第一章 水分生理习题
一、名词解释
1.自由水 2.束缚水 3.水势 4.压力势 5.渗透势 6.衬质势 7.渗透作用 8.水通道蛋白 9.根压 10.吐水现象
二、填空题
1. 植物散失水分的方式有 种，即 和 。
2. 植物细胞吸水的三种方是 、 和 。
3. 植物根系吸水的两种方式是 和 。前者的动力是 ，后者的动力是 。
4. 设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为 - 16 × 10 5 Pa ，压力势为 9 × 10 5 Pa ，乙细胞的渗透势为 - 13 × 10 5 Pa ，压力势为 9 × 10 5 Pa ，水应从 细胞流向 细胞，因为甲细胞的水势是 ，乙细胞的水势是 。
5. 某种植物每制造 10 克干物质需消耗水分 5000 克，其蒸腾系数为 ，蒸腾效率为 。
6. 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现 ，放在低水势溶液中细胞表现 ，放在等水势溶液中细胞表现 。
7. 写出下列吸水过程中水势的组分
吸胀吸水，Ψ w = ；渗透吸水，Ψ w = ；
干燥种子吸水，Ψ w = ；分生组织细胞吸水，Ψ w = ；
一个典型细胞水势组分，Ψ w = ；成长植株吸水，Ψ w = 。
8. 当细胞处于初始质壁分离时，Ψ P = ，Ψ w = ；当细胞充分吸水完全膨胀时，Ψ p = ，Ψ w = ；在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间，随着细胞吸水，Ψ S ，Ψ P ，Ψ w 。
9. 蒸腾作用的途径有 、 和 。
10. 细胞内水分存在状态有 和 。
三、选择题
（ ）1. 有一充分饱和细胞，将其放入比细胞浓度低 10 倍的溶液中，则细胞体积
A.不变 B.变小 C.变大 D.不一定
（ ）2. 将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则会发生
A.细胞吸水 B.细胞失水
C.细胞既不吸水也不失水 D.既可能失水也可能保持动态平衡
（ ）3. 已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计，原因是
A.衬质势不存在 B.衬质势等于压力势
C.衬质势绝对值很大 D.衬质势绝对值很小
（ ） 4. 在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始 4 小时的吸水是属于
A.吸胀吸水 B.代谢性吸水
C.渗透性吸水 D.上述三种吸水都存在
（ ）5. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于
A.细胞液的浓度 B.相邻活细胞的渗透势大小
C.相邻活细胞的水势梯度 D.活细胞压力势的高低
（ ）7. 一般说来，越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值
A.大于 1 B.小于 1
C.等于 1 D.等于零
（ ）9. 植物的水分临界期是指
A.植物需水量多的时期 B.植物对水分利用率最高的时期
C.植物对水分缺乏最敏感的时期 D.植物对水分的需求由低到高的转折时期
（ ）10. 用小液流法测定植物组织水势时，观察到小液滴下降观象，这说明
A.植物组织水势等于外界溶液水B.植物组织水势高于外界溶液水势。
C.植物组织水势低于外界溶液水势。 D.无法判断。
四、问答题
1.试述气孔开闭机理。
2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的 ?
3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？
4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？
5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。
参考答案
一、名词解释
1.自由水：指未与细胞组分相结合能自由活动的水。
2.束缚水：亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水。
3.水势 每偏摩尔体积水的化学势差。用Ψ w 表示，单位 MPa 。Ψ w ＝ (μ w -μ w o )/V w ， m ，即水势为体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积的商。用两地间的水势差可判别它们间水流的方向和限度，即水分总是从水势高处流向水势低处，直到两处水势差为 O 为止。
4.压力势 是由细胞壁的伸缩性对细胞内含物所产生的静水压而引起的水势增加值。 一般为正值，用 Ψ P 表示。
5.渗透势 亦称溶质势，是由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。 用 Ψ s 表示 , 一般为负值。
6.衬质势 由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。 用 Ψ m 表示，一般为负值。
7.渗透作用 水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域运转的作用。
8.水通道蛋白 亦称为水孔蛋白，是存在于生物膜上的具有专一性通透水分功能的内在蛋白。
9.根压 由于根系的生理活动而使液流从根部上升的压力。
10.吐水现象 未受伤的植物如果处于土壤水分充足，空气湿润的环境中，在叶的尖端或者叶的边缘向外溢出水滴的现象。
二、填空题
1. 两，蒸腾作用，吐水
2. 吸胀吸水，渗透性吸水，代谢性吸水
3. 主动吸水，被动吸水，根压，蒸腾拉力
4. 乙，甲，﹣ 7 × 10 5 Pa ，﹣ 4 × 10 5 Pa
5. 500 克， 2 克
6. 吸水，排水，吸、排水速度相等
7. Ψ m ，Ψ s + Ψ P ，Ψ m ，Ψ m ，Ψ s + Ψ P + Ψ m ，Ψ s + Ψ P
8. 0 ，Ψ s ， - Ψ s ， 0 ，升高，升高，升高
9. 气孔蒸腾，角质层蒸腾，皮孔蒸腾
10. 自由水，束缚水
三、选择题
1. B 2. D 3. D 4. A 5. C 6. B 7. C 8. C
四、问答题
1.试述气孔开闭机理。
答：（ 1 ）无机离子泵学说 又称 K + 泵假说。在光下， K + 由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中 K + 浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中， K + 由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。这是因为保卫细胞质膜上存在着 H + -ATP 酶，它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的 ATP ，并将 H + 从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的 pH 升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的 pH 降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动 K + 从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向 K + 通道进入保卫细胞，引发气孔开张。
（ 2 ）苹果酸代谢学说 在光下，保卫细胞内的部分 CO 2 被利用时， pH 上升至 8.0 ～ 8.5 ，从而活化了 PEP 羧化酶， PEP 羧化酶可催化由淀粉降解产生的 PEP 与 HCO 3 - 结合，形成草酰乙酸，并进一步被 NADPH 还原为苹果酸。苹果酸解离为 2H + 和苹果酸根，在 H + /K + 泵的驱使下， H + 与 K + 交换，保卫细胞内 K + 浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和 Cl ﹣ 共同与 K + 在电学上保持平衡。同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。
2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、 CO 2 浓度调节的 ?
答：（ 1 ）光 光是气孔运动的主要调节因素。光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用发生的间接效应；另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用；其次，光可以提高大气与叶片温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。
（ 2 ）温度 气孔运动是与酶促反应有关的生理过程，因而温度对蒸腾速率影响很大。当大气温度升高时，叶温比气温高出 2 ～ 10 ℃，因而，气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，这样叶内外蒸气压差加大，蒸腾加强。当气温过高时，叶片过度失水，气孔就会关闭，从而使蒸腾减弱。
（ 3 ） CO2对气孔运动影响很大，低浓度 CO 2促进气孔张开，高浓度 CO 2能使气孔迅速关闭（无论光下或暗中都是如此）。在高浓度 CO2下，气孔关闭可能的原因是：
① 高浓度 CO2 会使质膜透性增加，导致 K + 泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度。
② CO 2 使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。因此， CO 2 浓度高时，会抑制气孔蒸腾。
3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？
答：植物受涝反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满水，缺少氧气，短时间内可使细胞呼吸减弱，主动吸水受到影响。长时间受涝，会导致根部无氧呼吸，产生和积累较多的酒精，使根系中毒受伤吸水因难，致使叶片萎蔫变黄，甚至引起植株死亡。
4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？
答：当化肥施用过多时，造成土壤溶液水势降低幅度较大，以致根系细胞的水势高于土壤溶液水势，导致根细胞不但不能从土壤中吸水，反而细胞内水分还要外渗至土壤中，因此产生“烧苗”现象。
5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。
答：（ 1 ）可用伤流现象证明植物存在主动吸水。如将生长中的幼嫩向日葵茎，靠地面 5cm 处切断，过一定时间可看到有液体从茎切口流出。这一现象的发生，完全是由于根系生理活动所产生的根压，促使液流上升并溢出而造成，与地上部分无关。（亦可用吐水现象证明）。
（ 2 ）可用带有叶片但将根去掉的枝条（或用高温、毒剂杀死根系）吸水证明植物存在被动吸水。将带有叶片但将根去掉的枝条插入瓶中，可保持几天枝叶不萎蔫，说明靠叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，能将水分被动吸入枝条并上运，是与植物根系无关的被动吸水过程。
第二章 植物的矿质营养
一、名词解释
1.必需元素 2.微量元素 3.矿质元素的被动吸收
4.矿质元素的主动吸收 5.生理酸性盐 6.生理碱性盐
7.生理中性盐 8.胞饮作用 9.可再利用元素 10.离子通道
11. 载体蛋白 12.单盐毒害 13. 诱导酶 14.生物固氮氮
15.离子拮抗 16.叶片营养
二、填空题
1. 离子扩散的方向取决于 和 。
2. 植物细胞吸收矿质元素的三种方式为 、 和 。
3. 外界溶液的 pH 值对根系吸收盐分的影响一般来说，阳离子的吸收随 pH 值的升高而 ，而阴离子的吸收随 pH 值的升高而 。
4. 缺乏 元素时，果树易得“小叶病”，玉米易得“花白叶病”。
5. 缺乏 元素时，禾谷类易得“白瘟病”、果树易得“顶枯病”。
6. 缺乏 元素时，油菜“花而不实”，小麦“穗而不实”，棉花“蕾而不花”，甜菜易得“心腐病”，萝卜易得“褐心病”。
7. 和 两类研究结果为矿质元素主动吸收的载体学说提供了实验证据。
8. 植物吸吸的 NO 3 － 运到叶片后，在 中由 酶催化产生 ，然后以 HNO 2 形式运到 ，由 酶催化，接受 提供的电子而还原成 。
9. 在植物生理研究中常用的完整植物培养方法有 、 和 。
10. 水培时要选用黑色溶器，这是为了防止 。
11.栽培叶菜类植物时,应多施 肥。
12.主动吸收包括 和 种形式。
13.植物主动吸收矿质元素的主要特点是 和 。
三、选择题
（ ）1. 植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过
