第一章植物的水分代谢
一、名词解释
1．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3．渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
）：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：ψw。
4．水势（ψ
w
5．渗透势（ψπ）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号ψπ。用负值表示。亦称溶质势（ψs）。
）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。一般为正值。符号ψp。初始质6．压力势（ψ
p
壁分离时，ψp为0，剧烈蒸腾时，ψp会呈负值。
）：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值7．衬质势（ψ
m
表示。符号ψm 。
8．吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。
9．代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
10．蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
11．根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13．蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。（g／dm2·h）
14．蒸腾比率：植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量（克）。
15．蒸腾系数：植物制造 1克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。它是蒸腾比率的倒致。
16．内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力学说。即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题
1．植物细胞吸水有、和三种方式。渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水
2．植物散失水分的方式有和。蒸腾作用吐水
3．植物细胞内水分存在的状态有和。自由水束缚水
4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。凝胶溶胶
5．一个典型的细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等
于；
形成液泡后，细胞主要靠吸水；干种子细胞的水势等
于。
ψπ + ψp + ψm；渗透性ψp + ψm；吸涨作用ψm
6．植物根系吸水方式有：和。主动吸水被动吸水
7．根系吸收水的动力有两种：和。根压蒸腾拉力
8．证明根压存在的证据有和。吐水伤流
9．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。角质蒸腾气孔蒸腾
10．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为；蒸腾效率为。400 2.5克 /公斤
11．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。光温度CO
2
12．C
3植物的蒸腾系数比C
4
植物。大
13．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有：、、和。
叶片相对合水量叶片渗透势水势气孔阻力或开度14．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是和。根压蒸腾拉力
三、选择题
1．植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分降低体温，是因为：（）
A．水具有高比热B．水具有高汽化热 C．水具有表面张力 2．一般而言，冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值：（）
A．升高B．降低 C．变化不大
3．有一为水充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体积：（）。
A．变大 B．变小 C．不变
4．风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( )。
A．低→高→低 B．高→低→高 C．低→低→高
5．已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（）
A．衬质势很低B．衬质势不存在 C．衬质势很高，绝对值很小
6．植物分生组织的细胞吸水靠（）
A．渗透作用B．代谢作用 C．吸涨作用
7．风干种子的萌发吸水靠（）
A．代谢作用B．吸涨作用 C．渗透作用
8．在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（）
A．要高一些 B．要低一些 C．二者相等
9．在气孔张开时，水蒸汽分子通过气孔的扩散速度（）
A．与气孔的面积成正比B．与气孔周长成正比 C．与气孔周长成反比
10．蒸腾作用快慢，主要决定于（）
A．叶内外蒸汽压差大小 B．叶片的气孔大小 C．叶面积大小
11．植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（）
A．Ca2+ B．K+ C．Cl-
12．植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（）
A．糖 B．脂肪酸 C．苹果酸
13．根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是（）
A．分生区 B．伸长区C．根毛区
14．土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是（）
A．缺乏氧气 B．水分不足 C．C0
浓度过高
2
15．植物的水分临界期是指：（）
A．对水分缺乏最敏感时期 B．需水最多的时期 C．需水最少的时期
16．目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是：（）
A．叶片渗透势 B．叶片气孔开度C．叶片水势
1．C 2．B 3．B 4．A 5．C 6．C 7. B 8．B 9．A 10. B、C 11．A、C 12．C 13. A、C 14．A 15．C
四、是非判断与改正
1．影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。（）（√）
2．在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。（）
3．种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。（）
4．根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。（）
5．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。（）（√）
6．蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。（）
7．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。（）（√）
