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<第四章>自测试题
作者:植物生理…    文章来源:扬州大学农学院    点击数:1676    更新时间:2007/7/4
        ★★★ 【字体:
(一)填空
  1.绿色植物和光合细菌都能利用光能将               合成有机物,它们都属于光养生物。从广义上讲,所谓光合作用,是指光养生物利用                            合成有机物的过程。(CO2,光能,CO2
  2.光合作用本质上是一个氧化还原过程。其中               是氧化剂,               是还原剂,作为CO2还原的氢的供体。(CO2,H2O)
  3.1940年S.Ruben等发现当标记物为H218O时,植物光合作用释放的O2               ,而标记物为C18O2时,在短期内释放的O2则是               。这清楚地指出光合作用中释放的O2来自于               。(18O2,O2,H2O)
  4.1939年Robert.Hill发现在分离的叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体,如铁氰化钾或草酸铁等,照光时可使水分解而释放氧气,这一现象称为               ,其中的电子受体被称为               。(希尔反应,希尔氧化剂)
  5.1954年美国科学家D.I.Arnon等在给叶绿体照光时发现,当向体系中供给无机磷、ADP和NADP时,体系中就会有                            两种高能物质的产生。同时发现,只要供给了这两种高能物质,即使在黑暗中,叶绿体也可将               转变为糖。所以这两种高能物质被称为“               ”。(ATP,NADPH,CO2,同化力)
  6.20世纪初人们研究光强、温度和CO2浓度对光合作用影响时发现,在弱光下增加光强能提高光合速率,但当光强增加到一定值时,再增加光强则不再提高光合速率。这时要提高温度或CO2浓度才能提高光合速率。用藻类进行闪光试验,发现在光能量相同的前提下闪光照射的光合效率是连续光下的200%~400%。这些实验表明光合作用可以分为需光的               和不需光的               两个阶段。(光反应,暗反应)
  7.由于ATP和NADPH是光能转化的产物,具有在黑暗中使光合作用将CO2转变为有机物的能力,所以被称为“               ”。光反应的实质在于产生“               ”去推动暗反应的进行,而暗反应的实质在于利用“               ”将               转化为有机碳(CH2O)。(同化力,同化力,同化力,CO2
  8.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               。(量子需要量,光量子数)
  9.类囊体膜上主要含有四类蛋白复合体,即                                           、和               。由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的,所以称类囊体膜为               膜。(PSI复合体, PSⅡ复合体,Cytb6/f复合体,ATPase复合体,光合)
  10.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。其余的叶绿素分子和辅助色素分子一起称为               色素或               色素。(叶绿素a,光,电,聚(集)光,天线)
  11.一个“光合单位”包含多少个叶绿素分子?这要依据其执行的功能而定。就O2的释放和CO2的同化而言,光合单位为               ;就吸收一个光量子而言,光合单位为               ;就传递一个电子而言,光合单位为               。(2500,300,600)
  12.PSI中,电子的原初供体是               ,电子原初受体是               。PSⅡ中,电子的原初供体是               ,电子原初受体是               。(P680,Pheo,P700,A0即单体Chla)
  13.叶绿体是由被膜、               、和               三部分组成。叶绿体被膜上               叶绿素,外膜为非选择透性膜,内膜为               性膜。叶绿体中起吸收并转变光能的部位是               膜,而固定和同化CO2的部位是               。(基质,类囊体,无,选择透,类囊体,基质)
  14.基质是进行               的场所,它含有还原CO2与合成淀粉的全部酶系,其中               酶占基质总蛋白的一半以上。(碳同化,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶或Rubisco)
  15.类囊体分为二类:               类囊体和               类囊体。(基质,基粒)
  16.叶绿素分子含有一个由               组成的的“头部”和一个含有由               组成的“尾巴”。叶绿素分子的               端为亲水端,               端为亲脂端。通常用含有少量水的有机溶剂如80%的               或95%               来提取叶片中的叶绿素。(卟啉环,叶绿醇或植醇,卟啉环,叶绿醇或植醇,丙酮,乙醇)
  17.当卟啉环中的镁被H+所置换后,即形成褐色的去               叶绿素,若再被Cu2+取代,就形成鲜绿的               代叶绿素。(镁,铜)
  18.叶绿素对光最强的吸收区有两处:波长640~660nm的               光部分和430~450nm的               光部分。叶绿素对               光的吸收最少。(红,蓝紫,绿)
  19.类胡萝卜素的吸收带在400~500nm的               光区,它们基本不吸收               光,从而呈现黄色。(蓝紫,黄)
  20.根据能量转变的性质,可将光合作用分为:               反应、               传递和               磷酸化、以及               等阶段。(原初,电子,光合,碳同化)
  21.原初反应包括光能的                                            反应,其速度非常快,且与               度无关。(吸收,传递,光化学,温)
  22.叶绿体色素吸收光能后,其光能在色素分子之间传递。在传递过程中,其波长逐渐               ,能量逐渐               。(变长,降低)
  23.光合链中的电子传递体按氧化还原电位高低,电子传递链呈侧写的               形。在光合链中,电子的最终供体是               ,电子最终受体是               。(Z,水,NADP+
  24.质醌在叶绿体中含量很高,为脂溶性分子,能在类囊体膜中自由移动,转运电子与质子,质醌在类囊体膜中的穿梭和反复进行氧化还原反应,对跨膜转移               和建立类囊体膜内外的               梯度起着重要的作用。(质子、质子)
  25.根据电子传递到Fd后去向,将光合电子传递分为               式电子传递、               式电子传递和               式电子传递三种类型。(非环,环,假环)
  26.非环式电子传递指               中的电子经PSⅡ与PSⅠ一直传到               的电子传递途径。假环式电子传递的电子最终受体是               。(水,NADP+,O2