A.韧皮部 B.质外体 C.转运细胞 D.共质体
（ ）2. 影响根毛区主动吸收无机离子最重要的原因是
A.土壤中无机离子的浓度 B.根可利用的氧
C.离子进入根毛区的扩散速度 D.土壤水分含量
（ ）3. 在维管植物的较幼嫩的部分，亏缺下列哪种元素时，缺素症首先表现出来。
A. K B. Ca C. P D. N
（ ）4. 植物吸收矿质量与吸水量之间的关系是
A.既有关，又不完全一样 B.直线正相关关系
C.两者完全无关 D.两者呈负相关关系
（ ）5. 硝酸还原酶其分子中含有
A. FAD 、 Mo 、 Cytf B. NAD 、 Mo 、 Cytb
C.FAD 、 Mo 、 Cytb D. NAD 、 Mo 、 Cytc
（ ）6. 硝酸还原酶与亚硝酸还原酶
A.都是诱导酶
B.硝酸还原酶不是诱导酶，而亚硝酸还原酶是
C.都不是诱导酶
D.硝酸还原酶是诱导酶，而亚硝酸还原酶不是
（ ）6. 植物缺乏下列元素都会引起缺绿症，若缺绿症首先出现在下部老叶上，是缺乏哪种元素。
A. Fe B. Mg C. Cu D. Mn
（ ）7. 高等植物的硝酸还原酶总是优先利用下到哪种物质作为电子供体。
A. FADH 2 B. NADPH+H + C. FMNH 2 D.NADH+H +
（ ）8. 下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。
A.黄素腺嘌呤二核苷酸 B.谷胱甘肽
C.钼辅因子（钼—嘌呤） D.铁离子
（ ）9. 下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。
A.黄素腺嘌呤二核苷酸 B.谷胱甘肽
C.钼辅因子（钼—嘌呤） D.铁离子
（ ）10. 当植物细胞对离子吸收和运输时,膜上起生电质子泵作用的是
A.磷酸酶 B.ATP酶 C.过氧化氢酶 D.NAD
四、问答题
1. 确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？
2. 如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？
3. 用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。
4. 植物缺镁和缺铁表现症状有何异同 ? 为什么？
5. 概述植物必需元素在植物体内的生理作用。
6. 白天和夜晚硝酸还原速度是否相同 ? 为什么？
7. 土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？
8. 简述合理施肥的生理基础。
9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？
10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？
11. 光照如何影响根系对矿质的吸收？
Ⅲ 参 考 答 案
一、名词解释
1.必需元素：是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。
2.微量元素：在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的 0.001~0.00001% 的元素。植物必需的微量元素有：铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。
3.矿质元素的被动吸收：亦称非代谢吸收。是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。
4.矿质元素的主动吸收：亦称代谢性吸收。是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收矿质元素的方式。主动吸收包括初级主动吸收和次级主动吸收。
5.生理酸性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。例如（ NH 4 ） 2 SO4
6.生理碱性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变碱，故把这种盐称为生理碱性盐。例如NaNO 3
7.生理中性盐：植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的 pH 值，故称这类盐为生理中性盐。例如 NH 4 NO 3
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摄取物质的过程。
9.可再利用元素：亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。
10.离子通道：是指由贯穿质膜的由多亚基组成的蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门系统，通过门的开闭控制离子运转的种类和速度。
11. 载体蛋白：存在于生物膜上的能携带离子或分子透过膜的蛋白质，它们与离子或分子有专一的结合部位，能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶。12.单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。
13. 诱导酶：亦称适应酶，是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。如水稻幼苗本来无硝酸还原酶，如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此酶。
14.生物固氮：微生物自生或与植物（或动物）共生，通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
15.离子拮抗：在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。
16.叶片营养：也称根外营养，是指农业生产中采用给植物地上部分喷是肥料以补充植物对植物对矿质元素需要的措施。
二、填空题
1. 化学势梯度，电势梯度
2. 被动吸收，主动吸收，胞饮作用
3. 上升，下降
4. Zn
5. Cu
6. B
7. 饱和效应，离子竞争现象
8. 细胞质，硝酸还原， NO 2 ˉ ，叶绿体，亚硝酸还原， Fd ， NH 3
9. 土培法、水培法、砂培法
10.藻类滋生
11.氮
12.初级主动吸收，次级主动吸收
13.逆浓度梯度吸收，需要载体蛋白参与，消耗代谢能量
三、选择题
1. B 2. B 3. B 4. A 5 C 6. A 7. B 8. D 9. C 10.B
四、问答题
1. 确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？
答：可根据以下三条标准来判断：
第一 如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史；
第二 植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常；
第三 该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。
2. 如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？
答：可用饱和效应和离子竞争现象来证明。细胞吸收离子存在饱和效应，即在一定的离子浓度范围内，细胞吸收离子的速度随外液离子浓度的升高而增加，当外液离子浓度超过一定范围，细胞吸收离子的速率就不再增加了，说明载体全被离子结合，达到饱和；细胞吸收离子存在竞争现象，如细胞对钾、铷离子的吸收，相互间产生竞争抑制，即一种离子浓度的增加，抑制另一种离子的吸收，说明两种离子为同一种载体所运转，并且竞争载体同一结合部位。
3. 用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。
答：（ 1 ）根对溶液中矿质离子的吸收 根细胞进行呼吸作用，释放出 CO 2 ， CO 2 和 H 2 O 生成 H 2 CO 3 ，并解离成氢离子和碳酸氢根离子，这两种离子迅速地分别与其周围环境中的阳离子和阴离子进行等价交换吸附，于是盐类离子便被吸附在根细胞表面。
（ 2 ）根系对吸附在土壤颗粒上的矿质元素的吸收有两种方式 第一种，通过土壤溶液进行交换，即呼吸过程中产生的 CO 2 释放到土壤溶液中形成氢离子和碳酸氢根离子，可以与土壤表面上的阳离子和阴离子等价交换，使土壤表面上的阴、阳离子被交换到土壤溶液中，再根据第一条使离子被吸附到根细胞表面。第二种，接触交换，当根与土壤颗粒靠得很近，由于根表面吸附离子与土壤颗粒表面吸附离子都在不停的振动，如果根与土粒的距离小于离子振动的空间，两者所吸附的离子便可直接交换，使土粒表面的离子吸附到根细胞表面。被吸附到根细胞表面的离子可经细胞对离子的主动吸收，被动吸收或胞饮作用被吸收进入植物体。
4. 植物缺镁和缺铁表现症状有何异同 ? 为什么？
答：相同点：缺镁和缺铁都呈现缺绿症。
不同点：缺镁出现的缺绿症状首先从下部老叶上表现出来，而缺铁的缺绿症状首先从上部新生叶表现出来。
原因是镁是参与循环的元素，即可再利用元素，而铁是不参与循环的元素，即不可再利用元素。
5. 概述植物必需元素在植物体内的生理作用。
答：（ 1 ）作为细胞结构物质的组分。如碳、氢、氧、氮、磷、硫等组成糖类、脂类、蛋白质和核酸等有机物的组分，参与细胞壁、膜系统，细胞质等结构组成。
（ 2 ）作为植物生命活动的调节者。可作为酶组分或酶的激活剂参与酶的活动，还可作为内源生理活性物质（如激素类生长调节物质）的组分，调控植物的发育过程。
（ 3 ）参与植物体内的醇基酯化。例如磷与硼分别形成磷酸酯与硼酸酯，磷酸酯对代谢物质的活化及能量的转换起着重要作用。而硼酸酯有利于物质运输。
（ 4 ）起电化学作用。如钾、镁、钙等元素能维持离子浓度的平衡，原生质胶体的稳定及电荷中和等。
6. 白天和夜晚硝酸还原速度是否相同 ? 为什么？
答：（ 1 ）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力 FAD(P)H 、 Fd red 和 ATP 。
（ 2 ）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。
（ 3 ）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进 NO 3 - 对 NR 、 NiR 活性的激活作用。
7. 土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？
答：硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜间为快，这是因为：
（ 1 ）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力 FAD(P)H 、 Fd red 和 ATP 。
（ 2 ）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。
（ 3 ）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进 NO 3 - 对 NR 、 NiR 活性的激活作用。
8. 简述合理施肥的生理基础。
答：根据作物的需肥规律进行施肥。首先，要根据不同作物的特点及不同收获对象进行施肥。如叶菜类要适当多施氮肥，而收获块根、块茎的作物需多施磷钾肥。其次，要按作物不同生育期的需肥规律进行施肥。如种子萌发期间，幼苗生长可利用种子贮藏的养分，不需外界提供肥料。随着幼苗不断生长，养分需要量日益增加，通常在开花结实期达到需肥高峰。以后随植株各部分逐渐衰老而对矿质元素的需求量也逐渐减少。尽管各生育期都有其生长中心，都需保证肥分供应。但不同生育期施肥对作物生长的影响不同，增产效果也不一样。通常作物的营养最大效率期是生殖生长期，此时正是作物需肥最多的时期，保证此期作物对肥分的需求，对提高产量至关重要。
9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？
答：叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重的增加，氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足时，叶片肥大，产量高，汁多叶嫩，品质好。
钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高，葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中，所以在富含糖类的贮藏器官（马铃薯块茎和甘薯块根）中钾含量较多，种植时钾肥需要量也较多。
10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？