8．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（）
9．低浓度的C0
2促进气孔关闭，高浓度C0
2
促进气孔迅速张开。（）
10．糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。（）
1．（√） 2．（?）每偏摩尔体积水的 3. （?）不需 4．（?）低于 5.（√） 6.（?）与小孔的边缘（周长）成正比 7．（√） 8. （?）蒸腾减弱 9.（?）促进气孔张开促进气孔迅速关闭 10.（?）水势下降
五、问答题
1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？
水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，
可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行运动。
2．简述水分的植物生理生态作用。
（1）水是细胞原生质的主要组成成分；
（2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物；
（3）细胞分裂及伸长都需要水分；
（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；
（5）水分能便植物保持固有的姿态；
（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。
3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？
植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件，而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛，因此常以自由水／束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
4．水分代谢包括哪些过程？
植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。
5．利用质壁分离现象可以解决哪些问题？
（1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。
6．土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？
高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面识减少，吸收速率下降；同时，温度过高，使酶钝化：细胞质流动缓慢甚至停止。
7．蒸腾作用有什么生理意义？
（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力，（2）促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。
8．气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。
（1）淀粉--糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗C02，使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。
（2）无机离子吸收学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化产生的ATP并将H+分泌到细胞壁，同时将外面的K+吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的K+和，降低水势，气孔就张开，反之，则气孔关闭。
（3）苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的C02被利用，pH值就上升，剩余的C02就转变成重碳酸盐（HCO3-），淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在PEP羧化酶作用下与HC03-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，可作为渗透物降低水势，气孔张开，反之关闭。
9．根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类？
（1）代谢型抗蒸汤剂：如阿特拉津可使气孔开度变小，苯汞乙酸可改受膜透性使水不易向外扩散。
（2）薄膜型抗蒸腾剂：如硅酮可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。
（3）反射型抗蒸腾剂：如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。
10．小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期？
第一个水分临界用是分蘖末期到抽穗期（孕穗期）。第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。
第二章植物的矿质营养
一、名词解释
1. 矿质营养: 是指植物对矿质元素的吸收、运输与同化的过程。
2．灰分元素：亦称矿质元素，将干燥植物材料燃烧后，剩余一些不能挥发的物质称为灰分元素。
3．大量元素：在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一以上的元素。包括钙、镁、硫、氮、磷、钾、碳、氢、氧等9种元素。
4．微量元素：植物体内含量甚微，稍多即会发生毒害的元素包括：铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等7种元素。
5．杜南平衡：细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度乘积时的平衡，叫杜南（道南）平衡。它不消耗代谢能，属于离子的被动吸收方式。
6．单盐毒害和离子拮抗：单盐毒害是指溶液中因只有一种金属离子而对植物之毒害作用的现象；在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子拮抗。
7．平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。
8．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攫取物质及液体的过程。
9．诱导酶：又称适应酶，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。如硝酸还原酶可为NO3-所诱导。
10．生物固氮：某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
二、填空题
1．植物生长发育所必需的元素共有种，其中大量元素有种，微量元素有种。
16 9 7
2．植物必需元素的确定是通过法才得以解决的。水培
3．解释离子主动吸收的有关机理的假说有和。载体学说质子泵学说
4．果树的“小叶病”往往是因为缺元素的缘故。Zn
5. 缺氮的生理病症首先表现在叶上，缺钙的生理病症首先表现在叶上。老嫩
6．根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种：和通过土壤溶液得到直接交换得到
7．(NH
4)
2
S0
4
属于生理性盐，KN0
3
属于生理性盐、NH
4
NO
3
属于生理性盐。酸碱
中
8．硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程由酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的酶催化的。硝酸还原酶亚硝酸还原酶
