A 7. B 8. D 9. C 10.B四、问答题 1.确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？答：可根据以下三条标准来判断： 第一如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史； 第二植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常； 第三该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。 2.如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？ 答：可用饱和效应和离子竞争现象来证明。细胞吸收离子存在饱和效应，即在一定的离子浓度范围内，细胞吸收离子的速度随外液离子浓度的升高而增加，当外液离子浓度超过一定范围，细胞吸收离子的速率就不再增加了，说明载体全被离子结合，达到饱和；细胞吸收离子存在竞争现象，如细胞对钾、铷离子的吸收，相互间产生竞争抑制，即一种离子浓度的增加，抑制另一种离子的吸收，说明两种离子为同一种载体所运转，并且竞争载体同一结合部位。3.用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。 答：（ 1 ）根对溶液中矿质离子的吸收 根细胞进行呼吸作用，释放出CO 2 ， CO 2和H 2 O生成H 2 CO 3 ，并解离成氢离子和碳酸氢根离子，这两种离子迅速地分别与其周围环境中的阳离子和阴离子进行等价交换吸附，于是盐类离子便被吸附在根细胞表面。 （ 2 ）根系对吸附在土壤颗粒上的矿质元素的吸收有两种方式 第一种，通过土壤溶液进行交换，即呼吸过程中产生的CO 2释放到土壤溶液中形成氢离子和碳酸氢根离子，可以与土壤表面上的阳离子和阴离子等价交换，使土壤表面上的阴、阳离子被交换到土壤溶液中，再根据第一条使离子被吸附到根细胞表面。第二种，接触交换，当根与土壤颗粒靠得很近，由于根表面吸附离子与土壤颗粒表面吸附离子都在不停的振动，如果根与土粒的距离小于离子振动的空间，两者所吸附的离子便可直接交换，使土粒表面的离子吸附到根细胞表面。被吸附到根细胞表面的离子可经细胞对离子的主动吸收，被动吸收或胞饮作用被吸收进入植物体。4.植物缺镁和缺铁表现症状有何异同 ? 为什么？ 答：相同点：缺镁和缺铁都呈现缺绿症。 不同点：缺镁出现的缺绿症状首先从下部老叶上表现出来，而缺铁的缺绿症状首先从上部新生叶表现出来。 原因是镁是参与循环的元素，即可再利用元素，而铁是不参与循环的元素，即不可再利用元素。5.概述植物必需元素在植物体内的生理作用。 答：（ 1 ）作为细胞结构物质的组分。如碳、氢、氧、氮、磷、硫等组成糖类、脂类、蛋白质和核酸等有机物的组分，参与细胞壁、膜系统，细胞质等结构组成。 （ 2 ）作为植物生命活动的调节者。可作为酶组分或酶的激活剂参与酶的活动，还可作为内源生理活性物质（如激素类生长调节物质）的组分，调控植物的发育过程。 （ 3 ）参与植物体内的醇基酯化。例如磷与硼分别形成磷酸酯与硼酸酯，磷酸酯对代谢物质的活化及能量的转换起着重要作用。而硼酸酯有利于物质运输。 （ 4 ）起电化学作用。如钾、镁、钙等元素能维持离子浓度的平衡，原生质胶体的稳定及电荷中和等。6.白天和夜晚硝酸还原速度是否相同 ? 为什么？ 答：（ 1 ）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力FAD(P)H 、 Fd red和ATP 。 （ 2 ）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。 （ 3 ）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO 3 - 对NR 、 NiR活性的激活作用。 7.土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？ 答：硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜间为快，这是因为： （ 1 ）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力FAD(P)H 、 Fd red和ATP 。 （ 2 ）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。 （ 3 ）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO 3 - 对NR 、 NiR活性的激活作用。8.简述合理施肥的生理基础。 答：根据作物的需肥规律进行施肥。首先，要根据不同作物的特点及不同收获对象进行施肥。如叶菜类要适当多施氮肥，而收获块根、块茎的作物需多施磷钾肥。