答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤，影响植株对构成叶绿素的重要必需元素 N 和 Mg 的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面， N 和 Mg 等必需元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的 N 、 Mg 等必需元素依赖于老叶中叶绿素、蛋白质等有机物的分解和转运，即新叶向老叶争夺 N 和 Mg 等必需元素，这就加速成了老叶的落黄。因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根系恢复生长后，新根能从土壤中吸收 N 、 Mg 等必需元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增加，秧苗返青。
11. 光照如何影响根系对矿质的吸收？
答：（ 1 ）光照影响光合，光合产物多，向根系运输多，有利根系生长，增加根系吸收面积，有利矿质（主、被动）吸收。
（ 2 ）光照通过光合增加呼吸基质，有利根系呼吸供能，有利根系主动吸收。根系呼吸产生供交换离子，有利离子的吸附交换，促进被动吸收。
（ 3 ）光照影响气温，进一步影响地温，地温提高，促进根系呼吸，促进根系生长，有利根系（主、被动）吸收。
（ 4 ）光照影响气孔开放，进一步影响蒸腾，有利于矿质在体内分布，促进矿质的吸收。
可见，光照一般有利于矿质吸收。但光照过强时，因蒸腾失水过多，气孔关闭，影响光合，进一步影响矿质吸收。
第三章 光合作用
一、名词解释
1. 光合作用
2. 光合强速率
3. 原初反应
4. 光合电子传递链
5. PQ穿梭
6. 同化力
7. 光呼吸
8. 荧光现象
9. 磷光现象
10. 光饱和点
11. 光饱和现象
12. 光补偿点
13. 光能利用率
14. 二氧化碳饱和点
15. 二氧化碳补偿点
16. 光合作用单位
17. 作用中心色素
18. 聚光色素
19. 希尔反应
20. 光合磷酸化
21. 光系统
22. 红降现象
23. 双增益效应
24. C3植物
25. C4植物
26. 量子产额
27. 量子需要量
28. 光合作用‘午睡’现象
三、填空题
1. 光合色素按照功能不同分类为 和 。
2. 光合作用的最终电子供体是 ，最终电子受体是 。
3. 光合作用C3途径CO2的受体是 ，C4途径的CO2的受体是 。
4. 光合作用单位由 和 两大部分构成。
5. PSI的原初电子供体是 ，原处电子受体是 。
6. PSII的原初电子受体是 ，最终电子供体是 。
7. 光合放氧蛋白质复合体又称为 ，有 种存在状态。
8. C3植物的卡尔文循环在叶片的 细胞中进行，C4植物的C3途径是在叶片的 细胞中进行。
9. 在卡尔文循环中，每形成1摩尔六碳糖需要 摩尔ATP， 摩尔NADPH+H+。
10. 影响光合作用的外部因素有 、 、 、 和 。
11. 光合作用的三大步聚包括 、 和 。
12. 光合作用的色素有 、 和 。
13. 光合作用的光反应在叶绿体的 中进行，而暗反应是在 进行。14. 叶绿素溶液在透射光下呈 色，在反射光下呈 色。
15. 光合作用属于氧化还原反应，其中中被氧化的物质是 ，被还原的物质时是 。
16. 类胡萝卜素吸收光谱最强吸收区在 ，它不仅可以吸收传递光能，还具有 的作用。
17. 叶绿素吸收光谱有 光区和 光区两个最强吸收区。
18. 光合作用CO2同化过程包括 、 、 三个大的步骤。
19.根据光合途径不同，可将植物分为 、 、 三种类别。
20. 尔文循环按反应性质不同，可分为 、 、 三个阶段。
21. 在光合作用中，合成淀粉的场所是 ，合成蔗糖的场所是 。
22. 光合作用中被称为同化力的物质是 和 。
23. 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 。
24. 光呼吸中底物的形成和氧化分别在 、 和 等三种细胞器中进行的。
25. 农作物中主要的C3植物有 、 、 等。
26. 农作物中C4植物有 、 、 等。
27. 光合磷酸化的途径有 、 和 三种类型，占主导地位的途径是 。
28.正常植物叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量的比值为 ，叶黄素和胡萝卜素分子比例为 。
29. 在光合放氧反应中不可缺少的元素是 和 。
30. 原初反应是将 能转变为 能。
31. 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 。
32. 类囊体膜上主要含有 、 、 、和 等四类蛋白复合体。
33. 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。
34.根据释放一分子O2和同化一分子CO2，确定光合单位包含 个色素分子；根据吸收一个光量子，光合单位应包含 。根据传递一个电子，光合单位应包含 个色素分子数。
35. 叶绿体是由被膜、 、和 三部分组成。
36. 类囊体可分为 类囊体和 类囊体二类。
37. 当叶绿素卟啉环中的 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。
38. 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。
39. C4植物的光合细胞有 细胞和 细胞两类。
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 。
41. 按非环式光合电子传递，每传递4个电子，分解 分子H2O，释放1分子O2，需要吸收8个光量子，量子产额为 。
二、选择题
1. PSⅡ的中心色素分子是：
A.叶绿素a680 B.叶绿素b680 C.叶绿素a700 D.叶绿素b700
2.叶绿素卟啉环的中心原子是
A. Cu B. Fe C. Mg D. Mn
3. PSⅠ的中心色素分子是：
A. P430 B. P652 C. P680 D. P700
4. RuBP羧化酶的活化剂是
A. Cu2+ B. Mg2+ C. K+ D. Mn2+
5.测定叶绿素总量时，分光光度计选用的波长是
A.663 B.645 C.430 D.652
6.光合作用中释放出的氧气来源于
A.H2O B.CO2 C.RuBP D.PGA
7.高等植物光合作用的最终电受体是
A.H2O B.RuBP C.NAD+ D.NADP+
8.光合作用的最终电子供体是
A.H2O B.RuBP C.NAD+ D.NADP+
9. PSI的原初电子供体是
A.H2O B.Fe-S C.NADP+ D.PC
10. PSI的原初电子受体是
A.H2O B.Pheo C.NADP+ D.PC
11. C4植物最初固定CO2的受体是
A.PEP B.RuBP C.PGA D.OAA
12. C3植物固定CO2的受体是
A.PEP B.RuBP C.PGA D.OAA
13. C3植物固定CO2的最初产物是
A.PEP B.RuBP C.PGA D.OAA
14.光合作用蔗糖合成的部位是
A.叶绿体间质 B.叶绿体类囊体 C.细胞质 D.线粒体
15.维持植物生长的最低日照强度应该
A.等于光补偿点 B.大于光补偿点
C.小于光补偿点 D.与光补偿点无关
16.在光合作用碳循环中，每生成一分子葡萄糖需要
A.18分子ATP和12分NADPH2 C. 8分子ATP和12分NADPH2
B. 12分子ATP和18分NADPH2 D. 12分子ATP和18分NADPH
17.光呼吸的底物是
A.乙醇酸 B.甘氨酸 C.葡萄糖 D.RuBP
18.一般而言，正常植物叶片的叶绿素与类胡萝卜素的比值为
A.2:1 B.3:1 C.1 :2 D.1:3
19. C3植物叶绿素a/b为
A.2:1 B.3:1 C.1 :2 D.1:3
20.下列作物中属于C3植物的是
A.玉米 B.高粱 C.小麦 D.苋菜
21.下列作物中属于C4植物的是
A. 水稻 B.小麦 C.玉米 D.凤梨
22.具有CAM途径的植物气孔开闭的情况是
A.昼开夜闭 B.昼闭夜开 C. 昼夜均开 D.昼夜均闭
23.在光合作用研究中，首先发现光合碳循环并获得诺贝尔奖的是
A. R.Hill B. M.Calvin和Bensen C. Krebs D. F.Mitchell
24.在光合作用中最先合成的三碳糖是
A.磷酸甘油酸 B.磷酸甘油醛 C.磷酸甘油 D.磷酸丙酮酸
25.可以在夜间固定二氧化碳的植物是
A.C3植物 B.C4植物 C.CAM D.以上答案都不对
26. C4植物初次固定二氧化碳的酶是
A.1,5—二磷酸核酮糖羧化酶 B.磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
C.磷酸甘油激酶 D.苹果酸脱氢酶
27.从原叶绿酸脂转化为叶绿酸脂需要的条件是
A.K+ B.PO43- C.光照 D.Fe2+
28.通常每个光合单位包含的叶绿体色素分子数目为
A.50--100 B.150--200 C.250--300 D.350--400
29.在光合链中含量最多的既可以传电子又可以传质子的物质是
A. PC B.Cytb C.Ctyf D.PQ
30.既可以形成ATP,也可以形成NADPH+H+的电子传递途径是
A.非环式电子传递链 B.环式电子传递链
C.假环式电子传递链 D.原初反应
31.磷酸化过程中的偶联因子的亚基种类有
A.4种 B.6种 C.8种 D.12种
32.在提取叶绿素时，研磨叶片时加入少许CaCO3，其目的是
A．使研磨更充分 B．加速叶绿素溶解
C．使叶绿素a、b分离 D．保护叶绿素
33.普遍认为光合作用的量子需要量为
A.4～6 B.8～10 C.10～12 D.12～14
34.通常光合速率最强的叶片是
A．幼叶 B．正在生长的叶片
C．已充分生长的叶片 D．老叶片
35.要测定光合作用是否进行了光反应，最好是检查
A．葡萄糖的生成 B．ATP的生成 C．CO2的吸收 D．氧的释放
36.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
A．适当增强 B．一时减弱 C．基本不变 D．变化无规律
37.光合产物从叶绿体转移到细胞质中的形式是
A．核酮糖 B．葡萄糖 C．蔗糖 D．磷酸丙糖
38.光合链中的电子传递的分叉点的电子传递体是
A．H2O B．PC C．Fd D．NADP＋
39.现在认为叶绿体ATP合酶含有的亚基种类有
A．3种 B．6种 C．9种 D．12种
40.叶绿素分子吸收光能后产生荧光的能量来自叶绿素分子的
A．基态 B．第一单线态 C．第二单线态 D．三线态
41.光合作用反应中心色素分子的主要功能是
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
42.一般认为发现光合作用的学者是
A．Van．Helmont B．JosephPriestley
C．F.F.Blackman D．M.Calvin
43.光下叶绿体的类囊体内腔的pH值的变化是
A．增高 B．不便 C．降低 D．无规律性
44. 一般C3植物的CO2饱和点为
A．1~5μl•L-1 B．20~50μl•L-1
C．300～350μl•L-1 D．1 000～1 500μl•L-1
45.一般C3植物的CO2补偿点为 μl•L-1左右。B．
A．1~5 μl•L-1 B．20~50μl•L-1 C．300～350 μl•L-1 D．1 000～1 500
46.电子传递和光合磷酸化的结果是把
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
47. 光合作用中电子传递发生在
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. 光合作用中光合磷酸化发生在
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
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.指出下列四组物质中，属于光合碳循环必需的是
A．叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP
C．O2、H2O、ATP D．CO2、叶绿素、NADPH2
51. 1961年提出化学渗透学说的科学家是
A．C.B.Van Niel B．Robert.Hill
C．Peter Mitchell D．J.Priestley
四、问答题
1.简述光合作用的重要意义。
2.比较C3、C4植物光合生理特性的异同。
3.为什么说光在光合作用中起作主导作用？
4.简述不同类型的植物的光合作用过程。
5.为什么说光合作用是作物产量构成的最主要的因素。
6. 下图为光强－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？
7.举出三种测定光合作用强度的方法,并简述其原理及优缺点。
8.试用化学渗透学说解释光合磷酸化的机理。
9.光对CO2同化有哪些调节作用?