  27.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。(CF1,CFo,质子)
  28.根据植物碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点,可将碳同化途径分为               途径、               途径和               途径三种类型。(C3,C4,景天科酸代谢)
  29.C3途径是在叶绿体的               中进行的。全过程分为                                           三个阶段。(基质,羧化,还原,再生)
  30.核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶简称               ,它既能使RuBP与CO2               ,推动C3碳循环,又能使RuBP与O2起               而引起光呼吸。(Rubisco,羧化反应,加氧反应)
  31.C3途径每同化一个CO2需要消耗               个ATP和               个NADPH,还原3个CO2可输出1个               ;C4植物每同化1分子CO2,需要消耗               分子ATP和               分子NADPH。(3,2,磷酸丙糖,5,2)
  32.C3途径形成的磷酸丙糖可运出叶绿体,在               中合成蔗糖或参与其它反应;形成的磷酸己糖则可在               中转化成淀粉而被临时贮藏。(细胞质,叶绿体)
  33.光呼吸生化途径要经过               体、               体和               体三种细胞器。光呼吸的底物是               。(叶绿,过氧化,线粒,乙醇酸)
  34.RuBP加氧酶催化底物               加氧生成                            ,后者是光呼吸底物的主要来源。(RuBP,PGA即3-磷酸甘油酸,磷酸乙醇酸)
  35.C4植物的光合细胞有               细胞和               细胞两类。C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶主要存在于的               细胞的细胞质中;而Rubisco等参与的碳同化的酶主要存在于               细胞中。(叶肉,维管束鞘,叶肉,维管束鞘)
  36.C4途径基本上可分为                                                         等四个阶段。(羧化,还原或转氨,脱羧,底物再生)
  37.在弱酸作用下,绿色的叶绿素溶液会变成               色。在反射和折射光下叶绿素溶液会变成               色,这就是叶绿素的               。(黄褐,血红,荧光现象)
  38.CAM途径的特点是:晚上气孔               ,在叶肉细胞的               中由               固定CO2,形成的苹果酸贮藏于液泡,使液泡的pH ;白天气孔               ,苹果酸脱羧,释放的CO2               羧化。(开启,细胞质,PEPC,降低,关闭,Rubisco)
  39.C4植物是在同一               和不同的               完成CO2固定和还原两个过程;而CAM植物则是在不同               和同一               完成上述两个过程的。{时间(白天) ,空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞),时间(黑夜和白天),空间(叶肉细胞)}
  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               。(降低,升高)
  41.在炎热的中午,叶片因水势下降,引起气孔开度下降,这时气孔导度               ,胞间CO2浓度               ,利于               酶的加氧反应,导致               呼吸上升,从而使植物光合速率下降。(变小,下降,Rubisco,光)
  42.C4植物种类很多,常见的有                             等(举二例)。CAM植物常见的有                            等(举二例)。(玉米,苋菜,仙人掌,芦荟)
  43.与C3植物相比C4植物的PEPC的Km               ,对CO2亲和力较               。(低,高)
  44.能使光合速率达到               的温度被称为光合最适温度。(最高)
  45.在生产上能缓和植物“午睡”程度的措施有                             等(举二例)。(适时灌溉,选用抗旱品种)。
  46.通常植物的光能利用率较低,约为               %。光能利用率低的主要原因是                             等。(5,漏光损失,环境条件不适)
  47.CO2补偿点指光合速率与呼吸速率相等时,也就是               为零时环境中的CO2浓度。C3植物的CO2补偿点通常为               μl/L,C4植物的CO2补偿点通常为               μl/L。(净光合速率,50,0~5)
  48.按非环式光合电子传递,每传递4个电子,分解个               H2O,释放1个O2,需要吸收8个光量子,量子产额为               。(2,1/8)
  49.叶绿素在红光区和蓝光区各有一个吸收峰,用分光光度法测定光合色素提取液中叶绿素含量时通常选用叶绿素在红光区的吸收峰波长,这是因为可以排除 在               吸收的干扰。叶绿素a、b在波长652nm处的比吸收系数是               。(类胡萝卜素,蓝光区,34.5)
  50.因为光呼吸的底物               和其氧化产物               ,以及后者经转氨作用形成的               皆为C2化合物,因此光呼吸途径又称为C2循环。(乙醇酸,乙醛酸,甘氨酸)
  51.置于暗中的植物材料(叶片或细胞)照光,起初光合速率很低或为负值,要光照一段时间后,光合速率才逐渐上升,并趋于稳态。从照光开始至光合速率达到稳态值这段时间,称为               ,又称               。(光合滞后期,光合诱导期)
  52.图4.5是光呼吸途径及其在细胞中的定位图。

图4.5 光呼吸途径及其在细胞中的定位
  请分别填上图中数字处的参与光呼吸途径的酶的名称:1. ,2. ,3. ,4. ,5.甘氨酸脱羧酶和丝氨酸羟甲基转移酶,6. ,7. ,8. 甘油酸激酶, 9. 。(1.Rubisco,2.磷酸乙醇酸磷酸(酯)酶,3.乙醇酸氧化酶,4.谷氨酸-乙醛酸转氨酶,6.丝氨酸-谷氨酸转氨酶,7.羟基丙酮酸还原酶,9.过氧化氢酶)
(二)选择题
  1.光合细胞是在               内合成淀粉的。A.
  A.叶绿体的基质 B.过氧化物体 C.线粒体 D.细胞质
  2.在提取叶绿素时,研磨叶片时加入少许CaCO3,其目的是               。C.
  A.使研磨更充分 B.加速叶绿素溶解 C.保护叶绿素 D.使叶绿素a、b分离
  3.夜间,CAM植物细胞的液泡内积量大量的               。C.
  A.氨基酸 B.糖类 C.有机酸 D.CO2
  4.与能量转换密切有关的细胞器是               。D.
  A.高尔基体与中心体 B.中心体与叶绿体 C.内质网和线粒体 D.线粒体和叶绿体
  5.叶片在               阶段,其光合速率往往最强。C.