其次，要按作物不同生育期的需肥规律进行施肥。如种子萌发期间，幼苗生长可利用种子贮藏的养分，不需外界提供肥料。随着幼苗不断生长，养分需要量日益增加，通常在开花结实期达到需肥高峰。以后随植株各部分逐渐衰老而对矿质元素的需求量也逐渐减少。尽管各生育期都有其生长中心，都需保证肥分供应。但不同生育期施肥对作物生长的影响不同，增产效果也不一样。通常作物的营养最大效率期是生殖生长期，此时正是作物需肥最多的时期，保证此期作物对肥分的需求，对提高产量至关重要。9.为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？ 答：叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重的增加，氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足时，叶片肥大，产量高，汁多叶嫩，品质好。 钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高，葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中，所以在富含糖类的贮藏器官（马铃薯块茎和甘薯块根）中钾含量较多，种植时钾肥需要量也较多。10.为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？ 答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤，影响植株对构成叶绿素的重要必需元素N和Mg的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面， N和Mg等必需元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的N 、 Mg等必需元素依赖于老叶中叶绿素、蛋白质等有机物的分解和转运，即新叶向老叶争夺N和Mg等必需元素，这就加速成了老叶的落黄。因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根系恢复生长后，新根能从土壤中吸收N 、 Mg等必需元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增加，秧苗返青。11.光照如何影响根系对矿质的吸收？答：（ 1 ）光照影响光合，光合产物多，向根系运输多，有利根系生长，增加根系吸收面积，有利矿质（主、被动）吸收。 （ 2 ）光照通过光合增加呼吸基质，有利根系呼吸供能，有利根系主动吸收。根系呼吸产生供交换离子，有利离子的吸附交换，促进被动吸收。 第三章 光合作用一、名词解释1.光合作用2.光合强速率3.原初反应4.光合电子传递链5.PQ穿梭6.同化力7.光呼吸8.荧光现象9.磷光现象10.光饱和点11.光饱和现象12.光补偿点13.光能利用率14.二氧化碳饱和点15.二氧化碳补偿点16.光合作用单位17.作用中心色素18.聚光色素19.希尔反应20.光合磷酸化21.光系统22.红降现象23.双增益效应24.C3植物25.C4植物26.量子产额27.量子需要量28.光合作用午睡现象三、填空题1. 光合色素按照功能不同分类为 和 。 2. 光合作用的最终电子供体是 ，最终电子受体是 。3. 光合作用C3途径CO2的受体是 ，C4途径的CO2的受体是 。4. 光合作用单位由 和 两大部分构成。5. PSI的原初电子供体是 ，原处电子受体是 。6. PSII的原初电子受体是 ，最终电子供体是 。7. 光合放氧蛋白质复合体又称为 ，有 种存在状态。8.C3植物的卡尔文循环在叶片的 细胞中进行，C4植物的C3途径是在叶片的 细胞中进行。9.在卡尔文循环中，每形成1摩尔六碳糖需要 摩尔ATP， 摩尔NADPH+H+。10.影响光合作用的外部因素有 、 、 、 和 。11. 光合作用的三大步聚包括 、 和 。12. 光合作用的色素有 、 和 。13.光合作用的光反应在叶绿体的 中进行，而暗反应是在 进行。14. 叶绿素溶液在透射光下呈 色，在反射光下呈 色。15.光合作用属于氧化还原反应，其中中被氧化的物质是 ，被还原的物质时是 。16.类胡萝卜素吸收光谱最强吸收区在 ，它不仅可以吸收传递光能，还具有 的作用。17. 叶绿素吸收光谱有 光区和 光区两个最强吸收区。18.光合作用CO2同化过程包括 、 、 三个大的步骤。19.根据光合途径不同，可将植物分为 、 、 三种类别。20.尔文循环按反应性质不同，可分为 、 、 三个阶段。21.在光合作用中，合成淀粉的场所是 ，合成蔗糖的场所是 。22. 光合作用中被称为同化力的物质是 和 。23.卡尔文循环中的CO2的受体是 ，最初产物是 ，催化羧化反应的酶是 。24.光呼吸中底物的形成和氧化分别在 、 和 等三种细胞器中进行的。25. 农作物中主要的C3植物有 、 、 等。 