10.叶色深浅与光合作用有何关系？为什么？
11.试分析产生光合作用“午睡”现象的可能原因。
12.光呼吸有何生理意义？
13. 假定成都平原的年辐射量为1120千卡/cm2，一年中收获水稻600kg/667m2，收获小麦250kg/667m2，经济系数为何0.5，产品含水量为12%，每公斤干物质含能量约为1000千卡。试求成都平原的作物光能利用率。
14. 用红外线CO2分析仪测得：空气中的CO2浓度为0.528mg/L，20cm2的叶片水稻光合吸收后叶室的CO2浓度为0.468mg/L，空气流速为1.2L/分，求水稻叶片的光合速率（mg CO2•dm-2•h-1）。
15.如何证实光合作用中释放的O2来自水?
16.请分析C4植物比C3植物光合效率高的原因
17.简单说明叶绿体的结构及其功能。
18. C3途径可分为几个阶段？每个阶段有何作用?
19.影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?
20.C3途径的调节方式有哪几个方面?
答 案
一、名词解释
1.光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和H2O，制造有机物质，并释放O2的过程。
2.光合速率：指光照条件下，植物在单位时间单位叶面积吸收CO2的量（或释放O2的量）。
3.原初反应：指植物对光能的吸收、传递与转换，是光合作用最早的步骤，反应速度极快，通常与温度无关。
4.光合电子传递链：在光合作用中，由传氢体和传电子体组成的传递氢和电子的系统或途径。
5. PQ穿梭：在光合作用电子传递过程中，由质体醌在接合电子的同时，接合基质中的质子，并将质子转运到类囊体腔的过程。
6.同化力：在光反应中生成的ATP和NADPH可以在暗反应中同化二氧化碳为有机物质，故称ATP和NADPH为同化力。
7.光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。
8.荧光现象：指叶绿素溶液照光后会发射出暗红色荧光的现象。
9.磷光现象：照光的叶绿素溶液，当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光。这种发光现象称为磷光现象。
10.光饱和现象：在一定范围的内，植物光合速率随着光照强度的增加而加快，超过一定范围后光合速率的增加逐渐变慢，当达到某一光照强度时，植物的光合速率不再继续增加，这种现象被称为光饱和现象。
11.光饱和点：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增加而加快，光合速率不再继续增加时的光照强度称为光饱和点。
12.光补偿点：指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.光能利用率：单位面积上的植物通过光合作用所累积的有机物中所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。
14. CO2饱和点：在一定范围内，光合速率随着CO2浓度增加而增加，当光合速率不再继续增加时的CO2浓度称为CO2饱和点。
15.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CO 2浓度。
16.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。
17.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。
18.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。
19.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。
20.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。
21.光系统：由叶绿体色素和色素蛋白质组成的可以完成光化学转换的光合反应系统，称为光系统，植物光合作用有PSI和PSII两个光系统。
22.红降现象：当光波大于685nm时，光合作用的量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。
23.双增益效应：如果用长波红光（大于685nm）照射和短波红光（650nm）同时照射植物，则光合作用的量子产额大增，比单独用这两种波长的光照射时的总和还要高，这种增益效应称为双增益效应
24. C3植物：光合作用的途径主要是C3途经的植物，其光合作用的初产物是甘油-3-磷酸
25.C4植物：光合作用的途径主要是C4途经的植物，其光合作用的初产物是C4二酸，如草酰乙酸。
26.量子产额：指每吸收一个光量子所合成的光合产物的量或释放的氧气的量，又称为量子效率。
27.量子需要量：指释放一分子氧或还原一分子二氧化碳所需要的光量子数。一般为8~10个光量子。
28.光合作用‘午睡’现象：在正午光照较强的情况下，有些植物的光合速率会急剧降低，甚至光合速率为零。这种现象称为光合作用‘午睡’现象
二、填空题
1.聚光色素；作用中心色素
2.水；NADP+
3. RuBP；PEP
4.聚光色素；作用中心色素
5. PC；叶绿素分子(A0)
6.去镁叶绿素分子(Pheo)；水
7.锰聚体（锰族蛋白）；5
8.叶肉；维管束鞘
9. 18；12
10.光照；CO2；温度；水分；矿质营养
11.原初反应；电子传递和光合磷酸化；碳同化
12.叶绿素； 类胡萝卜素；藻胆素。
13.类囊体膜；叶绿体基质
14.绿；红
15.水；二氧化碳
16.蓝紫光区；保护光合机构（防止强光对光合机构的破坏）
17.蓝紫；红光
18.羧化阶段；还原阶段；更新阶段
19. C3；C4；CAM
20.羧化阶段；还原阶段；更新阶段
21.叶绿体；细胞质
22. ATP；NADPH+H+
23.RuBP； PGA； RuBPC
24.叶绿体；线粒体；过氧化物体
25.水稻；棉花；小麦
26.甘蔗；玉米；高梁
27.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
28.3：1；2：1
29.氯；锰
30.光；电
31.量子需要量；光量子数
32. PSI复合体； PSⅡ复合体；Cytb６/f复合体；ATPase复合体
33.叶绿素a；光；电
34. 2500；300；600
35.基质；类囊体
36.基质；基粒
37.镁；镁；铜
38. CF1；CFo；质子
39.叶肉；维管束鞘
40.降低；升高
41. 2；1／81.
三、单项选择题
1. A
2. C
3. D
4. B
5. D
6. A
7. D
8. A
9. D
10. B
11. B
12. B
13. C
14. C
15. B
16. A
17. A
18. B
19. B
20. C
21. C
22. B
23. B
24. B
25. C
26. B
27. C
28. C
29. D
30. A
31. 4
32. D
33. B
34. C
35. D
36. B
37. D
38. C
39. C
40. B
41. C
42. B
43. A
44. D
45. B
46. C
47. B
48. B
49. D
50. B
51. C
四、问答题
1. 答：(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：碳三、碳四植物的光合生理特性比较见下表
比较项目 C3 植 物 C4 植 物
叶片解剖结构 维管束鞘细胞与叶肉细胞排列疏松 维管束鞘细胞与叶肉细胞排列紧密，有叶绿体，富含胞间连丝，维管束发达
叶绿 体 只有叶肉细胞中含有叶绿体 维管束鞘细胞中的叶绿体机理片层不发达，叶绿体体积较叶肉中的大
CO2同化途径 只有碳三途径 碳三途径和碳四途径
CO2受体 RuBP RuBP 和 PEP
最初产物 3-磷酸甘油酸 草酰乙酸
光呼吸 高，易测出 低，不易测出
净光合速率 10～40(CO2mgdm-2) 40～80(CO2mgdm-2)
CO2偿点 50～100ppm 0～10ppm
相同点:光反应的过程基本上相同，反应的实质是相同的，都是把二氧化碳同化为 有机物，它们都要进行卡尔文循环。
3. 答：①光是光合作用进行的能量来源，是光合作用进行的动力，光合速率随光照强度增加而增加，达到光饱和点光合速率不再增加；②光照可以诱导暗反应中多种酶的活性；③光照还会影响与光合作用有关的叶绿素的合成和叶绿体的发育。
4. 答：根据光合作用的途径不同，将植物分为C3植物、C4植物和CAM。C3植物二氧化碳同化在叶肉细胞中完成，碳同化途径为C3途径；C4植物初次固定二氧化碳在椰肉细胞中，进行的是C4途径，然后转入维管束鞘细胞中被再次固定，通过C3途径同化为有机物质，氧化碳的固定与还原是在空间上分隔开的；CAM的光合途径与C4植物类似，但空间位置不同，在夜晚固定二氧化碳为有机酸，储藏在液泡中，在白天转入叶绿体中同化为有机物质，二氧化碳的固定与还原是在时间上分隔开的。
5. 答：作物产量的本质是通过植物生产有机物质，光合作用是植物制造有机物质的主要途径，光合产物的多少直接影响植物产量；再者，光合作用产生的有机物质为植物正常生长发育提供有机营养和能量，若光合作用较低，则会影响植物的生长发育，甚至于植物不能生存，也就谈不上进一步为人类提供有机物质。因此光合作用是作物产量的最重要的因素。
答：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。
6. 请分析C4植物比C3植物光合效率高的原因
7. 答：①改良半夜法主要测定但为时间单位面积叶片干重的增加。②红外二氧化碳分析法：原理是二氧化碳对特定波长的红外线有较强的吸收，二氧化碳的浓度与红外辐射能量降低呈线性关系。③氧电极法：氧电极由铂和银构成，其外套有聚乙烯薄膜，外加激化电压时，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，电流越强。
8. 答：化学渗透学说认为：ATP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的，类囊体膜对质子具有选择透过性，在光合作用过程中随着类囊体膜上的电子传递会将H＋从基质向类囊体膜腔内，加之水在类囊体膜强光解产生H＋，可以形成跨过类囊体膜的H＋梯度形成，它具有做功的本领，称之为质子动力势，当质子通过返回叶绿体基质中时，由质子动力势推动ATP合酶催化ADP和Pi合成ATP。
9. 答：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。
10. 答：叶色深浅与光合作用关系是
①在一定范围内光合作用速率与叶色深浅呈正比。
②当叶色超过一定的范围，光合作用速率与叶色深浅不呈正比。
③因为叶片颜色深浅反映了叶绿体色素含量的高低，叶绿体色素在光合作用中起吸收、传递光能和光能的转化。在一定范围内，叶绿体色素含量越多，吸收、传递转化的光能越多，光合速率就快；当含量过多，会受到光合机构的限制和暗反应速率的限制以及环境因素的限制，不能继续提高光合速率。
11. 答：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。
12. 答：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。