  A.幼龄 B.正在生长 C.已充分生长 D.成龄
  6.半叶法是测定单位时间单位叶面积               。B
  A.O2的产生量 B.干物质的积累量 C.CO2消耗量 D.水的消耗量
  7.要测定光合作用是否进行了光反应,最好是检查:               。C.
  A.葡萄糖的生成 B.ATP的生成 C.氧的释放 D.CO2的吸收
  8.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               。B.
  A.适当增强 B.一时减弱 C.基本不变 D.变化无规律
  9.光合产物是以               的形式从叶绿体转移到细胞质中去的。D.
  A.核酮糖 B.葡萄糖 C.蔗糖 D.磷酸丙糖
  10.光合链中的               是电子传递的分叉点,因为此后电子有多种去向。C.
  A.H2O B.PC C.Fd D.NADP+
  11.光合链中数量最多,能同时传递电子、质子的电子传递体是               。B.
  A.Fd B.PQ C.PC D.Cytb
  12.光合作用每同化1分子CO2所需光量子约               个。C.
  A.2~4 B.4~8 C.8~10 D.12~16
  13.现在认为叶绿体ATP合酶是由               种亚基组成的蛋白复合体。C.
  A.2 B.4 C.9 D.12
  14.早春,作物叶色常呈浅绿色,通常是由               引起的。C.
  A.吸收氮肥困难 B.光照不足 C.气温偏低 D.细胞内缺水
  15.               导致了光合作用中存在两个光系统的重要发现。B.
  A.Hill reaction B.Emerson enhancement effect
  C.Calvin- Benson cycle D.Hatch-Slack pathway
  16.在无氧条件下能以H2S为氢源,以CO2为碳源的光自养细菌是               。A.
  A.硫细菌 B.氨细菌 C.蓝细菌 D.铁细菌
  17.叶绿素分子能产生荧光,这种荧光的能量来自叶绿素分子的               。B.
  A.基态 B.第一单线态 C.第二单线态 D.三线态
  18.叶绿素分子能产生磷光,这种磷光的能量来自叶绿素分子的               。D.
  A.基态 B.第一单线态 C.第二单线态 D.三线态
  19.温室效应的主要成因是由于大气中的               浓度增高引起的。D.
  A.O3 B.SO2 C.HF D.CO2
  20.在其他条件适宜而温度偏低的情况下,如果提高温度,光合作用的CO2补偿点、光补偿点和光饱和点               。A.
  A.均上升 B.均下降 C.不变化 D.变化无规律
  21.如果光照不足,而温度偏高,这时叶片的CO2补偿点               。A.
  A.升高 B.降低 C.不变化 D.变化无规律
  22.叶绿素提取液,如背着光源观察,其反射光呈               。A.
  A.暗红色 B.橙黄色 C.绿色 D.蓝色
  23.光呼吸的底物是               。C.
  A.丝氨酸 B.甘氨酸 C.乙醇酸 D.乙醛酸
  24.光合作用反应中心色素分子的主要功能是               。C.
  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
  25.光合链上的PC是一种含元素               的电子传递体。C.
  A.Fe B.Mn C.Cu D.Zn
  26.光合链中的Fd是一种含               的电子传递体。A
  A.Fe B.Cu C.Mn D.Ca
  27.一般认为发现光合作用的学者是               。B.
  A.Van.Helmont B.Joseph Priestley C.F.F.Blackman D.M.Calvin
  28.光下叶绿体的类囊体内腔的pH值往往               间质的pH值。A.
  A.高于 B.等于 C.低于 D.无规律性
  29.光合链中的PQ,每次能传递               。C.
  A.2个e B.2个H+ C.2个e和2个H+ D.1个e和2个H+  30.在光照、温度等条件适宜的情况下,给植物以18O标记过的水,过一段时间后测定,可发现18O存在于               。C.
  A.三碳化合物中 B.淀粉中 C.周围空气中 D.C6H12O6中
  31.C4植物的氮素利用效率比C3植物的               。C.
  A.低 B.一样 C.高 D.不一定
  32.一般C3植物的CO2饱和点为               μl·L-1左右。D.
  A.5 B.50 C.300~350 D.1 000~1 500
  33.一般C3植物的CO2补偿点为 μl·L-1              左右。B.
  A.5 B.50 C.300~350 D.1 000~1 500
  34.在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下,CO2补偿点               。C.
  A.降低 B.不变 C.上升
  35.光合作用的原初反应是指光能转变成               的过程。A.
  A.电能 B.化学能 C.同化力 D.碳水化合物
  36.光合作用的光化学反应是指               的过程。B.
  A.光能的吸收传递 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
  37.电子传递和光合磷酸化的结果是把               。C.
  A.光能吸收传递 B.光能转变为电能
  38.光合作用的碳同化的过程是               的过程。D.
  A.光能吸收传递 B.光能转变为电能
  C.电能变活跃的化学能 D.活跃的化学能转变为稳定的化学能
  39.光合碳循环中最先形成的C6糖是磷酸               。D.
  A.核酮糖 B.赤藓糖 C.葡萄糖 D.果糖
  40.在一定温度范围内,昼夜温差大,               光合产物的积累。C.
  A.不利于 B.不影响 C.有利于
  41.维持植物正常生长所需的最低日光强度是               。B
  A.等于光补偿点 B.大于光补偿点 C.小于光补偿点
  42.CAM途径中最先固定CO2的产物是               。B.
  A.MA B.OAA C.Asp D.Glu
  43.叶黄素分子是               化合物。D.
  A.单萜 B.倍半萜 C.二萜 D.四萜
  44.光合链中的最终电子受体是               。D.
  A.H2O B.CO2 C.ATP D.NADP+
  45.光合作用中Rubisco羧化反应发生在               。C.
  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
  46.光合作用中电子传递发生在               。B.
  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
  47.光合作用中光合磷酸化发生在               。B.
  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.光合作用中原初反应发生在               。B.
  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               。D.
