植物学习题4.docx

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植物学习题4

植物学习题4（总10页）

一、填空

1．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）

2．1940年等发现当标记物为H218O时，植物光合作用释放的O2是     ，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）

3．1939年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）

4．1954年美国科学家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       和        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）

5．20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               。

（光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段）

6．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）

7．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，集光，天线）

8．一个“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）

9．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）

10．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）

11．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）

12．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）

13．原初反应包括光能的       、       和      反应，其速度非常快，且与     无关。

（吸收，传递，光化学，温度）

14．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＋）

15．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）

16．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）

17．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）

18．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）

19．RuBP加氧酶催化底物        加氧生成       和          ，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）

20．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）

21．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）

22．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由       羧化。

（开启，细胞质，PEPC，降低，关闭，Rubisco）

23．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）｝

24．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）

25．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）

26．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）

27．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）

28．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，

29．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）

30．图是光呼吸途径及其在细胞中的定位图。

图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.            。

（，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．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

2．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

3．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

4．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＋

5．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

6．       导致了光合作用中存在两个光系统的重要发现。

B．

A．Hillreaction            B．Emersonenhancementeffect

C．Calvin-Bensoncycle     D．Hatch-Slack pathway

7．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

8．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

9．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

10．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

11．光呼吸的底物是       。

C．

A．丝氨酸   B．甘氨酸   C．乙醇酸   D．乙醛酸

12．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

13．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

14．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

15．一般认为发现光合作用的学者是      。

B．

A．Van．Helmont   B．JosephPriestley   C．   D．

16．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

17．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＋

18．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

19．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

20．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

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

21．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

22．CAM途径中最先固定CO2的产物是      。

B．

A．MA   B．OAA   C．Asp   D．Glu

23．光合链中的最终电子受体是      。

D．

A．H2O   B．CO2   C．ATP   D．NADP＋

24．光合作用中Rubisco羧化反应发生在      。

C．

A．叶绿体膜上   B．类囊体膜上   C．叶绿体基质中   D．类囊体腔中

25．光合作用中，不发生在类囊体膜上的反应是发生在      。

B．

A．电子传递   B．放氧反应   C．光合磷酸化   D．原初反应

26．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

27．玉米的PEPC固定CO2在         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

28．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

29．CAM植物PEPC固定CO2在             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

30．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

31．1946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．和   B．

C．和    D．

32．70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．和   B．Robert.Hill

C．和     D．J.Priestley

33．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

34．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

35．一棵重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

36．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

37．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

38．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-

39．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。

40．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→12H2O＋12NADP＋nADP＋nPi

D．6CO2＋12H2O＋nATP→C6H12O6＋6O2＋6H2O＋nADP＋nPi

41．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

42．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CO2浓度    C．提高氧浓度   D．提高光强度

43．以下哪个反应场所是正确的：

      。

B．

A．C02+H20→（CH2O）+O2 反应发生在叶绿体基质中

B．4Fe3＋+2H2O→4Fe2＋+4H＋+O2 反应发生在类囊体上

C．PEP+HCO3-→OAA+Pi 反应发生在叶绿体中

D．RuBP+O2→磷酸乙醇酸+PGA 反应发生在细胞质中

44．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

45．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           D．光合作用中能量的转移过程

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。

2．如何证实光合作用中释放的O2来自水

3．如何证明光合电子传递由两个光系统参与

4．简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系

5．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

6．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

7．试述光、温、水、气与氮素对光合作用的影响。

8．产生光合作用“午睡”现象的可能原因有哪些

9．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。

10．为什么C4植物的光呼吸速率低

图光强－光合曲线

11．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

12．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%。

测得14C标记的3－磷酸甘油酸（PGA）和核酮糖二磷酸（RuBP）含量的变化如图所示。

从这项研究中能引出什么结论

图CO2浓度变化对入RuBP和PGA含量的影响

13．Jagendorf等（1963）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

14．测定光合作用的方法主要有哪些

四、计算题

1．假定还原1molCO2需要8mol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1molCO2形成碳水化合物贮存的化学能为478kJ）

2．在光合碳固定阶段，经过卡尔文循环，由3molCO2合成1mol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9molATP和6molNADPH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

3．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10cm-2；叶片放入叶室后，暗中体系的CO2释放速率为μmolCO2·min-1；光照下体系的CO2消耗速率为μmolCO2·min-1。

计算小麦叶片的呼吸速率和光合速率（μmolCO2·m-2·s-1）。

参考答案

1．答：

光合作用的总反应式：

CO2＋H2O 光叶绿体   CH2O＋O2 （ΔＧ０＇＝×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1molCO2（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。

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．答：

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．答：

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