第三章光合作用作业及答案

第三章光合作用一、名词解释1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。2．原初反应：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。3．红降现象：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，这种现象被称为红降现象。4.爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。5．光合链：即光合作用中的电子传递。它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递，最后传递给NADP+。光合链也称Z链。6．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。7．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。8．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。9．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。10．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。11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。12．光补偿点：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．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CO2浓度。14．光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。15．光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。二、填空题1.光合作用是一个氧化还原过程，其反应的特点是：、、。水被氧化为分子态氧、CO2被还原到糖的水平、发生光能的吸收、转化与贮藏2.光合生物所含的光合色素可分为四类，即、、、。叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素3.叶绿素可分为、、、四种，所有的绿色植物都含有。叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、叶绿素d，叶绿素a4.正常叶子叶绿素与类胡萝卜素的比值一般是，叶绿素a/b的比值是：C3植物为，C4植物为，而叶黄素/胡萝卜素为。3：1，3：1，4：1，2：15.合成叶绿素分子中吡咯环的起始物质是。光在形成叶绿素时的作用是使还原成。δ－氨基酮戊酸，原叶绿素酸酯叶绿素酸酯6.叶绿素a吸收的红光比叶绿素b偏向方向，而在蓝紫光区域偏向方向。长波光，短波光7.根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应：和。前者是在叶绿体的上进行的，后者在叶绿体的中途行的，由若干酶所催化的化学反应。光反应，暗反应，基粒类囊体膜（光合膜），叶绿体间质8.光合作用的光反应是在叶绿体的上进行的，CO2的固定和还原是在叶绿体的中进行的，而C4途径固定CO2和还原为苹果酸的过程则可能是在中进行的。类囊体膜，基质，细胞质9.P700的原初电子供体是，原初电子受体是。P680的原初电子供体是，原初电子受体是。PC特殊状态的chla，OEC的酪氨酸残基，Pheo10.在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。H2ONADP+11.光合磷酸化的两种主要类型是：和通常情况下，占主要地位。环式光合磷酸化，非环式光合磷酸化，环式光合磷酸化12.光合碳循环中，每固定6分子CO2，可形成分子葡萄糖，需要消耗分子NADPH和分子ATP。1，12，1813.光合环中的5个调节酶是、、、、。核酮糖—1，5—二磷酸羧化酶，3—磷酸甘油醛脱氢酶，果糖—1，6—二磷酸磷酸酶，景天庚酮糖—1，7—二磷酸酶，核酮糖—5—磷酸激酶14.光合作用中淀粉的形成是在中进行的，蔗糖的合成则是在中进行的。叶绿体，细胞质15.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。核酮糖1，5一二磷酸（RuBP）3-磷酸甘油酸（PGA）核酮糖1，5-二磷酸羧化酶（RuBPC）16.C4途径中CO2的受体是，最初产物是。C4植物的C4途径是在中进行的，卡尔文循环是在中进行的。烯醇式磷酸丙酮酸（PEP），草酰乙酸，维管束鞘细胞，叶肉细胞17.在光合碳循环中PEP羧化酶催化和生成，RuBP羧化酶催化和生成。PEP，CO2，OAA，RuBP，CO2，PGA18.写出下列生理过程所进行的部位：（1）光合磷酸化：（2）HMP途径：（3）C4植物的C3途径：。类囊体膜，细胞质，鞘细胞叶绿体19.光呼吸的底物是，光呼吸中底物的形成和氧化分别在、和这三个细胞器中进行。乙醇酸，叶绿体，过氧化物酶体，线粒体20.CAM植物的含酸量是白天比夜间，而碳水化合物的含量则是白天比夜间。低，高21.水的光解是由于1937年发现的。希尔（Hill）22.在光合放氧反应中不可缺少的元素是和。氯锰23.叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在，另一个在；类胡萝卜素吸收光谱的最强吸收区在。红光区紫光区蓝光区24.光合作用中被称为同化能力的物质是和。ATPNADPH25.C4植物的CO2补偿点比C3植物。低26.农作物中主要的C3植物有、、等，C4植物有、、等，CAM植物有、等。水稻、棉花、小麦，甘蔗、玉米、高梁27.群体植物的光饱和点比单株。高三、选择题1.将叶绿素提取液放在直射光下，则可观察到：BA.反射光是绿色，透射光是红色；B.反射光是红色，透射光是绿色C.反射光和透射光都是绿色2.培养植物的暗室内安装的安全灯最好选用：BA.红光灯B.绿光灯C.白炽灯3.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，整个渔港鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡。CA.