  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.Rubisco是双功能酶,在CO2/O2比值相对较高时,主要发生               。A.
  A.羧化反应 B.加氧反应 C.加氧反应大于羧化反应
  51.Rubisco是双功能酶,在CO2/O2比值相对较低时,主要发生               。B.
  A.羧化反应 B.加氧反应 C.羧化反应大于加氧反应
  52.玉米的PEPC固定CO2               中。B.
  A.叶肉细胞的叶绿体间质 B.叶肉细胞的细胞质
  C.维管束鞘细胞的叶绿体间质 D.维管束鞘细胞的的细胞质
  53.C4植物光合作用过程中的OAA还原为Mal一步反应发生在               中。A.
  A.叶肉细胞的叶绿体间质 B.叶肉细胞的细胞质
  C.维管束鞘细胞的叶绿体间质 D.维管束鞘细胞的细胞质
  54.CAM植物PEPC固定CO2               中。B.
  A.叶肉细胞的叶绿体间质 B.叶肉细胞的细胞质
  C.维管束鞘细胞的叶绿体间质 D.维管束鞘细胞的细胞质
  55.指出下列四组物质中,哪一组是光合碳循环所必须的               。B
  A.叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B.CO2、NADPH2、ATP
  C.O2、H2O、ATP D.CO2、叶绿素、NADPH2
  56.化学渗透学说是1961由英国的               提出。C.
  A.C.B.Van Niel B.Robert.Hill C.Peter Mitchell D.J.Priestley
  57.1946年               等人采用14C同位素标记和双向纸层析技术探明了光合作用中碳同化的循环途径。C.
  A.M.D.Hatcht和C.R.Slack B.Robert.Hill
  C.M.Calvint 和A.Benson D.J.Priestley
  58.70年代初澳大利亚的               等人探明了14C固定产物的分配以及参与反应的各种酶类,提出了C4-双羧酸途径。A.
  A.M.D.Hatcht 和C.R.Slack B.Robert.Hill
  B.M.Calvint 和A.Benson D.J.Priestley
  59.C4植物多集中在单子叶植物的               中,其约占C4植物总数的75%。B.
  A.莎草科 B.禾本科 C.十字花科 D.菊科
  60.通常光饱和点低的阴生植物               受到光抑制危害。C.
  A.不易 B.易 C.更易
  61.蓝光               气孔开启。A.
  A.促进 B.抑制 C.不影响
  62.光呼吸中释放二氧化碳的主要部位是               。D.
  A.细胞质 B.叶绿体 C.过氧化体 D.线粒体
  63.一棵重10g 的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中,一月后重达20g,增加的质量主要来自:               。D
  A.光照 B.空气 C.水分 D.水分和空气
  64.氧气对光呼吸有               作用。B.
  A.抑制 B.促进 C.无
  65.爱默生效益说明               。A.
  A.光反应是由两个不同光系统串联而成 B.光合作用放出的氧来自于水
  C.光合作用可分为光反应和暗反应两个过程 D.光呼吸是与光合作用同时进行的
  66.以下叙述,仅               是正确的。C.
  A.Rubisco的亚基是由核基因编码 B.Rubisco的亚基是由叶绿体基因编码
  C.Rubisco的小亚基是由核基因编码 D.Rubisco的大亚基是由核基因编码
  67.放氧复合体中不可缺少矿质元素               。D.
  A.Mg2+和Cl- B.K+和Ca2+ C.K+和Mg2+ D.Mn2+和Cl-
  68.在适宜的温光条件下,在同时盛有水生动物和水生植物的养鱼缸中,当处于下列哪一种情况时,整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡               。C.
  A.动物的呼吸交换等于植物的光合作用的交换
  B.动物吸收的氧等于植物光合作用释放的氧
  C.动植物的CO2输出等于植物光合作用CO2的吸收
  69.用比色法测定丙酮提取液中的叶绿素总量时,首选用的波长是:               。C.
  A.663nm B.645nm C.652nm D.430nm
  70.在光合碳循环运转正常后,突然降低环境中的CO2浓度,则光合环中的中间产物含量会发生如下的瞬时变化:               。A.
  A.RuBP的量突然升高,而PGA的量突然降低。
  B.PGA的量突然升高,RuBP的量突然降低。
  C.RuBP和PGA的量均突然降低。
  D.RuBP和PGA的量均突然升高。
  71.DCMU对光合作用的抑制作用是由于它阻止了光合链中               的电子传递。A.
  A.QA→QB B.Fd→FNR C.PC→P700 D.Cytf→PC
  72.               的二氯酚吲哚酚可以为PSⅠ提供电子,所以它可作为人工电子供体进行光合作用中电子传递的研究。C.
  A.高浓度 B.人工合成 C.还原型 D.氧化型
  73.光合作用中,暗反应的反应式为               。B.
  A.12H2O + 12NADP + nPi → 12NADPH2 + 6O2 + nATP
  B.6CO2 + 12NADPH2 + nATP → C6H12O6 + 12NADP + 6H2O + nADP + nPi
  C.12NADPH2 + 6O2 + nATP → 12 H2O + 12NADP+ nADP + nPi
  D.6CO2 +12 H2O + nATP → C6H12O2 + 6O2 + 6H2O + nADP + nPi
  74.关于               的合成及运输的研究证实了叶绿体中的某些蛋白是在细胞质中合成,而后再运入叶绿体中的。D.
  A.PQ蛋白 B.PC蛋白 C.Rubisco大亚基 D.Rubisco小亚基
  75.下列哪种反应与光无直接关系               。C.
  A.原初反应 B. Hiil反应 C.电子传递与光合磷酸化 D. Emerson 效应
  76.以下哪个条件能使光合作用上升,光呼吸作用下降:               。B.
  A.提高温度 B.提高C02浓度 C.提高氧浓度 D.提高光强度
  77.以下哪个反应场所是正确的:               。B.