9．影响根部吸收矿物质的条件有、、和。温度通气状况溶液浓度氢离子浓度离子间的相互作用
10．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是，营养物质可从运入叶内。叶片角质层
11．植物体内可再利用元素中以和最典型。磷氮钙
12．追肥的形态指标有和等，追肥的生理指标有、和。相貌叶色营养元素含量酰胺含量酶活性
13．栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物则可多施些肥，促使地下部分累积碳水化合物；栽培叶菜类作物可多施些肥，使叶片肥大。磷钾氮
三、选择题
1．植物生长发育必需的矿质元素有：（）
A．9种 B．13种 C. 16种
2．高等植物的嫩叶先出现缺绿症，可能是缺乏（）
A．镁 B．磷 C.硫
3．高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏（）
A．锰B．氮 C. 钙
4．植物根部吸收离子较活跃的区域是：（）
A.分生区
B. 伸长区
C.根毛区
5．影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是（）
A.土壤溶液pH值 B．土壤中氧浓度 C. 土壤中盐含量
6．杜南平衡不消耗代谢能但可逆浓度吸收，因而属于（）
A. 胞饮作用 B．主动吸收 C.被动吸收
7．植物吸收矿质元素和水分之间的关系是：（）
A. 正相关 B．负相关 C.既相关又相互独立
8．番茄吸收钙和镁的速率比吸水速率快，从而使培养液中的钙和镁浓度：（）
A．升高 B．下降 C.不变
9．硝酸还原酶分子中含有：（）
A. FAD和Mn B．FMN和Mo C. FAD和Mo
10．下列哪种溶液属于平衡溶液：（）
A. 生理酸性盐与生理碱性盐组成的溶液 B．Hoagland溶液
C. N、P、K三种元素组成的溶液
11．植物根部吸收的无机离子向地上部运输时，主要是通过：（）
A.韧皮部 B．质外体 C. 胞间连丝
12．反映植株需肥情况的形态指标中，最敏感是：（）
A. 株高 B．节间长度 C.叶色
13．能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是：（）
A. 蛋氨酸 B．天冬酰胺 C．丙氨酸
14．生物固氮主要由下列微生物实现的，它们是：（）
A. 非共生微生物 B．共生微生物 C. 硝化细菌
四、是非判断与改正
1．在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。（）（?）不一定
2．硅对水稻有良好的生理效应，故属于植物的必需元素。（）（?）有益（有利）
3．植物对镁的需要是极微的，稍多即发生毒害，所以镁属于微量元素。（）（?）对硼……，所以硼
4．缺氮时，植物幼叶首先变黄；缺硫时，植物老叶叶脉失绿。（）．（?）老叶嫩叶5．当达到杜南平衡时，细胞内外阴、阳离子的浓度相等。（）（?）不相等
6．养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。（）（?）对养分缺乏最易受害7．作物体内养分缺乏都是由于土壤中养分不足。（）（?）不都是由于
8．矿质元素中，K可以参与植物组织组成。（）（?）不参与
9．生长在同一培养液中的不同植物，其灰分中各种元素的含量相同。（）（?）不相同10．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶都是诱导酶。（）（√）
11．在进行硝酸还原酶实验时，光对实验结果无影响。（）（?）有影响
12．施肥增产原因是间接的，施肥是通过增强光合作用来增加干物质积累，从而提高产量。（）（√）
五、问答题
1．植物必需的矿质元素要具备哪些条件?
（1）缺乏该元素植物生育发生障碍不能完成生活史。（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，这种缺乏症是可以预防和恢复的。（3）该元素在植物营养生理上表现直接的效果而不是间接的。
2．为什么把氮称为生命元素?
氮在植物生命活动中占据重要地位，它是植物体内许多重要化合物的成分，如核酸（DNA、RNA）、蛋白质（包括酶）、磷脂、叶绿素。光敏色素、维生素B、IAA、CTK、生物碱等都含有氮。同时氮也是参与物质代谢和能量代谢的ADP、ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+、铁卟琳等物质的组分。上述物质有些是生物膜、细胞质、细胞核的结构物质，有些是调节生命活动的生理活牲物质。因此，氮是建造植物体的结构物质，也是植物体进行能量代谢、物质代谢及各种生理活动所必需的起重要作用的生命元素。
3. 植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？
（1）被动吸收：包括简单扩散、杜南平衡。不消耗代谢能。
（2）主动吸收：有载体和质子泵参与，需消耗代谢能。
（3）胞饮作用：是一种非选择性吸收方式。
4．设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是一个主动的生理过程。
（1）用放射性同位素（如32P示踪。用32P饲喂根系，然后用呼吸抑制剂处理根系，在呼吸抑制
剂处理前后测定地上部分32P的含量，可知呼吸被抑制后，32P的吸收即减少。
（2）测定溶液培养植株根系对矿质吸收量与蒸腾速率之间不成比例，说明根系吸收矿质元素有选择性，是主动的生理过程。
5. 外界溶液的pH值对矿物质吸收有何影响?
（1）直接影响，由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质，在弱酸性环境中，氨基酸带正电荷，易于吸附外界溶液中阴离子。在弱碱性环境中，氨基酸带负电荷，易于吸附外界溶液中的阳离子。
（2）间接影响：在土壤溶液碱性的反应加强时，Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解状态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物来不及吸收易被雨水冲掉，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。
6．为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降?
因为温度低时代谢弱，能量不足，主动吸收慢；胞质粘性增大，离子进入困难。其中以对钾和硅酸的吸收影响最大。
7．白天和夜晚硝酸盐还原速度是否相同？为什么?
硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜晚快，这是因为白天光合作用产生的还原力及磷酸丙糖能促进硝酸盐的还原。
8．固氮酶有哪些特性？简述生物固氮的机理。
固氮酶的特性：（1）由Fe蛋白和Mo-Fe蛋白组成，两部分同时存在才有活性；（2）对氧很敏感，氧分压稍高就会抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化还原电位条件下，才能实现固氮过程，（3）具有对多种底物起作用的能力；（4）氨是固氮菌的固氮作用的直接产物。其积累会抑制固氮酶的活性。
生物固氮机理：（1）固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子，还原一分子N2为两分子的NH3，需要6个电子和6个H+。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2等，电子载体有铁氧还蛋白（Fd）、黄素氧还蛋白（Fld）等；（2）固氮过程需要能量。由于N2具有三价键（N N），打开它需很多能量，大约每传递两个电子需4-5个ATP．整个过程至少要12-15个ATP；（3）在固氮酶作用下把氮还原成氨。
9．合理施肥增产的原因是什么?