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4.用722型分光光度计测定叶绿素丙酮提取液中叶绿素的总含量时，选用的波长是：CA.663nmB.645nmC.652nmD.430nm5.光合作用中释放的氧来源于：AA.H2OB.CO2C.RuBP6.在光合环运转正常后，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：AA.RuBP的量突然升高，而PGA的量突然降低B.PGA的量突然升高，而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7.光合环中CO2的同化形成的磷酸丙糖：AA.促进硝酸盐还原B.抑制硝酸盐还原C.与硝酸盐还原无关8.光合作用中蔗糖形成的部位是：CA.叶绿体间质B.叶绿体类囊体C.细胞质9.指出下列三组物质中，哪一种是光合碳循环所必需的：BA.叶绿素、类胡萝卜素、CO2B.CO2、DADPH、ATPCO2、H2O、ATP10.维持植物正常生长所需的最低日光强度是：BA.等于光补偿点B.大于光补偿点C.小于光补偿点11.从进化角度看，在能够进行碳素同化作用的三个类型中，在地球上最早出现的是AA．细菌光合作用B．绿色植物光合作用C.化能合成作用12.光合产物主要以什么形式运出叶绿体：CA．蔗糖B．淀粉C.磷酸丙糖13.引起植物发生红降现象的光是CA．450nm的蓝光B．650nm的红光C.大于685nm的远红光14.引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是B、CA．450nmB．650nmC.大于665nm15.叶绿体色素中，属于作用中心色素的是AA.少数特殊状态的叶绿素aB．叶绿素bC.类胡萝卜素16.发现光合作用固定CO2的C4途径的植物生理学家是：AA．HatchB．CalvinC.Arnon17.光呼吸调节与外界条件密切相关，氧对光呼吸BA．有抑制作用B．有促进作用C.无作用18.光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2达到动态平衡时，此时外界的CO2浓度称为：CA．CO2饱和点B．O2饱和点C.CO2补偿点19.在高光强、高温及相对湿度较低的条件下，C4植物的光合速率：BA.稍高于C3植物B．远高于C3植物C.低于C3植物四、判断题1.叶绿体色素都吸收蓝紫光，而在红光区域的吸收峰则为叶绿素所特有。2.水的光解和氧的释放是光合作用原初反应的一部分3.绿色植物的气孔都是白天开放，夜间闭合4.高产植物都是低光呼吸植物，而低光呼吸植物也是高产植物5.光合作用是一个释放氧的过程，不放氧的光合作用是没有的6.RuBP羧化酶/加氧酶是一个双向酶，在大气氧浓度的条件下，如降低CO2的浓度，则促进加氧酶的活性，增加CO2浓度时，则促进羧化酶的活性。7.PEP羧化酶对CO2的亲和力和Km值均比RuBP羧化酶高8.叶绿素分子的头部是金属卟啉环，呈极性，因而具有亲水性。9.叶绿素具有荧光现象，即在透射光下呈红色，而在反射下呈绿色。绿色，红色10.类胡萝卜素具有收集光能的作用，还有防护温度伤害叶绿素的功能。防护光照11.聚光色素包括大部分叶绿素a和全部的叶绿素b及类胡萝卜素、藻胆素。12.叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。基粒之中13.高等植物的最终电子受体是水，最终电子供体为NADP+。受体是NADP+，…供体为水14.PSII的光反应是短波光反应，其主要特征是ATP的形成。水的光解和放氧15.C4途径中CO2固定酶PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶。16.植物生活细胞，在光照下可以吸收氧气，释放CO2过程，就是光呼吸。植物绿色细胞17.C4植物的CO2补偿点比C3植物高。比C3植物低18.绿色植物的气孔都是白天开放，夜间闭合。C3植物和C4植物19.提高光能利用率，主要通过延长光合时间，增加光合面积和提高光合效率等途径。五、问答题1．植物的叶片为什么是绿色的？秋天树叶为什么会呈现黄色或红色？光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以植物的时片呈绿色。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，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。2．简要介绍测定光合速率的三种方法及原理？测定光合速率的方法:（1）改良半叶法：主要是测定单位时间、单位面积叶片干重的增加量；（2）红外线CO2分析法，其原理是CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2量的多少与红外线降低量之间有一线性关系；（3）氧电极法：氧电极由铂和银所构成，外罩以聚乙烯薄膜，当外加极化电压时，溶氧透过薄膜在阴极上还原，同时产生扩散电流，溶氧量越高，电流愈强。3．简述叶绿体的结构和功能。叶绿体外有两层被膜，分别称为外膜和内膜，具有选择透性。叶绿体膜以内的基础物质称为间质。间质成分主要是可溶住蛋白质（酶）和其它代谢活跃物质。在间质里可固定CO2形成和贮藏淀粉。在间质中分布有绿色的基粒，它是由类囊体垛叠而成。光合色素主要集中在基粒之中，光能转变为化学能的过程是在基粒的类囊体质上进行的。4．光合作用的全过程大致分为哪三大步骤？（1）光能的吸收传递和转变为电能过程。（2）电能转变为活跃的化学能过程。（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能过程。5．光合作用电子传递中，PQ有什么重要的生理作用？光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多好几倍，具有重要生理作用：（1）PQ具有脂溶性，在类囊体膜上易于移动，可沟通数个电子传递链，也有助于两个光系统电子传递均衡运转。（2）伴随着PQ的氧化还原，将2H+从间质移至类囊体的膜内空间，既可传递电子，又可传递质子，有利于质子动力势形成，进而促进ATP的生成。6．应用米切尔的化学渗透学说解释光合磷酸化机理。在光合链的电子传递中，PQ可传递电子和质子，而FeS蛋白，Cytf等只能传递电子，因此，在光照下PQ不断地把接收来的电子传给FeS蛋白的同时，又把从膜外间质中获得的H+释放至膜内，此外，水在膜内侧光解也释放出H+，所以膜内侧H+浓度高，膜外