13. 答：①一年中没m2通过植物光合作用所形成的有机物质的所包含的能量为：
（1200+500）÷0.5×（1－12%）×1000÷667=4485.75千卡/m2
②光能利用率=单位面积的光合产物包含的能量÷单位面积的辐射能×100%
=4485.75千卡/ m2÷（1120千卡/cm2×100）×100%
=4.005%
14. 答：光合速率（mg CO2•dm-2•h-1）= (0.528-0.468)×1.2×60÷20×100=21.6
15. 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(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：
光，自养生物
CO2 ＋ 2H2A-----------→(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：
光，破碎叶绿体
4Fe3＋＋2H2O-----------→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。
③18O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。
光，光合细胞
CO2＋ 2H218O-----------→（CH2O）＋18O2 ＋ H2O
16. 答：① C4植物叶片具有特殊的有利于光合的结构和光合途径。② 维管束鞘细胞中有高的CO2浓度，促进了Rubisco的羧化反应，抑制了Rubisco的加氧反应。
③ 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。
17. 答：叶绿体有两层被膜，分别称为外膜和内膜，具有选择性。叶绿体膜以内的基础物质为基质。基质成分主要是可溶性蛋白质和其他代谢活跃物质。在基质里可固定CO2形成淀粉。在基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膜上进行的。
18. 答：C3途径可分为三个阶段：①羧化阶段。CO2被固定，生成了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。光合碳循环中形成了3—磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。
19. 答：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，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 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 环境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。
20.答: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。
第四章 呼吸作用
一、名词解释
1. 呼吸作用
2. 呼吸速率
3. 呼吸商
4. 呼吸底物
5. 呼吸跃变
6. 有氧呼吸
7. 无氧呼吸
8. 氧化磷酸化
9. 巴斯德效应
10. 能荷调节
11. 抗氰呼吸
12. 末端氧化酶
13. 无氧呼吸熄灭点
14. 呼吸链
15. 戊糖磷酸途径
16. 糖酵解
17. 三羧酸循环
18. P/O比
二、填空题
1. 糖酵解途径可分为己糖的 、己糖的 、丙糖 三个阶段。
2. EMP和PPP的氧化还原辅酶依次为 和 。
3. 高等植物从 呼吸为主，在特定条件下也可进行 和 。
4.植物的呼吸作用可分为__________和__________两类。
5.呼吸作用的糖的分解途径有3种，分别是 、 和 。
6.从丙酮酸开始，进行TCA一次循环可产生 _____对氢，其中只有一对氢在传递中是交给辅酶_________。
7.呼吸链的最终电子受体是__ ___，氧化磷酸化与电子传递链结偶联，将影响________的产生。
8.糖酵解是在细胞 中进行的，它是 和 呼吸的共同途径。
9.氧化磷酸化的进行与 酶密切相关，氧化磷酸化与电子传递链解偶联将影响_______的产生。
10.植物呼吸过程中，EMP的酶系位于细胞的 部分，TCA的酶系位于线粒体的 部位，呼吸链的酶系位于线粒体的 部位。
11. 一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化，可净产生______分子ATP，需要经过_______底物水平的磷酸化。
12.若细胞内的腺苷酸全部以ATP形式存在时，能荷为 。若细胞内的腺苷酸全部以ADP形式存在，能荷为 。
13.组成呼吸链的传递体可分为 和 。
14.影响呼吸作用的外界因素有 、 、 和 等。
15. 呼吸作用生成ATP的方式有 和 两种磷酸化方式。
16.呼吸抑制剂主要有 、 、 、 等。
17.气调法贮藏粮食，是将粮仓中空气抽出，充入 ，达到 呼吸，安全贮藏的目的。
18.呼吸跃变型果实有 、 等；非呼吸跃变型果实有 、 等。苹果；
19.糖酵解途径的脱氢反应是3-磷酸甘油醛氧化为 ，脱下的氢由 递氢体接受。
20. 呼吸传递体中的氢传递体主要有NAD＋、 、 和 等。
21. 淀粉种子的安全含水量约为 ，油料种子的安全含水量约 。
22. 呼吸链从NADH开始至氧化成水，可形成 分子的ATP，P/O比是 。如从FADH2通过泛醌进入呼吸链，则形成 分子的ATP，即P/O比是 。
23.呼吸链抑制剂鱼藤酮抑制电子由 到 的传递；抗菌素A抑制电子 到 的传递；氰化物复合体抑制电子由 到 的传递。
24. 高等植物如果较长时间进行无氧呼吸，由会因 的过度消耗， 供应不足，加上 物质的积累，受到危害。
25. 线粒体内的末端氧化酶主要有细胞色素氧化酶、 氧化酶、 氧化酶、 氧化酶和 氧化酶等。
26.把采下的茶叶立即杀青可以破坏 酶的活性，保持茶叶绿色。
三、单项选择题
1. 物呼吸作用糖酵解过程进行的部位是
A.线粒体 B.叶绿体 C.细胞质 D.所有细胞器
2. 羧酸循环进行的部位是
A.线粒体内膜 B.细胞质 C.叶绿体 D.线粒体基质
3. 物感病时，磷酸戊糖途径在呼吸代谢中所占的比例会
A.上升 B.下降 C.维持一定的水平 D.以上答案都是
4.植物体内，油脂转化成糖时，呼吸商会
A.变小 B.变大 C.不变 D.不能确定
5.水稻可以通过下列哪种酶活性加强适应淹水低氧条件
A.交替氧化酶 B.酚氧化酶 C.黄素氧化酶 D.细胞色素氧化酶
6.当植物从有氧条件下转入无氧条件下，糖酵解速度加快的原因在于
A.柠檬酸和ATP合成减少 B.ADP和Pi合成减少
C.NADH合成减少 D.FADH2合成减少
7.氨基酸作为呼吸底物时呼吸商为
A.大于1 B.等于1 C. 小于1 D.不一定
8.一分子的乙酰CoA，经TCA循环一圈，可产生的NADH分子数为
A.1 B.2 C.3 D.4
9.TCA的中间产α-酮戊二酸是合成下列哪种氨基酸的原料
A.天冬氨酸 B.丙氨酸 C.色氨酸 D.谷氨酸
10.当细胞中的高能磷酸化合物全部是ATP时，其能荷为
A.1 B.0.75 C.0.5 D.0
11.正常生活的细胞的能荷要求维持在
A.0.5～0.75 B.0.75～0.95 C.1.0～1.5 D.0～0.5
12.可使氧化磷酸化解偶联的物质是
A.2,4-二硝基苯酚 B.CN- C.N3- D.CO
13.一般无氧呼吸的最终产物是
A.甲醛和乙醛 B.乙醛和乙醇 C.乙醇和乳酸 D.乙醛和乳酸
14.丙酮酸氧化脱羧的产物是
A. CO2、NADH和乙酰—CoA B. CO2、FADH2和乙酰—CoA
C. CO2、NADH和OAA D. CO2、NADH和乙酰乙酸
15.磷酸戊糖途径在细胞中进行的部位是
A.线粒体 B.叶绿体 C.细胞质 D.内质网
16.一分子葡萄糖经有氧呼吸完全氧化产生的ATP数目为
A.12 B.18 C.30 D.38
17.小篮子法测定呼吸强度时碱石灰管的作用是
A.排除瓶外O2干扰 B.排除瓶外CO2干扰
C. 排除瓶外H2O干扰 D. 吸收呼吸放出的CO2
18.在TCA中，发生底物水平磷酸化的部位是
A.柠檬酸→α-酮戊二酸 B.琥珀酸→盐胡索酸
C.α-酮戊二酸→琥珀酸 D. 盐胡索酸→苹果酸
19.糖酵解反应最后生成的碳水化合物是
A.磷酸甘油酸 B.磷酸甘油醛 C.RuBP D.丙酮酸
20.在呼吸作用中，产能最多的磷酸化作用是
A.氧化磷酸化 B.底物水平磷酸化
C.环式磷酸化 D.非环式磷酸化
21.线粒体嵴上的小颗粒属于
A.ATP B.ATP合成酶复合体 C.糖蛋白 D.色素
22.有氧呼吸与无氧呼吸的共同阶段是
A.糖酵解 B.三羧酸循环 C.卡尔文循环 D.磷酸戊糖途径
23.一分子葡萄糖经糖酵解过程到丙酮酸净生成的ATP数目为
A.1分子 B.2分子 C.3分子 D.4分子
24.糖酵解中催化六碳糖裂解为2个三碳糖的酶是
A．磷酸己糖异构酶 B．磷酸果糖激酶 C．醛缩酶 D．磷酸丙糖异构酶
25. 在磷酸戊糖途径中，脱氢酶的辅酶是
A．NAD＋ B．NADP＋ C．FAD D．CoQ
26.如果糖的分解完全通过EMP-TCA循环，那么C6/C1应为
A．＞1 B．＜1 C．＝1 D．不一定
27.细胞色素氧化酶含有的金属元素是是
A.Fe B.Zn C.Mo D.Mg
28.在有氧呼吸中，O2的作用是
A.参与底物氧化 B.参与氢的传递 C.参与电子传递 D.作为电子与质子的最终受体
29. 1937首先发现三羧酸循环的学者是英国的。
A．G．Embden B．H．Krebs C．M．Calvin D．J．Priestley
30.在下列哪种方法中，能提高温室蔬菜的产量的控温措施是
A.适当降低夜间温度 B.适当降低白天温度
C.适当提高夜间温度 D.昼夜温度保持一致
四、问答题
1.呼吸作用在农业生产中有哪些方面的应用？
2.简述呼吸作用的生理意义。
3.磷酸戊糖途径有何生理意义？
4.植物细胞中的酚氧化酶有哪些生理作用？
5.你认为在甘薯块根的储藏过程中，应该如何调控温、湿、气之间的矛盾？
6.呼吸作用和光合作用的相互依存关系表现在哪些方面？
7.长时间的无氧呼吸为何会使植物受伤死亡？无氧呼吸的存在对植物有积极的生理意义吗？
8.机械损伤会加快植物呼吸速率的原因何在？
9.从有氧呼吸和无氧呼吸的化学历程说明它们的区别与联系？
10.列举三种测定呼吸强度的方法，并说明原理。
11.小篮子法测定的小麦种子呼吸强度时，种子重大损失克，空白滴定用去草酸20ml，反应20分钟后，滴定用去草酸18ml，计算该小麦种子的呼吸强度。
12.有哪些外界因素影响了呼吸作用？是如何影响的？
13.为什么说呼吸作用是植物的物质和能量转化的中心环节？
14.简要说明有氧呼吸的过程。
15.呼吸作用有哪些类型？写出不同类型呼吸作用的总反应方程式。
答 案
一、名词解释
1. 呼吸作用：指生活细胞内的有机物质，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解，同时释放能量的过程。
2. 呼吸速率：又称呼吸强度。以单位鲜重千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。
3. 呼吸商：又称呼吸系数。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. 呼吸底物: 用于呼吸作用氧化分解的物质.