26. 农作物中C4植物有 、 、 等。27. 光合磷酸化的途径有 、 和 三种类型，占主导地位的途径是 。28.正常植物叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量的比值为 ，叶黄素和胡萝卜素分子比例为 。29. 在光合放氧反应中不可缺少的元素是 和 。30. 原初反应是将 能转变为 能。31.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 。32.类囊体膜上主要含有 、 、 、和等四类蛋白复合体。33.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。34.根据释放一分子O2和同化一分子CO2，确定光合单位包含 个色素分子；根据吸收一个光量子，光合单位应包含 。根据传递一个电子，光合单位应包含 个色素分子数。35. 叶绿体是由被膜、 、和 三部分组成。36. 类囊体可分为 类囊体和 类囊体二类。37.当叶绿素卟啉环中的 被H所置换后，即形成褐色的去 叶绿素，若再被Cu取代，就形成鲜绿的 代叶绿素。38.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。39. C4植物的光合细胞有 细胞和 细胞两类。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 。41.按非环式光合电子传递，每传递4个电子，分解 分子H2O，释放1分子O2，需要吸收8个光量子，量子产额为 。二、选择题1.PS的中心色素分子是： A.叶绿素a680 B.叶绿素b680 C.叶绿素a700 D.叶绿素b7002.叶绿素卟啉环的中心原子是A. Cu B. Fe C. Mg D. Mn3.PS的中心色素分子是：A. P430 B. P652 C. P680 D. P7004.RuBP羧化酶的活化剂是A. Cu2+ B. Mg2+ C. K+ D. Mn2+5.测定叶绿素总量时，分光光度计选用的波长是A.663 B.645 C.430 D.6526.光合作用中释放出的氧气来源于A.H2O B.CO2 C.RuBP D.PGA7.高等植物光合作用的最终电受体是A.H2O B.RuBP C.NAD+ D.NADP+ 8.光合作用的最终电子供体是A.H2O B.RuBP C.NAD+ D.NADP+9.PSI的原初电子供体是A.H2O B.Fe-S C.NADP+ D.PC10.PSI的原初电子受体是A.H2O B.Pheo C.NADP+ D.PC11.C4植物最初固定CO2的受体是A.PEP B.RuBP C.PGA D.OAA12.C3植物固定CO2的受体是A.PEP B.RuBP C.PGA D.OAA13.C3植物固定CO2的最初产物是A.PEP B.RuBP C.PGA D.OAA 14.光合作用蔗糖合成的部位是A.叶绿体间质 B.叶绿体类囊体 C.细胞质 D.线粒体15.维持植物生长的最低日照强度应该 A.等于光补偿点 B.大于光补偿点 C.小于光补偿点 D.与光补偿点无关16.在光合作用碳循环中，每生成一分子葡萄糖需要 A.18分子ATP和12分NADPH2 C. 8分子ATP和12分NADPH2 B. 12分子ATP和18分NADPH2 D. 12分子ATP和18分NADPH17.光呼吸的底物是A.乙醇酸 B.甘氨酸 C.葡萄糖 D.RuBP18.一般而言，正常植物叶片的叶绿素与类胡萝卜素的比值为A.2:1 B.3:1 C.1 :2 D.1:319.C3植物叶绿素a/b为A.2:1 B.3:1 C.1 :2 D.1:320.下列作物中属于C3植物的是 A.玉米 B.高粱 C.小麦 D.苋菜21.下列作物中属于C4植物的是 A. 水稻 B.小麦 C.玉米 D.凤梨 22.具有CAM途径的植物气孔开闭的情况是A.昼开夜闭 B.昼闭夜开 C. 昼夜均开 D.昼夜均闭23.在光合作用研究中，首先发现光合碳循环并获得诺贝尔奖的是A. R.Hill B. M.Calvin和Bensen C. Krebs D. F.Mitchell24.在光合作用中最先合成的三碳糖是A.磷酸甘油酸 B.磷酸甘油醛 C.磷酸甘油 D.磷酸丙酮酸25.可以在夜间固定二氧化碳的植物是A.C3植物 B.C4植物 C.CAM D.以上答案都不对26. C4植物初次固定二氧化碳的酶是 A.1,5二磷酸核酮糖羧化酶 B.磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 C.磷酸甘油激酶 D.苹果酸脱氢酶 27.从原叶绿酸脂转化为叶绿酸脂需要的条件是A.K+ B.PO43- C.光照 D.Fe2+28.通常每个光合单位包含的叶绿体色素分子数目为A.50-100 B.150-200 C.250-300 D.350-40029.