  A.C02 十 H20 → (CH20) 十 02 反应发生在叶绿体基质中
  B.4Fe3+ 十 2H2O → 4Fe2+ 十 4H+ 十 O2 反应发生在类囊体上
  C.PEP 十 HC03- → OAA 十 Pi 反应发生在叶绿体中
  D.RuBP 十 02 → 磷酸乙醇酸 十 PGA 反应发生在细胞质中
  78.把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间,可以看到光谱中最强的吸收区在               。B
  A.绿光部分 B.红光和蓝紫光部分 C.蓝紫光部分 D.黄橙光部分
  79.以下关于CF1-CFo、复合体中的这个“o”的说法               是正确的。C.
  A.是数字“0”的意思
  B.表示是质子转移通道的意思
  C.表示来自寡霉素(oligomycin)的第一个字母“o”的意思
  D.表示是突出在膜表面的意思
  80.用14C标记参加光合作用的CO2,可以了解光合作用的哪一过程:               。C
  A.光反应必须在有光条件下进行 B.暗反应不需要光
  C.CO2被还原为糖的过程 光合作用中能量的转移过程
  81.下列哪种说法不正确              :D.
  A.PSⅠ存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的非堆叠区
  B.PSⅡ主要存在于基粒片层的堆叠区
  C.Cytb6/f复合体分布较均匀
  D.ATPase存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的堆叠区
  82.在天气晴朗的早晨,摘取一植物叶片甲,打取一定的面积,于100℃下烘干,称其重量;到黄昏时,再取同一株上着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙,同样处理称其重量,其结果是:               。B
  A.甲叶片比乙叶片重 B.乙叶片比甲叶片重 C.两叶片重量相等 D.不一定
(三)问答题
1.写出光合作用的总反应式,并简述光合作用的重要意义。
  答:光合作用的总反应式:CO2 + H2O 光 叶绿体 CH2O + O2 (ΔG0'=4.8×105J)
此反应式指出,植物光合作用是利用光能同化CO2和释放O2的过程,每固定1mol CO2(12克碳 )就转化与贮存了约480kJ的能量,并指出光合作用进行的场所是叶绿体。
由于食物、能量和氧气是人类生活的三大要素,它们都与光合作用密切有关,所以光合作用对人类的生存和发展具有重要的意义,主要表现在三方面:
  (1)光合作用把CO2转化为碳水化合物。
  (2)光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。
  (3)光合作用中释放氧气,维持了大气中CO2和氧气的平衡。
2.如何证实光合作用中释放的O2来自水?
  :以下三方面的研究可证实光合作用中释放的O2来自水。
  (1)尼尔(C.B.Van Niel)假说 尼尔将细菌光合作用与绿色植物的光合作用反应式加以比较,提出了以下光合作用的通式:
CO2 + 2H2A 光 光养生物 (CH2O)+2A+H2O
这里的H2A代表还原剂,可以是H2S、有机酸等,对绿色植物而言,H2A就是H2O,2A就是O2
  (2)希尔反应 希尔(Robert.Hill)发现在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:
4Fe3++2H2O 光 破碎的叶绿体 4Fe2++4H++O2
这个反应称为希尔反应。此反应证明了氧的释放与CO2还原是两个不同的过程,O2的释放来自于水。
  (3)18O的标记研究 用氧的稳定同位素18O标记H2O或CO2进行光合作用的实验,发现当标记物为H218O时,释放的是18O2,而标记物为C18O2时,在短期内释放的则是O2
CO2+ 2H218O 光 光合细胞 (CH2O)+18O2 + H2O
这清楚地指出光合作用中释放的O2来自于H2O。
3.如何证明叶绿体是光合作用的细胞器?
  :从叶片中提取出完整的叶绿体,在叶绿体的悬浮液中加入CO2底物,给予照光,若有氧气的释放,并且光合放氧速率接近于活体光合速率的水平,这就证明叶绿体是进行光作用的细胞器。
4.如何证明光合电子传递由两个光系统参与?
  :以下几方面的事例可证明光合电子传递由两个光系统参与。
  (1)红降现象和双光增益效应 红降现象是指用大于680nm的远红光照射时,光合作用量子效率急剧下降的现象;而双光效应是指在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光),量子效率大增的现象,这两种现象暗示着光合机构中存在着两个光系统,一个能吸收长波长的远红光,而另一个只能吸收稍短波长的光。
  (2)光合放氧的量子需要量大于8 从理论上讲一个量子引起一个分子激发,放出一个电子,那么释放一个O2,传递4个电子只需吸收4个量子(2H2O→4H++4e+O2↑)而实际测得光合放氧的最低量子需要量为8~12。这也证实了光合作用中电子传递要经过两个光系统,有两次光化学反应。
  (3)类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体 现在已经用电镜观察到类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ颗粒,能从叶绿体中分离出PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体,在体外进行光化学反应与电子传递,并证实PSⅠ与NADP+的还原有关,而PSⅡ与水的光解放氧有关。
5.根据图4.6所示,简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系?

图4.6 光合作用过程示意图
  :根据对光的需要情况,把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的,而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。
位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发,引起电子传递。电子传递的结果,引起水的裂解放氧,并产生类囊体膜内外的H+电化学势差。依H+电化学势差,H+从ATP酶流出类囊体时,发生磷酸化作用。光反应的结果产生了ATP和NADPH,这两者被称为同化力。依靠这种同化力,在叶绿体基质中发生CO2的固定,暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP),TP是光合产物运出叶绿体的形式。
  可见,光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行,而暗反应的实质在于利用同化力将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。当然,光暗反应对光的需求不是绝对的,在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化),在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为,光反应不仅产生同化力,而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂,如还原性的铁氧还蛋白。
6.电子传递为何能与光合磷酸化偶联?