5. 呼吸跃变: 指花朵、果实发育到一定程度时，其呼吸强度突然增高，尔后又逐渐下降的现象。
6. 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。
7. 无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物。
8. 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。
9. 巴斯德效应：指氧对发酵作用的抑制现象。
10. 能荷调节: 能荷是指细胞中可利用的高能磷酸化合物的摩尔数与细胞中总的腺苷磷酸的比值,细胞中能荷高低对呼吸速率具有的调节作用称为能荷调节。
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情况下仍能够进行其它的呼吸途径。
12. 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。
13. 无氧呼吸熄灭点：又称无氧呼吸消失点，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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
18. P/O比：指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生ATP的分子数。
二、填空题
1.活化，裂解，氧化
2. NAD+、NADP+
3.有氧；酒精发酵；乳酸发酵
4.有氧呼吸；无氧呼吸
5.糖酵解；三羧酸循环；戊糖磷酸循环
6. 5；FAD
7. O2；ATP
8.细胞基质；有氧呼吸；无氧呼吸
9. ATP合酶；ATP
10.细胞基质；线粒体基质；嵴
11. 38；6
12. 1；0.5
13.氢传递体；电子传递体
14.温度；氧；二氧化碳；机械损伤
15.电子传递磷酸化；底物水平磷酸化
16.鱼藤酮、安米妥、抗霉素A、氰化物
17.氮气，抑制
18.苹果；香蕉；柑橘;葡萄
19. 1，3-二磷酸甘油酸，NAD
20. FMN；FAD；UQ
21. 12%～14%；8%～9%
22. 3；3；2；2
23. NADH；CoQ；细胞色素b；细胞色素C1；细胞色素aa3；O2
24.底物，能量，有毒
25.抗氰；酚；抗坏血酸；乙醇酸；O2；H2O
26.多酚氧化酶
三、单项选择题
1.C
2. D
3.A
4.A
5.B
6.A
7.D
8.D
9.D
10.A
11.B
12.A
13 C
14.A
15.C
16.D
17.B
18.C
19.D
20.A
21.B
22.A
23.B
24.C
25.B
26.C
27.A
28.D
29.B
30.A
四、问答题
1．简述呼吸作用的生理意义
答：呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在以下三个方面：
(1)为植物生命活动提供能量：除绿色细胞可直接从光合作用获取能量外，其它生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。呼吸过程中有机物质氧化分解，释放的能量一部分以ATP形式暂贮存起来，以随时满足各种生理活动对能量的需要；另一部分能量则转变为热能散失，以维持植物体温，促进代谢，保证种子萌发、幼苗生长、开花传粉、受精等生理过程的正常进行。
(2)中间产物为合成作用提供原料：呼吸过程中有机物的分解能形成许多中间产物，其中的一部分用作合成多种重要有机物质的原料。呼吸作用在植物体内的碳、氮和脂肪等物质代谢活动中起着枢纽作用。
(3)在植物抗病免疫方面有着重要作用：植物受伤或受到病菌侵染时，呼吸作用的一些中间产物可转化为能杀菌的植保素，以消除入侵病菌分泌物中的毒性。旺盛的呼吸还可加速细胞木质化或栓质化，促进伤口愈合。
2.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义？
答：植物的呼吸代谢有多条途径，表现在呼吸底物的多样性、呼吸生化历程的多样性、呼吸链电子传递系统的多样性以及末端氧化酶的多样性等。不同的植物、器官、组织、不同的条件或生育期，植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行；呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中，植物形成的对多变环境的一种适应性，具有重要的生物学意义，使植物在不良的环境中，仍能进行呼吸作用，维持生命活动。例如，氰化物能抑制生物正常呼吸代谢，使大多数生物死亡，而某些植物具有抗氰呼吸途径，能在含有氰化物的环境下生存。
3．写出有氧呼吸和无氧呼吸的总方程式，两者有何异同点？
答：有氧呼吸的总过程可用下列总反应式来表示：
C6H12O6＋6O2 →CO2＋6H2O △G°′＝-2870kJ•mol-1
无氧呼吸可用下列反应式表示：
C6H12O6 → C2H5OH＋2CO2 △G°′＝-226 kJ•mol-1
(1)共同点：①有氧呼吸和无氧呼吸都是生活细胞内在酶的参与下，将有机物逐步氧化分解并释放能量的过程。②它们都可为植物的生命活动提供能量和中间产物。③有氧呼吸和无氧呼吸最初阶段的反应历程都经过了糖酵解阶段。
(2)不同点：①有氧呼吸有分子氧的参与，而无氧呼吸可在无氧条件下进行。②有氧呼吸的呼吸底物能彻底氧化分解为CO2和水，释放的能量多，而无氧呼吸对呼吸底物进行不彻底的氧化分解，释放的能量少，而且它的生成物如酒精、乳酸对植物有毒害作用。③有氧呼吸产生的中间产物多，即为机体合成作用所能提供的原料多，而无氧呼吸产生的中间产物少，为机体合成作用所能提供的原料也少。
4.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤，甚至死亡？
答： (1) 无氧呼吸释放的能量少，要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物，以至呼吸基质很快耗尽。
(2) 无氧呼吸生成氧化不彻底的产物，如酒精、乳酸等。这些物质的积累，对植物会产生毒害作用。
(3) 无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提供足够的原料。
5.简述线粒体内膜上电子传递链的组成情况。
答：植物线粒体内膜上的电子传递链由4种蛋白复合体组成。
复合体I含有NADH脱氢酶、FMN和3个Fe-S蛋白。NADH将电子传到泛醌（UQ）；
复合体II的琥珀酸脱氢酶有FAD和Fe-S蛋白等，把FADH2的电子传给UQ；
复合体III合2个Cytb（b560和b565）、Cytc和Fe-S，把还原泛醌(UQH2)的电子经Cytb传到Cytc；
复合体IV包含细胞色素氧化酶复合物（其铜原子的CuA和CuB）、Cyta和Cyta3，把Cytc的电子传给O2，激发O2并与基质中的H+结合，形成H2O。
此外，膜外面有外源NAD（P）H脱氢酶，氧化NAD（P）H，与UQ还原相联系。
6.三羧酸循环的要点和生理意义是什么？
答：（1）三羧酸循环是植物的有氧呼吸的重要途径。
（2）三羧酸循环一系列的脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源。一个丙酮酸分子可以产生三个CO2分子；当外界的CO2浓度增高时，脱氢反应减慢，呼吸作用受到抑制。三羧酸循环中释放的CO2是来自于水和被氧化的底物。
（3）在三羧酸循环中有5次脱氢，再经过一系列呼吸传递体的传递，释放出能量，最后与氧结合成水。因此，氢的氧化过程，实际是放能过程。
（4）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程，相互紧密相连。
7.春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是什么原因？
答：是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。
8.果实成熟时产生呼吸骤变的原因是什么？
答：产生呼吸骤变的原因：
（1）随着果实发育，细胞内线粒体增多，呼吸酶活性增高。
（2）产生了天然的氧化磷酸化解偶联，刺激了呼吸酶活性的提高。
（3）乙烯释放量增加，诱导抗氰呼吸。
（4）糖酵解关键酶被活化，呼吸酶活性增强。
9.简述氧化磷酸化的机理。
答：氧化磷酸化的机理有多种假说，如化学偶联学说、结构偶联学说和化学渗透学说。其中得到较多支持的是米切尔(P.Mitchell，1961)的化学渗透学说。根据该学说的原理，呼吸链的电子传递所产生的跨膜质子动力是推动ATP合成的原动力。其主要观点是：①呼吸链上的递氢体与电子传递体在线粒体内膜上有特定的位置，彼此间隔交替排列，质子和电子定向传递。②递氢体有质子泵的作用，当递氢体从线粒体内膜内侧接受从底物传来的氢（2H）后，可将其中的电子（2e）传给其后的电子传递体，而将两个H＋泵出内膜。膜外侧的H＋不能自由通过内膜而返回内侧，因而使内膜外侧的H＋浓度高于内侧，造成跨膜的质子浓度梯度(△pH)和外正内负的膜电势差(△E)，二者构成跨膜的H＋电化学势梯度(△μH＋)。③质子动力使H＋流沿着ATP酶的H＋通道进入线粒体基质时，在ATP酶的作用下推动ADP和Pi合成ATP。
10.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何?