合理施肥增产的实质在于改善光合性能（增大光合面积，提高光合能力，延长光合时间，有利光合产量分配利用等），通过光合过程形成更多的有机物获得高产。
10．根外施肥有哪些优点?
（1）作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时，可根外施肥补充营养。（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥无此毛病，且用量少。（3）补充植物缺乏的微量元素，用量省、见效快。
第三章植物的光合作用
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．CO
2
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
2．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。 -氨基酮戊二酸原叶绿素酸酯叶绿素酸酯
3．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
4．P
700的原初电子供体是，原初电子受体是。P
680
的原初电子供体是，
PC Fd Z Pheo
原初电子受体是。
5．在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。H2O NADP+
6．水的光解是由于1937年发现的。希尔（Hill）
7．在光合放氧反应中不可缺少的元素是和。氯锰
8．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
9．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素分子比例为，叶黄素和胡萝卜素分子比例为。3：1 2：1
10．光合磷酸化有三个类型：、和，通常情况下占主导地位。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
11．光合作用中被称为同化能力的物质是和。ATP NADPH
12．卡尔文循环中的CO
2
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）
13．C
4途径中CO
2
的受体是，最初产物是。C
4
植物的C
4
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
14．光合作用中，淀粉的形成是在中进行的，蔗糖的形成是在中进行的。叶绿体细胞质
15．C
4植物的CO
2
补偿点比C
3
植物。低
16．农作物中主要的C
3植物有、、等，C
4
植物有、、等，
CAM植物有、等。水稻棉花小麦甘蔗玉米高梁
17．光呼吸的底物是，光呼吸中底物的形成和氧化分别在、和等这三种细胞器中进行的。乙醇酸叶绿体线粒体过氧化物体
18．群体植物的光饱和点比单株。高
三、选择题
1．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( ）
A．细菌光合作用 B．绿色植物光合作用 C. 化能合成作用
2．光合产物主要以什么形式运出叶绿体：( )
A．蔗糖 B．淀粉 C.磷酸丙糖
3．引起植物发生红降现象的光是( )
A．450nm的蓝光 B．650nm的红光 C.大于685nm的远红光4．引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是( )
A． 450nm B．650nm C.大于665nm
5．光合作用中释放的氧来源于( )
A．CO
2 B．H
2
O C.RuBP
6．叶绿体色素中，属于作用中心色素的是( )
A.少数特殊状态的叶绿素a B．叶绿素b C. 类胡萝卜素7．指出下列三组物质中。哪一组是光合碳同化所必须的：（）
A. 叶绿素、类胡萝卜素、CO
2B．CO
2
、NADPH
2
、ATP C. CO
2
、H
2
O、ATP
8．发现光合作用固定CO
2的C
4
途径的植物生理学家是：（）
A．Hatch B．Calvin C. Arnon 9．光呼吸调节与外界条件密切相关，氧对光呼吸( ) A．有抑制作用B．有促进作用 C. 无作用
10．光合作用吸收的CO
2与呼吸作用释放的CO
2
达到动态平衡时，此时外界的CO
2
浓度称为：
（）
A．CO
2饱和点 B．O
2
饱和点 C. CO
2
补偿点
11．在高光强、高温及相对湿度较低的条件下，C
4
植物的光合速率：（）
A. 稍高于C
3植物B．远高于C
3
植物 C. 低于C
3
植物
12．维持植物正常生长所需的最低日光强度应：（）
A．等于光补偿点B．大于光补偿点 C. 小于光补偿点
四、是非判断与改正
1．叶绿素分子的头部是金属卟啉环，呈极性，因而具有亲水性。( ) （ ）
2．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
3．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
4．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。( ) （√）
5．叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。( ) （?）基粒之中
6．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
