《植物生理学》第四章植物的光合作用复习题及答案.pdf

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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。?如何形成的?如何被利用的?答:光合作用分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。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,结果产生了ATP和NADPH,这两者被称为同化力。利用这种同化力,在叶绿体基质中发生CO2的固定,将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。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。暗反应的实质在于利用同化力。。答:⑴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。⑵光合有效幅射照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。⑶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。⑷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。⑸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。⑹光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。⑺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为:⑴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。⑵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。⑶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。?其电子传递各有何特点。答:光合磷酸化有三种类型:①非环式光合磷酸化,其电子传递是一个开放的通路,最终电子受体是NADP+,。②环式光合磷酸化,其电子传递是一个闭合的回路。③假环式光合磷酸化,其电子传递是一个开放的通路,但最终电子受体不是NADP+,。答:植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体,叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。失绿原因有:(1)光。光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光,而光过强,叶绿素反而会受光氧化而破坏。(2)温度。叶绿素的生物合成是一系列酶促反应,受温度影响。叶绿素形成的最低温度约为2℃,最适温度约30℃,最高温度约40℃。高温和低温都会使叶片失绿。(3)营养元素。氮和镁都是叶绿素的组成成分,铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此,缺少这些元素时都会引起缺绿症。(4)氧。缺氧能引起Mg-原卟啉Ⅸ或Mg-原卟啉甲酯的积累,影响叶绿素的合成。(5)水。缺水不但影响叶绿素的生物合成,而且还促使原有叶绿素加速分解。此外,叶绿素的形成还受遗传因素控制,如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的花叶不能合成叶绿素。有些病毒也能引起花叶病。。答:⑴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)。⑵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。⑶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,而光呼吸却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。?C3途径可分为哪三个阶段?各阶段的作用是什么?答:C3途径卡尔文等人发现。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***糖-1,5-?答: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。,为什么植物会出现光合"午休"现象。答:引起光合午休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。光合午休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休程度。