答：种子呼吸速率受其含水量的影响很大。一般油料种子含水量在8%～9%，淀粉种子含水量在12%～14%时，种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全贮藏，此时的含水量称之为安全含水量。超过安全含水量时呼吸作用就显著增强。其原因是，种子含水量增高后，原生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大增强，呼吸也就增强。呼吸旺盛，不仅会引起大量贮藏物质的消耗，而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度，呼吸作用放出的水分会使种堆湿度增大，这些都有利于微生物活动，易导致粮食的变质，使种子丧失发芽力和食用价值。
为了做到种子的安全贮藏，①严格控制进仓时种子的含水量不得超过安全含水量。②注意库房的干燥和通风降温。③控制库房内空气成分。如适当增高二氧化碳含量或充入氮气、降低氧的含量。④用磷化氢等药剂灭菌，抑制微生物的活动。
11．为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？
答：油料种子中含脂肪多，萌发时，耗氧多，呼吸商小，种子如果播种过深会影响正常的有氧呼吸，对物质转化和器官的形成都不利，特别是根的生长和分化会受到明显的抑制。所以油料种子播种时需要注意适当浅播，以保证O2的供应。
12. PPP在植物呼吸代谢中具有什么生理意义？
答：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。
13.什么叫末端氧化酶？主要有哪几种？
答：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或凡H202的氧化酶都称为末端氧化酶。如：细胞色素氧化酶、交替氧化酶（抗氰氧化酶）、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、黄素氧化酶等，也有把过氧化氢物和过氧化物酶列入其中。
14. 举例说明呼吸作用在农业生产中有哪些方面的应用？
答：（1）在作物栽培上的应用；
（2）在粮食种子贮藏方面的应用；
（3）在果蔬贮藏和运输方面的应用。
第六章 植物体内有机物的运输
一、名词解释
1.共质体
2.质外体
3.胞间连丝
4.压力流动学说
5.韧皮部装载
6.韧皮部卸出
7.代谢源
8.代谢库
9.代谢源
10.代谢库
11.P蛋白
12.转移细胞
13.源--库单位
14.比集转运速率
15.磷酸丙糖转运器
二、填空题
1.韧皮部装载过程有 和 两条途径。
2.光合细胞中蔗糖的合成是在 内进行的。催化蔗糖降解代谢的酶有两类，一类是 ，另一类是 。
3.有机物的长距离运输途径通过 。
4.胞间连丝有 、 、 三种状态。
5.解释筛管运输机理的学说有 、 和 三种。
6.筛管中糖的主要运输形式是 糖和 糖。
7.韧皮部卸出是指装载在韧皮部的同化物输出到 的过程。
8.温度影响体内有机物的运输方向，当土温大于气温时，则有利于光合产物向 运输。
6.当温度降低时，呼吸作用相应 ；导致有机物在机体内运输速率 。
9.影响同化产物运输的矿质元素主要有 、 、 。
10.影响有机物的分配有3个因素： 、 和 ；其中 起着较重要的作用。
11.影响有机物运输的外界条件有 、 和 。
12.同化产物在机体内有3种去路，分别为 、 和 。
13.韧皮部中同化物卸出有两条途径，即 和 。
三、单项选择题
1.植物有机物运输的主要部位是A
A.韧皮部 B.本质部 C.微管 D.导管
2.植物体细胞间有机物运输的主要运输途径是A
A.共质体运输 B.质外体运输 C.简单扩散 D.协助扩散
3.韧皮部装载时的特点是A
A.逆浓度梯度、需能、具选择性 B.顺浓度梯度、不需能、具选择性
C.逆浓度梯度、需能、不具选择性 D. B.顺浓度梯度、不需能、不具选择性
4.叶绿体中输出的糖类主要是A
A．磷酸丙糖 B．葡萄糖 C．果糖 D．蔗糖
5.植物体内有机物运输的主要形式为A
A.蔗糖 B.果糖 C.葡萄糖 D.核糖
6.在细胞质泵动学说和收缩蛋白学说中，都认为有机物运输需要C
A.充足的水 B.合适的温度 C.能量 D.光照
7. 摘去植物的繁殖器官后，其营养器官的寿命会A
A．延长 B．缩短 C．变化不显 D．无一定变化规律
8.植物体内有机物的运输白天一般比晚上A
A.快 B.慢 C.一样 D.不能确定
9.对同化物运输有明显调节的作用激素是B
A．CTK B．IAA C．GA D．Eth
10.有机物在植物内运输的最适温度一般为B
A.10℃—20℃ B.20℃—30℃ C.25℃—35℃ D.30℃—40℃
11.油料种子发育过程中，首先积累B
A．油脂 B．可溶性糖和淀粉 C．蛋白质 D．淀粉和油脂
12.促进筛管中胼胝质的合成和沉积的植物激素是A
A．ETH B．IAA C．GA3 D．IAA和GA3
13.在筛管中含量最高的离子是D
A．Fe2＋ B．Cl-1 C．Ca2＋ D．K＋
四、问答题
1.如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部？
2.蔗糖作为同化物的运输形式具有哪些特点？
3. 简述同化物在韧皮部装载的过程。
4. 简述同化物从韧皮部卸出的途径
5. 如何理解库强在决定同化物分配中的重要性。
6.简述胞间连丝的结构特点和生理作用。
7.简述同化物分配的一般规律。
答 案
一、名词解释
1.共质体：是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来形成一个连续的整体。
2.质外体：是一个开放性的连续自由空间，包括细胞壁、细胞间隙及导管等。
3.胞间连丝：是贯穿胞壁的管状结构物，内有连丝微管，其两端与内质网相连接。
4.压力流动学说：又叫集流学说，是德国人明希提出的。该学说认为从源到库的筛管通道中存在着一个单向的呈密集流动的液流，其流动动力是源库之间的压力势差。
5.韧皮部装载：指光合作用产物从叶肉细胞输入到筛分子一伴胞复合体的整个过程。
6.韧皮部卸出：是指装载在韧皮部的同化产物输出到接受细胞的过程。
7.代谢源：指制造并输送有机物质到其他器官的组织、器官或部位。如成熟的叶片。
8.代谢库：指植物接受有机物质用于生长、消耗或贮藏的组织，器官或部位。如正在发育的种子、果实等。
9.代谢源:产生或提供同化物的组织或器官。
10.代谢库：消耗或积累同化物的组织或器官。
11.P蛋白：即韧皮部蛋白，位于筛管的内壁，当韧皮部受到损伤时，它可以在筛孔周围积累并形成凝胶，堵塞筛孔以维持其它部位筛管的压力，减少同化物外流。
12.转移细胞：也叫传递细胞，在共质体与质外体交替运输中起吸收和转运物质的特殊薄壁细胞，其细胞壁和质膜向内突起，形成许多皱褶，扩大了细胞内质膜的表面积，从而增加物质运输面积，促进囊泡的吞并、分泌或吸收。
13.源--库单位：在同化物供求上有对应关系的源与库以及它们之间的疏导组织合称为源--库单位。
14.比集转运速率：指单位时间、单位韧皮部或筛管横截面积上所运转的干物质的量。
15.磷酸丙糖转运器：叶绿体被膜上的一种运转磷酸、磷酸丙糖、磷酸甘油酸等的转运蛋白质，又叫磷酸转运器。
二、填空题
1.共质体；质外体
2.细胞质；转化酶；蔗糖合成酶
3.韧皮部筛管
4.正常；开放；封闭
5.压力流动学说；胞质泵动学说；收缩蛋白学说
6.蔗糖；寡聚糖
4.库细胞
5.根部
6.降低；减慢
7.硼；磷；钾
8.供应能力，竞争能力，运输能力，竞争能力
9.温度，矿质元素，植物激素
10.合成贮藏化合物，代谢利用，形成运输化合物
12.共质体；质外体
三、单项选择题
1.A
2.A
3.A
4.A
5.A
6.C
7.A
8.A
9.B
10.B
11.B
12.A
13.D
四、问答题
1.如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部？
答：(1)环割试验 剥去树干(枝)上的一圈树皮(内有韧皮部)，这样阻断了叶片形成的光合同化物通过韧皮部向下运输，而导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。
(2)放射性同位素示踪法 让叶片同化14CO2，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行放射性自显影，可看出14CO2标记的光合同化物位于韧皮部。
2.蔗糖作为同化物的运输形式具有哪些特点？
答：蔗糖是光合作用的主要产物，是韧皮部运输物质的主要形式，其具有以下适合进行长距离的韧皮部运输的特点：
(1)蔗糖是非还原糖，化学性质比还原糖稳定，运输中不易发生反应。
(2)蔗糖的糖苷键键能高，运输中不易分解，但水解和氧化时能产生相对高的自由能，因而蔗糖是很好的贮能物质。
(3)蔗糖分子小、水溶性高、移动性大，运输速率高。
3. 简述同化物在韧皮部装载的过程。
答：同化物从周围的叶肉细胞转运进韧皮部SE-CC复合体的过程中存在着两种装载途径：
(1)质外体装载途径 光合细胞输出的蔗糖进入质外体后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖载体逆浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管。
(2)共质体装载途径 光合细胞输出的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖浓度梯度进入伴胞或中间细胞，最后进入筛管。
第7章 植物的矿质营养
一、名词解释
1.必需元素 2.微量元素 3.矿质元素的被动吸收 4.矿质元素的主动吸收
5.生理酸性盐 6.生理碱性盐 7.生理中性盐 8.胞饮作用 9.可再利用元素 10.离子通道 11. 载体蛋白 12.单盐毒害 13. 诱导酶 14.生物固氮 15.离子拮抗 16.叶片营养
二、填空题
1. 离子扩散的方向取决于 和 。
2. 植物细胞吸收矿质元素的三种方式为 、 和 。
3. 外界溶液的 pH 值对根系吸收盐分的影响一般来说，阳离子的吸收随 pH 值的升高而 ，而阴离子的吸收随 pH 值的升高而 。
4. 缺乏 元素时，果树易得“小叶病”，玉米易得“花白叶病”。
5. 缺乏 元素时，禾谷类易得“白瘟病”、果树易得“顶枯病”。
6. 缺乏 元素时，油菜“花而不实”，小麦“穗而不实”，棉花“蕾而不花”，甜菜易得“心腐病”，萝卜易得“褐心病”。
7. 和 两类研究结果为矿质元素主动吸收的载体学说提供了实验证据。
8. 植物吸吸的 NO 3 － 运到叶片后，在 中由 酶催化产生 ，然后以 HNO 2 形式运到 ，由 酶催化，接受 提供的电子而还原成 。
9. 在植物生理研究中常用的完整植物培养方法有 、 和 。
10. 水培时要选用黑色溶器，这是为了防止 。
11.栽培叶菜类植物时,应多施 肥。
12.主动吸收包括 和 种形式。
13.植物主动吸收矿质元素的主要特点是 和 。
三、选择题
（ ）1. 植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过
A.韧皮部 B.质外体 C.转运细胞 D.共质体
（ ）2. 影响根毛区主动吸收无机离子最重要的原因是
A.土壤中无机离子的浓度 B.根可利用的氧
C.离子进入根毛区的扩散速度 D.土壤水分含量