在光合链中含量最多的既可以传电子又可以传质子的物质是A. PC B.Cytb C.Ctyf D.PQ30.既可以形成ATP,也可以形成NADPH+H+的电子传递途径是 A.非环式电子传递链 B.环式电子传递链 C.假环式电子传递链 D.原初反应31.磷酸化过程中的偶联因子的亚基种类有A.4种 B.6种 C.8种 D.12种32.在提取叶绿素时，研磨叶片时加入少许CaCO3，其目的是A使研磨更充分 B加速叶绿素溶解 C使叶绿素a、b分离 D保护叶绿素33.普遍认为光合作用的量子需要量为A.46 B.810 C.1012 D.121434.通常光合速率最强的叶片是A幼叶 B正在生长的叶片 C已充分生长的叶片 D老叶片35.要测定光合作用是否进行了光反应，最好是检查A葡萄糖的生成 BATP的生成 CCO2的吸收 D氧的释放36.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A适当增强 B一时减弱 C基本不变 D变化无规律37.光合产物从叶绿体转移到细胞质中的形式是A核酮糖 B葡萄糖 C蔗糖 D磷酸丙糖38.光合链中的电子传递的分叉点的电子传递体是AH2O BPC CFd DNADP39.现在认为叶绿体ATP合酶含有的亚基种类有A3种 B6种 C9种 D12种40.叶绿素分子吸收光能后产生荧光的能量来自叶绿素分子的A基态 B第一单线态 C第二单线态 D三线态41.光合作用反应中心色素分子的主要功能是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42.一般认为发现光合作用的学者是AVanHelmont BJoseph Priestley CF.F.Blackman DM.Calvin43.光下叶绿体的类囊体内腔的pH值的变化是A增高 B不便 C降低 D无规律性44. 一般C3植物的CO2饱和点为A15lL-1 B2050lL-1 C300350lL-1 D1 0001 500lL-145.一般C3植物的CO2补偿点为 lL-1左右。BA15lL-1 B2050lL-1 C300350lL-1 D1 0001 50046.电子传递和光合磷酸化的结果是把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47. 光合作用中电子传递发生在 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. 光合作用中光合磷酸化发生在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 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.指出下列四组物质中，属于光合碳循环必需的是A叶绿素、类胡萝卜素、CO2 BCO2、NADPH2、ATP CO2、H2O、ATP DCO2、叶绿素、NADPH251. 1961年提出化学渗透学说的科学家是AC.B.Van Niel BRobert.Hill CPeter Mitchell DJ.Priestley四、问答题1.简述光合作用的重要意义。2.比较C3、C4植物光合生理特性的异同。3.为什么说光在光合作用中起作主导作用？4.简述不同类型的植物的光合作用过程。5.为什么说光合作用是作物产量构成的最主要的因素。6. 下图为光强光合曲线，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？7.举出三种测定光合作用强度的方法,并简述其原理及优缺点。8.试用化学渗透学说解释光合磷酸化的机理。9.光对CO2同化有哪些调节作用?10.叶色深浅与光合作用有何关系？为什么？11.试分析产生光合作用“午睡”现象的可能原因。12.光呼吸有何生理意义？13.假定成都平原的年辐射量为1120千卡/cm2，一年中收获水稻600kg/667m2，收获小麦250kg/667m2，经济系数为何0.5，产品含水量为12%，每公斤干物质含能量约为1000千卡。试求成都平原的作物光能利用率。14.用红外线CO2分析仪测得：空气中的CO2浓度为0.528mg/L，20cm2的叶片水稻光合吸收后叶室的CO2浓度为0.468mg/L，空气流速为1.2L/分，求水稻叶片的光合速率（mg CO2dm-2h-1）。15.如何证实光合作用中释放的O2来自水?16.请分析C4植物比C3植物光合效率高的原因17.简单说明叶绿体的结构及其功能。18. C3途径可分为几个阶段？每个阶段有何作用?19.影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?20.C3途径的调节方式有哪几个方面?答 案一、名词解释1.光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和H2O，制造有机物质，并释放O2的过程。2.