  :根据化学渗透学说,ATP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的,而质子动力的形成是H+跨膜转移的结果。在光合作用过程中随着类囊体膜上的电子传递会伴随H+从基质向类囊体膜腔内转移,形成质子动力,由质子动力推动光合磷酸化的进行。
用以下实验也可证实电子传递是与光合磷酸化偶联的:在叶绿体体系中加入电子传递抑制剂如DCMU,光合磷酸化就会停止;如果在体系中加入磷酸化底物如ADP与Pi则会促进电子传递。
7.为什么说光呼吸与光合作用是伴随发生的?光呼吸有何生理意义?
  :光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的反应,这种反应需叶绿体参与,仅在光下与光合作用同时发生,光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。
光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因主要是由Rubisco的性质决定的,Rubisco是双功能酶,它既可催化羧化反应,又可以催化加氧反应,即CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位,并互为加氧与羧化反应的抑制剂。因此在O2和CO2共存的大气中,光呼吸与光合作用同时进行,伴随发生,既相互抑制又相互促进,如光合放氧可促进加氧反应,而光呼吸释放的CO2又可作为光合作用的底物。
光呼吸在生理上的意义推测如下:
  (1)回收碳素 通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA,释放1个CO2)。
  (2)维持C3光合碳还原循环的运转 在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时,光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用,以维持光合碳还原环的运转。
  (3)防止强光对光合机构的破坏作用 在强光下,光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要,从而使叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2,形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用,而光呼吸可消耗同化力与高能电子,降低超氧阴离子自由基的形成,从而保护叶绿体,免除或减少强光对光合机构的破坏。
8.C3途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点?
  :C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。
  (1)羧化阶段 指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合,生成PGA的过程。
  (2)还原阶段 指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。
  (3)再生阶段 甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1,5-二磷酸的过程。
CAM植物与C4植物固定与还原CO2的途径基本相同,二者都是由C4途径固定CO2,C3途径还原CO2,都由PEP羧化酶固定空气中的CO2,由Rubisco羧化C4二羧酸脱羧释放的CO2,二者的差别在于:C4植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO2固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程;而CAM植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。
9.C4植物叶片在结构上有哪些特点?采集一植物样本后,可采用什么方法来鉴别它属哪类植物?
  :C4植物的光合细胞有两类:叶肉细胞和维管束鞘细胞(BSC)。C4植物维管束分布密集,间距小(每个叶肉细胞与BSC邻接或仅间隔1个细胞),每条维管束都被发育良好的大型BSC包围,外面又为一至数层叶肉细胞所包围,这种呈同心圆排列的BSC与周围的叶肉细胞层被称为克兰兹(Kranz)解剖结构,又称花环结构。C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体,线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚,壁中纹孔多,胞间连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与BSC间的物质交换,有利于光合产物向维管束的就近转运。此外,C4植物的两类光合细胞中含有不同的酶类,叶肉细胞中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及与C4二羧酸生成有关的酶;而BSC中含有Rubisco等参与C3途径的酶、乙醇酸氧化酶以及脱羧酶。在这两类细胞中进行不同的生化反应。
  采集一植物样本后,可根据C3、C4和CAM植物的主要特征来鉴别它是属于哪类植物。如可根据植物的地理分布、分类学上的区别、叶片的形态结构、背腹两面颜色、光合速率和光呼吸的大小以及两者的比值、CO2补偿点、叶绿素a/b比、羧化酶的活性以及碳同位素比等来区分(参见表4.2)。   
表4.2 C3、C4、CAM植物的光合和生理生态特性的比较
10.试述光、温、水、气与氮素对光合作用的影响。
  :(1)光 光是光合作用的动力,也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件,光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度,因此光直接制约着光合速率的高低。光能不足可成为光合作用的限制因素,光能过剩会引起光抑制使光合活性降低。光合作用还被光照诱导,即光合器官要经照光一段时间后,光合速率才能达正常范围。
  (2)温度 光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应,因而受温度影响。光合作用有一定的温度范围和三基点,即最低、最高和最适温度。光合作用只能在最低温度和最高温度之间进行。
  (3)水分 ①直接影响:水为光合作用的原料,没有水不能进行光合作用。②间接影响:水分亏缺会使光合速率下降。因为缺水会引起气孔导度下降,从而使进入叶片的CO2减少;光合产物输出变慢;光合机构受损,光合面积扩展受抑等。水分过多会使叶肉细胞处于低渗状态,另外土壤水分太多,会导致通气不良而妨碍根系活动等,这些也都会影响光合作用的正常进行。
  (4)气体 CO2是光合作用的原料,CO2不足往往是光合作用的限制因子,对C3植物光合作用的影响尤为显著。O2对光合作用有抑制作用,一方面O2促进光呼吸的进行,另一方面高氧下形成超氧阴离子自由基,对光合膜、光合器有伤害作用。
  (5)氮素 氮素是叶绿体叶绿素的组成成分,也是Rubisco等光合酶以及构成同化力的ATP和NADPH等物质的组成成分。在一定范围内,叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。
11.产生光合作用“午睡”现象的可能原因有哪些?如何缓和“午睡”程度?
  :引起光合“午睡”的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午,叶片蒸腾失水加剧,如此时土壤水分也亏缺,使植株的失水大于吸水,就会引起萎蔫与气孔导性降低,进而使CO2吸收减少。另外,中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增,光抑制产生,这些也都会使光合速率在中午或午后降低。
光合“午睡”是植物中的普遍现象,也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是“午睡”造成的损失可达光合生产30%,甚至更多,在生产上可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施以缓和“午睡”程度。
12.光对CO2同化有哪些调节作用?