7．PS II 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
8．C
4途径中CO
2
固定酶PEP羧化酶对CO
2
的亲和力高于RuBP羧化酶。( ) （√）
9．植物生活细胞，在光照下可以吸收氧气，释放CO
2
过程，就是光呼吸。( ) （?）植物绿色细胞
10． C
4植物的CO
2
补偿点比C
3
植物高。( ) （?）比C3植物低
11．绿色植物的气孔都是白天开放，夜间闭合。 ( ) （?）C3植物和C4植物
12．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7
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，膜外侧H+浓度低，膜内电位偏正，膜外侧偏负，于是膜内外使产主了质子动力势差（ pmf）即电位差和pH差，这就成为产生光合磷酸化的动力，膜内侧高化学势处的H+可顺着化学势梯度，通过偶联因子返回膜外侧，在ATP酶催化下将ADP和Pi合成为ATP。
7．C
3
途径是谁发现的？分哪几个阶段？每个阶段的作用是什么？
C3途径是卡尔文（Ca1vin）等人发现的。可分为二个阶段：（1）羧化阶段，CO2被固定，生成3-磷酸甘油酸，为最初产物；（2）还原阶段：利用同化力（NADPH、ATP）将3-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛---光合作用中的第一个三碳糖；（3）更新阶段，光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。
8．C
3
途径的调节方式有哪几个方面？
（1）酶活化调节：通过改变叶的内部环境，间接地影响酶的活性。如间质中pH的升高，Mg2+浓度升高，可激活RuBPCase和Ru5P激酶。
（2）质量作用的调节，代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。
（3）转运作用的调节，叶绿体内的光合最初产物--磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质的数量，受细胞质里的Pi数量所控制。Pi充足，进入叶绿体内多，就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输出，光合速率就会加快。
9．如何解释C
4植物比C
3
植物的光呼吸低？
C3植物PEP羧化酶对CO2亲和力高，固定CO2的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸之后，再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出CO2，就起到了CO2 泵的作用，增加了CO2浓度，提高了RuBP羧化酶的活性，有利于CO2 的固定和还原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸进行，所以C4植物光呼吸测定值很低。
而C3植物，在叶肉细胞内固定CO2，叶肉细胞的CO2 /O2的比值较低，此时，RuBP加氧酶活性增强，有利于光呼吸的进行，而且C3植物中RuBP羧化酶对CO2亲和力低，光呼吸释放的CO2 ，不易被重新固定。
10．如何评价光呼吸的生理功能？
光呼吸是具有一定的生理功能的，也有害处：
（1）有害的方面：减少了光合产物的形成和累积，不仅不能贮备能量，还要消耗大量能量。
（2）有益之处：①消除了乙醇酸的累积所造成的毒害。②此过程可以作为丙糖和氨基酸的补充途径。③防止高光强对叶绿体的破坏，消除了过剩的同化力，保护了光合作用正常进行。④消耗了CO2之后，降低了O2/CO2之比，可提高RuBP羧化酶的活性，有利于碳素同化作用的进行。
的特点。
11．简述CAM植物同化CO
2
这类植物晚上气孔开放，吸进CO2，在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸累积于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞质，放出CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。
12．作物为什么会出现“午休”现象？
（1）水分在中午供给不上，气孔关闭；（2）CO2供应不足；（3）光合产物淀粉等来不及分解运走，累积在叶肉细胞中，阻碍细胞内CO2的运输；（4）生理钟调控。
13．提高植物光能利用率的途径和措施有哪些？
（1）增加光合面积：①合理密植；②改善株型。
（2）延长光合时间：①提高复种指数；②延长生育期③补充人工光照。
（3）提高光合速率：①增加田间CO2 浓度；②降低光呼吸。
第四章植物的呼吸作用
一、名词解释
1．有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。
2．无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，并释放能量的过程。亦称发酵作用。
3．呼吸商：又称呼吸系数，简称RQ，是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。
4．呼吸速率；又称呼吸孩度，以单位鲜重、干重或单位面积在单位时间内所放出的CO2的重量（或体积）或所吸收O2的重量（或体积）来表示。