光合速率：指光照条件下，植物在单位时间单位叶面积吸收CO2的量（或释放O2的量）。3.原初反应：指植物对光能的吸收、传递与转换，是光合作用最早的步骤，反应速度极快，通常与温度无关。4.光合电子传递链：在光合作用中，由传氢体和传电子体组成的传递氢和电子的系统或途径。5.PQ穿梭：在光合作用电子传递过程中，由质体醌在接合电子的同时，接合基质中的质子，并将质子转运到类囊体腔的过程。6.同化力：在光反应中生成的ATP和NADPH可以在暗反应中同化二氧化碳为有机物质，故称ATP和NADPH为同化力。7.光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。8.荧光现象：指叶绿素溶液照光后会发射出暗红色荧光的现象。9.磷光现象：照光的叶绿素溶液，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。10.光饱和现象：在一定范围的内，植物光合速率随着光照强度的增加而加快，超过一定范围后光合速率的增加逐渐变慢，当达到某一光照强度时，植物的光合速率不再继续增加，这种现象被称为光饱和现象。11.光饱和点：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增加而加快，光合速率不再继续增加时的光照强度称为光饱和点。12.光补偿点：指同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。13.光能利用率：单位面积上的植物通过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。14.CO2饱和点：在一定范围内，光合速率随着CO2浓度增加而增加，当光合速率不再继续增加时的CO2浓度称为CO2饱和点。15.CO2补偿点，当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO 2浓度。16.光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。17.作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。18.聚光色素：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。聚光色素又叫天线色素。19.希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。20.光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。21.光系统：由叶绿体色素和色素蛋白质组成的可以完成光化学转换的光合反应系统，称为光系统，植物光合作用有PSI和PSII两个光系统。22.红降现象：当光波大于685nm时，光合作用的量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。23.双增益效应：如果用长波红光（大于685nm）照射和短波红光（650nm）同时照射植物，则光合作用的量子产额大增，比单独用这两种波长的光照射时的总和还要高，这种增益效应称为双增益效应24.C3植物：光合作用的途径主要是C3途经的植物，其光合作用的初产物是甘油-3-磷酸25.C4植物：光合作用的途径主要是C4途经的植物，其光合作用的初产物是C4二酸，如草酰乙酸。26.量子产额：指每吸收一个光量子所合成的光合产物的量或释放的氧气的量，又称为量子效率。27.量子需要量：指释放一分子氧或还原一分子二氧化碳所需要的光量子数。一般为810个光量子。28.光合作用午睡现象：在正午光照较强的情况下，有些植物的光合速率会急剧降低，甚至光合速率为零。这种现象称为光合作用午睡现象二、填空题1.聚光色素；作用中心色素 2.水；NADP+3. RuBP；PEP4.聚光色素；作用中心色素5.PC；叶绿素分子(A0)6.去镁叶绿素分子(Pheo)；水7.锰聚体（锰族蛋白）；58.叶肉；维管束鞘9. 18；1210.光照；CO2；温度；水分；矿质营养11.原初反应；电子传递和光合磷酸化；碳同化12.叶绿素； 类胡萝卜素；藻胆素。13.类囊体膜；叶绿体基质14.绿；红15.水；二氧化碳 16.蓝紫光区；保护光合机构（防止强光对光合机构的破坏）17.蓝紫；红光18.羧化阶段；还原阶段；更新阶段19. C3；C4；CAM20.羧化阶段；还原阶段；更新阶段21.叶绿体；细胞质22. ATP；NADPH+H+23.RuBP； PGA； RuBPC24.叶绿体；线粒体；过氧化物体25.水稻；棉花；小麦 26.甘蔗；玉米；高梁27.非循环式光合磷酸化；循环式光合磷酸化；假循环式光合磷酸化；非循环式光合磷酸化28.3：1；2：129.氯；锰30.光；电31.量子需要量；光量子数32. PSI复合体； PS复合体；Cytb/f复合体；ATPase复合体33.叶绿素a