  
  (1)光通过光反应对CO2同化提供同化力。
  (2)调节着光合酶的活性。 C3循环中的Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase,SBPase,Ru5PK都是光调节酶。光下这些酶活性提高,暗中活性降低或丧失。光对酶活性的调节大体可分为两种情况:一种是通过改变微环境调节,即光驱动的电子传递使H+向类囊体腔转移,Mg2+则从类囊体腔转移至基质,引起叶绿体基质的pH从7上升到8,Mg2+浓度增加。较高的pH与Mg2+浓度使Rubisco等光合酶活化。另一种是通过产生效应物调节,即通过Fd-Td(铁氧还蛋白-硫氧还蛋白)系统调节。FBPase、GAPDH、Ru5PK等酶中含有二硫键(-S-S-),当被还原为2个巯基(-SH)时表现活性。光驱动的电子传递能使基质中Fd还原,进而使Td还原,被还原的Td又使FBPase和Ru5PK等酶的相邻半胱氨酸上的二硫键打开变成2个巯基,酶被活化。在暗中则相反,巯基氧化形成二硫键,酶失活。
13.在缺乏CO2的情况下,对绿色叶片照光能观察到荧光,然后在供给CO2的情况下,荧光立即被猝灭,试解释其原因。
  答:激发态的叶绿素分子处于能量不稳定的状态,会发生能量的转变,或用于光合作用,或用于发热、发射荧光与磷光。荧光即是激发态的叶绿素分子以光子的形式释放能量的过程。在缺乏CO2的情况下,光反应形成的同化力不能用于光合碳同化,故光合作用被抑制,叶片中被光激发的叶绿素分子较多式以光的方式退激。故在缺乏CO2的情况下,给绿色叶片照光能观察到荧光,而当供给CO2时,被叶吸收的光能用于光合作用,故使荧光猝灭。
14.为什么C4植物的光呼吸速率低?
  :(1)维管束鞘细胞中有高的CO2浓度 C4植物的光呼吸代谢是发生在BSC中,由于C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高,这就促进了Rubisco 的羧化反应,抑制了Rubisco 的加氧反应。
  (2)PEPC对CO2的亲和力高 由于C4植物叶肉细胞中的PEPC对CO2的亲和力高,即使BSC中有光呼吸的CO2释放,CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEPC再固定。
15.图4.7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?

图4.7 光强-光合曲线
  :B点为光补偿点,F点为光饱和点,OA线段为暗呼吸强度,AC线段为光强-光合曲线的比例阶段,DE线段为光强-光合曲线的饱和阶段,CD曲线为比例阶段向饱和阶段的过渡阶段,AC斜率即为光强-光合曲线的比例阶段斜率,可衡量光合量子产量。
16.用同位素示踪法研究光合作用,被试植物先在1%CO2中进行光合作用,而后将CO2浓度降到0.003%。测得14C标记的3-磷酸甘油酸(PGA)和核酮糖二磷酸(RuBP)含量的变化如图4.8所示。从这项研究中能引出什么结论?

图4.8 CO2浓度变化对入RuBP和PGA含量的影响
  :这项研究表明(1)RuBP可能是CO2受体,因为当CO2浓度突然降低,作为CO2受体的化合物会积累,而在高浓度CO2时它的含量下降。(2)PGA是光合初产物,因为在高浓度CO2时它的含量上升,而当CO2浓度突然降低,它它的含量减少。(3)RuBP可由PGA转变来,否则在PGA含量下降时RuBP的含量不会增加。
17.影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?
  :影响光能利用率的因素大体有以下几方面:
  (1)光合器官捕获光能的面积占土地面积的比例,作物生长初期植株小,叶面积不足,日光的大部分直射于地面而损失。
  (2)光合有效幅射能占整个辐射能的比例只有53%,其余的47%不能用于光合作用。
  (3)照射到光合器官上的光不能被光合器官全部吸收,要扣除反射、透射及非叶绿体组织吸收的部分。
  (4)吸收的光能在传递到光合反应中心色素过程中会损失,如发热、发光的损耗。
  (5)光合器将光能转化为同化力,进而转化为稳定化学能过程中的损耗。
  (6)光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。
  (7)内外因素对光合作用的影响,如作物在生长期间,经常会遇到不适于作物生长与进行光合的逆境,如干旱、水涝、低温、高温、阴雨、缺CO2、缺肥、盐渍、病虫草害等。在逆境条件下,作物的光合生产率要比顺境下低得多,这些也会使光能利用率大为降低。
  提高作物光能利用率的主要途径有:
  (1)提高净同化率 如选择高光效的品种、增施CO2、控制温湿度、合理施肥等。
  (2)增加光合面积 通过合理密植或改变株型等措施,可增大光合面积。
  (3)延长光合时间 如提高复种指数、适当延长生育期,补充人工光源等。
18.图4.9是研究光质对绿藻光合作用影响的实验示意图。载玻片上放上含有好氧细菌和绿藻的溶液,绿藻中含有叶绿体,具有光合放氧活性,当用不同光质的光照绿藻时,光合放氧量不同。绿藻光合放氧量的多少用好氧细菌的趋氧性来衡量。根据图中结果的示意,阐明光质对光合作用的影响。

图4.9 光质对绿藻光合放氧影响的实验示意图
  :图中结果示意,趋向被蓝光和红光照射绿藻叶绿体部分的好氧细菌较多,而趋向被绿光照射部分的好氧细菌很少,由于好氧细菌较多的部分是光合放氧量高的部分,因而本实验结果表明:蓝光与红光是有利于光合作用的光波,而绿光是光合作用低效光。
19.图4.10为贾格道夫(Jagendorf 1963)等进行酸-碱磷酸化实验的示意图。在暗中把叶绿体的类囊体放在pH4的弱酸性溶液中平衡,让类囊体膜腔的pH下降至4,然后加进pH8和含有ADP和Pi的缓冲溶液,结果生成ATP。问这一实验有什么科学意义?

图4.10 酸-碱磷酸化实验的示意图
  :这一实验的实质是要回答这样一个问题,在不照光,没有电子传递的情况下,人为瞬间改变类囊体膜内外pH值,使类囊体膜内外之间产生一个H+梯度是否能使ADP与Pi生成ATP。这一实验结果证实了在不照光,没有电子传递的情况下,只要类囊体膜内外的有质子梯度就能驱动ATP合成。而光照下类囊体内外的pH差在活体中正是由光合电子传递和H+转运所形成的。这一酸碱磷酸化实验给化学渗透假说以最重要的支持证据。
20.测定光合作用的方法主要有哪些?