5．糖酵解：是指在细胞质内所发生的、由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。
6．三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成CO2的过程。又称为柠像酸环或Krebs环，简称TCA循环。
7．戊糖磷酸途径，简称PPP或HMP。是指在细胞质内进行的一种葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程。
8．呼吸链：呼吸代谢中间产物随电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。
9．氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。
10．末端氧化酶：是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或电子传递给氧，并形成H2O或H2O2的氧化酶类。
11．抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。即在有氰化物存在的条件下仍有一定的呼吸作用。
12．无氧呼吸消失点：又称无氧呼吸熄灭点，使无氧呼吸完全停止时环境中的氧浓度，称为无氧呼吸消失点。
二、填空题
1．有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别是，它们开始走的共同途径是。有氧与无氧参与糖酵解阶段
2．EMP途径是在中进行的，PPP途径是在中进行的，洒精发酵是在中进行的，TCA循环是在中进行的。细胞质细胞质细胞质线粒体衬质
3．细胞色素氧化酶是一种含金属和的氧化酶。铜铁
4．苹果削皮后会出现褐色就是酶作用的结果，该氧化酶中含有金属。酚氧化酶铜
5．天南星科海芋属植物开花时放热很多，其原因是它进行的结果。抗氰呼吸
6．线粒体氧化磷酸化活力功能的一个重要指标是。P/O比
7．呼吸作用的最适温度总是比光合作用的最适温度要。高
8．早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使。呼吸作用正常进行
9．氧化磷酸化的解偶联剂是，PPP途径的抑制剂是。DNP（2，4-二硝基酚）Na3PO4
三、选择题
1．苹果贮藏久了，组织内部会发生：（）
A. 抗氰呼吸
B.酒精发酵 C．糖酵解
2. 在植物正常生长的条件下，植物的细胞里葡萄糖降解主要是通过：（）
A. PPP B．EMP-TCA C．EMP
3．植物组织衰老时，戊糖磷酸途径在呼吸代谢途径中所占比例（）
A. 上升 A. 下降 C．维持一定水平
4．种子萌发时，种皮末破裂之前只进行（）
A. 有氧呼吸
B.无氧呼吸 C．光呼吸
5．参与EMP各反应的酶都存在于：（）
A. 细胞膜上
B.细胞质中 C．线粒体中
6．TCA各反应的全部酶都存在于（）
A. 细胞质
B. 液胞C．线粒体
7．PPP中，各反应的全部酶都存在于（）
A.细胞质
B. 线粒体 C．乙醛酸体
8．在有氧条件下，葡萄糖的直接氧化途径是（）
A. EMP
B. PPP C．TCA
9．如果呼吸途径是通过EMP-TCA途径，那么C
1/C
6
应为：（）
A. 大于1 B．小于1 C．等于1 10．在植物体内多种氧化酶中，不含金属的氧化酶是（）
A. 细胞色素氧化酶 B．酚氧化酶C．黄素氧化酶
四、是非判断与改正
1．从发展的观点来看，有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。（）（√）
2．有氧呼吸中O
2并不直接参加到TCA循环中去氧化底物，但TCA循环只有在有O
2
条件下进
行。（）（√）
3．在完整细胞中，酚与酚氧化酶处在不同细胞区域中。（）（√）
4．提高环境中O
2
的含量，可以使EMP速度加快。（）（?）减慢
5．涝害淹死植株，是因为无氧呼吸进行过久，累积酒精，而引起中毒。（）（√）6．果实成熟到一定时期都会出现呼吸跃变现象。（）（?）不相同
7．绿色植物光呼吸的底物与呼吸作用的底物是相同的。（）（?）12%～13%以下
8．淀粉种子安全含水量应在15%～16%以下。（）（√）
五、问答题
1．呼吸作用多条路线论点的内容和意义如何？
植物呼吸代谢多条路线论点是汤佩松先生提出来的，其内容是是：（1）呼吸化学途径多样性（EMP、PPP、TCA等）；（2）呼吸链电子传递系统的多样性（电子传递主路，几条支路，如抗氰支路）。（3）末端氧化酶系统的多样性（细胞色素氧化酶，酚氧化酶，抗坏血酸氧化酶，乙醇酸氧化酶和交替氧化酶）。这些多样性，是植物在长期进化过程中对不断变化的外界环境的一种适应性表现，其要点是呼吸代谢（对生理功能）的控制和被控制（酶活牲）过程。而且认为该过程受到生长发育和不同环境条件的影响，这个论点，为呼吸代谢研究指出了努力方向。
2．戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中具有什么生理意义？
戊糖磷酸途径中形成的NADPH是细胞内必需NADPH才能进行生物合成反应的主要来源，如脂肪合成。其中间产物核糖和磷酸又是合成核苷酸的原料，植物感病时戊糖磷酸途径所占比例上升，因此，戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中占有特殊的地位。
3．呼吸作用糖的分解代谢途径有几种？在细胞的什么部位进行？
有EMP、TCA和PPP三种。EMP和PPP在细胞质中进行的。TCA是在线粒体中进行的。4．三羧酸循环的要点及生理意义如何？
（1）三羧酸循环是植物有氧呼吸的重要途径。