  :根据光合作用的总反应式:
  CO2 + H2O → CH2O + O2
  光合速率原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高,而且植物随时都在不断地吸水和失水,水参与的生化反应又特多,所以实际上不能用水的含量变化来测定光合速率。在科学实验中通常用单位时间、单位叶面积上CO2吸收量或O2释放量或干物质积累量来表示光合速率。其中最常用的方法有:红外线CO2分析法、氧电极法和半叶法。以下介绍这三种方法。
  ⑴红外线CO2分析法 红外线CO2分析仪是专门测定CO2浓度的仪器。把红外线CO2分析仪与叶室连接,叶室中放入待测的叶片,把叶室中的气体用气泵输入红外线CO2分析仪,叶室中的CO22浓度就能被红外线CO2分析仪测定和记录。因此用红外线CO2分析仪测定光照下流经叶片前后气流中CO2浓度差可计算叶片对CO2的吸收量,另测定放入叶室中叶片的面积便可计算出该叶片的光合速率。
  ⑵氧电极法 氧电极及测氧仪是专门测定O2浓度的仪器。把氧电极与反应杯连接,反应杯溶液中放入绿色组织或光合细胞,氧电极测氧仪就能测定绿色组织或光合细胞在光下因光合作用引起溶液中氧含量的增加值,另测定放入反应杯中绿色组织或光合细胞的数量便可计算出绿色组织或光合细胞的光合放氧速率。
  ⑶半叶法 同一叶片的中脉两侧,其内部结构,生理功能基本一致。半叶法就是沿叶脉剪取叶片的一半,放在暗中;留下另一半进行光合作用,过一定时间后取下另一半。在两个半叶上打取相同的面积,烘干称重,后者增加的重量就是在这段时间内,这部分叶片光合作用所引起的。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。
  改良半叶法就是在半叶法的基础上采用一定的方法,如烫伤、环割等破坏叶柄叶鞘的韧皮部,阻止叶片光合产物的外运,这样就可用后来增加的重量计算出单位时间单位面积上干物质的积累量以表示光合速率。

(四)计算题
1.假定中国长江流域年总辐射量为5.0×106kJ·m-2,一年二熟,水稻产量每100m2为75kg,小麦产量每100m2为60kg。经济系数水稻为0.5,小麦为0.4,含水量稻谷13%,小麦籽粒为12%,干物量含能均按1.7×104kJ·kg -1计算,试求该地区的光能利用率。
  :光能利用率 = (光合产物中积累的能量/辐射总量)×100%
光合产物中积累的能量=[75kg·100m-2÷0.5×(1-13%)+60kg·100m-2÷0.4×(1-12%)]×1.7×104kJ·kg-1=4.4625×104kJ·m2
光能利用率=(4.4625×104kJ·m-2/5.0×106kJ·m-2)×100%=0.89%
2.假定还原1 mol CO2需要8 mol光量子,请计算波长为680nm的光转换效率。如以光合有效辐射(1mol光合有效辐射的平均能量为209kJ)推动光合作用,其光能利用率又是多少?(同化1mol CO2形成碳水化合物贮存的化学能为478kJ)
  :8mol 波长680nm光量子的能量为:
hNC/λ×8=6.626×10-34J·s×6.023×1023×(3.0×108m·s-1/680×10-9m)×8=1410kJ
680nm的光能转化率=贮存的化学能/吸收的光能=478kJ÷1410kJ≈0.34=34%
光合有效辐射的光能转化率=贮存的化学能/吸收的光能=478kJ÷(209kJ×8)≈0.285=28.5%
3.假定在细胞内条件下从ADP和无机磷生成ATP的ΔG0ˊ为+50kJ.mol-1。请计算在吸收1 mol红光(650nm)量子时所产生的ATP分子的最大理论值。
  :1mol 波长650nm光量子的能量为:
hNC/λ=6.626×10-34J·s×6.023×1023×(3.0×108m·s-1/650×10-9m)=184kJ
184 kJ÷50kJ.mol-1≈3.7mol
吸收1 mol红光(650nm)量子时所产生的ATP分子的最大理论值为4.4 mol
4.在光合碳固定阶段,经过卡尔文循环,由3mol C2O合成1 mol丙糖磷酸,其自由能变化为1465kJ。与此同时,光合同化力形成阶段产生的9mol ATP和6mol NADPH全部被用于丙糖磷酸的形成。请计算光合碳固定阶段的能量转化效率?
  :每形成1mol ATP需要约50 kJ能量,每形成1mol NADPH的自由能变化220 kJ
9mol ATP和6mol NADPH中能量=50 kJ×9+220 kJ×6=1770 kJ
光合碳固定阶段的能量转化效率=1465kJ÷1770kJ≈82.8%。
5.用红外线CO2分析法测定小麦叶片的呼吸耗氧速率和光合放氧速率。供试叶面积为10 cm-2;叶片放入叶室后,暗中体系的CO2释放速率为0.15μmol CO2·min-1;光照下体系的CO2消耗速率为1.5μmol CO2·min-1。计算小麦叶片的呼吸速率和光合速率(μmol CO2·m-1·s-1)。
  
  呼吸速率=体系CO2释放速率(μmol CO2·min-1)÷60s·min -1÷叶面积(m-2
=0.15μmol CO2·min-1÷60s·min -1÷ 0.001m2=2.5μmol CO2·m-2·s-1
光合速率=体系CO2消耗速率(μmol CO2·min-1)÷60s·min -1÷叶面积(m-2
=1.5μmol CO2·min-1÷60s·min -1÷ 0.001m2=25μmol CO2·m-2·s-1
  :此小麦叶片的呼吸速率和光合速率分别为2.5μmolCO2·m-2·s-1和25μmolCO2·m-2·s-1

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