（ ）3. 在维管植物的较幼嫩的部分，亏缺下列哪种元素时，缺素症首先表现出来。
A. K B. Ca C. P D. N
（ ）4. 植物吸收矿质量与吸水量之间的关系是
A.既有关，又不完全一样 B.直线正相关关系
C.两者完全无关 D.两者呈负相关关系
（ ）5. 硝酸还原酶其分子中含有
A. FAD 、 Mo 、 Cytf B. NAD 、 Mo 、 Cytb
C.FAD 、 Mo 、 Cytb D. NAD 、 Mo 、 Cytc
（ ）6. 硝酸还原酶与亚硝酸还原酶
A.都是诱导酶
B.硝酸还原酶不是诱导酶，而亚硝酸还原酶是
C.都不是诱导酶
D.硝酸还原酶是诱导酶，而亚硝酸还原酶不是
（ ）6. 植物缺乏下列元素都会引起缺绿症，若缺绿症首先出现在下部老叶上，是缺乏哪种元素。
A. Fe B. Mg C. Cu D. Mn
（ ）7. 高等植物的硝酸还原酶总是优先利用下到哪种物质作为电子供体。
A. FADH 2 B. NADPH+H + C. FMNH 2 D.NADH+H +
（ ）8. 下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。
A.黄素腺嘌呤二核苷酸 B.谷胱甘肽
C.钼辅因子（钼—嘌呤） D.铁离子
（ ）9. 下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。
A.黄素腺嘌呤二核苷酸 B.谷胱甘肽
C.钼辅因子（钼—嘌呤） D.铁离子
（ ）10. 当植物细胞对离子吸收和运输时,膜上起生电质子泵作用的是
A.磷酸酶 B.ATP酶 C.过氧化氢酶 D.NAD
四、问答题
1. 确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？
2. 如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？
3. 用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。
4. 植物缺镁和缺铁表现症状有何异同 ? 为什么？
5. 概述植物必需元素在植物体内的生理作用。
6. 白天和夜晚硝酸还原速度是否相同 ? 为什么？
7. 土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？
8. 简述合理施肥的生理基础。
9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？
10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？
11. 光照如何影响根系对矿质的吸收？
Ⅲ 参 考 答 案
一、名词解释
1.必需元素：是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。
2.微量元素：在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的 0.001~0.00001% 的元素。植物必需的微量元素有：铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。
3.矿质元素的被动吸收：亦称非代谢吸收。是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。
4.矿质元素的主动吸收：亦称代谢性吸收。是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收矿质元素的方式。主动吸收包括初级主动吸收和次级主动吸收。
5.生理酸性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。例如（ NH 4 ） 2 SO4
6.生理碱性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变碱，故把这种盐称为生理碱性盐。例如NaNO 3
7.生理中性盐：植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的 pH 值，故称这类盐为生理中性盐。例如 NH 4 NO 3
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摄取物质的过程。
9.可再利用元素：亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。
10.离子通道：是指由贯穿质膜的由多亚基组成的蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门系统，通过门的开闭控制离子运转的种类和速度。
11. 载体蛋白：存在于生物膜上的能携带离子或分子透过膜的蛋白质，它们与离子或分子有专一的结合部位，能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶。
12.单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。
13. 诱导酶：亦称适应酶，是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。如水稻幼苗本来无硝酸还原酶，如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此酶。
14.生物固氮：微生物自生或与植物（或动物）共生，通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
15.离子拮抗：在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。
16.叶片营养：也称根外营养，是指农业生产中采用给植物地上部分喷是肥料以补充植物对植物对矿质元素需要的措施。
二、填空题
1. 化学势梯度，电势梯度
2. 被动吸收，主动吸收，胞饮作用
3. 上升，下降
4. Zn
5. Cu
6. B
7. 饱和效应，离子竞争现象
8. 细胞质，硝酸还原， NO 2 ˉ ，叶绿体，亚硝酸还原， Fd ， NH 3
9. 土培法、水培法、砂培法
10.藻类滋生
11.氮
12.初级主动吸收，次级主动吸收
13.逆浓度梯度吸收，需要载体蛋白参与，消耗代谢能量
三、选择题
1. B 2. B 3. B 4. A 5 C 6. A 7. B 8. D 9. C 10.B
四、问答题
1. 确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？
答：可根据以下三条标准来判断：
第一 如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史；
第二 植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常；
第三 该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。
2. 如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？
答：可用饱和效应和离子竞争现象来证明。细胞吸收离子存在饱和效应，即在一定的离子浓度范围内，细胞吸收离子的速度随外液离子浓度的升高而增加，当外液离子浓度超过一定范围，细胞吸收离子的速率就不再增加了，说明载体全被离子结合，达到饱和；细胞吸收离子存在竞争现象，如细胞对钾、铷离子的吸收，相互间产生竞争抑制，即一种离子浓度的增加，抑制另一种离子的吸收，说明两种离子为同一种载体所运转，并且竞争载体同一结合部位。
3. 用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。
答：（ 1 ）根对溶液中矿质离子的吸收 根细胞进行呼吸作用，释放出 CO 2 ， CO 2 和 H 2 O 生成 H 2 CO 3 ，并解离成氢离子和碳酸氢根离子，这两种离子迅速地分别与其周围环境中的阳离子和阴离子进行等价交换吸附，于是盐类离子便被吸附在根细胞表面。
（ 2 ）根系对吸附在土壤颗粒上的矿质元素的吸收有两种方式 第一种，通过土壤溶液进行交换，即呼吸过程中产生的 CO 2 释放到土壤溶液中形成氢离子和碳酸氢根离子，可以与土壤表面上的阳离子和阴离子等价交换，使土壤表面上的阴、阳离子被交换到土壤溶液中，再根据第一条使离子被吸附到根细胞表面。第二种，接触交换，当根与土壤颗粒靠得很近，由于根表面吸附离子与土壤颗粒表面吸附离子都在不停的振动，如果根与土粒的距离小于离子振动的空间，两者所吸附的离子便可直接交换，使土粒表面的离子吸附到根细胞表面。被吸附到根细胞表面的离子可经细胞对离子的主动吸收，被动吸收或胞饮作用被吸收进入植物体。
4. 植物缺镁和缺铁表现症状有何异同 ? 为什么？
答：相同点：缺镁和缺铁都呈现缺绿症。
不同点：缺镁出现的缺绿症状首先从下部老叶上表现出来，而缺铁的缺绿症状首先从上部新生叶表现出来。
原因是镁是参与循环的元素，即可再利用元素，而铁是不参与循环的元素，即不可再利用元素。
5. 概述植物必需元素在植物体内的生理作用。
答：（ 1 ）作为细胞结构物质的组分。如碳、氢、氧、氮、磷、硫等组成糖类、脂类、蛋白质和核酸等有机物的组分，参与细胞壁、膜系统，细胞质等结构组成。
（ 2 ）作为植物生命活动的调节者。可作为酶组分或酶的激活剂参与酶的活动，还可作为内源生理活性物质（如激素类生长调节物质）的组分，调控植物的发育过程。
（ 3 ）参与植物体内的醇基酯化。例如磷与硼分别形成磷酸酯与硼酸酯，磷酸酯对代谢物质的活化及能量的转换起着重要作用。而硼酸酯有利于物质运输。
（ 4 ）起电化学作用。如钾、镁、钙等元素能维持离子浓度的平衡，原生质胶体的稳定及电荷中和等。
6. 白天和夜晚硝酸还原速度是否相同 ? 为什么？
答：（ 1 ）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力 FAD(P)H 、 Fd red 和 ATP 。
（ 2 ）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。
（ 3 ）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进 NO 3 - 对 NR 、 NiR 活性的激活作用。
7. 土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？
答：硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜间为快，这是因为：
（ 1 ）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力 FAD(P)H 、 Fd red 和 ATP 。
（ 2 ）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。
（ 3 ）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进 NO 3 - 对 NR 、 NiR 活性的激活作用。
8. 简述合理施肥的生理基础。
答：根据作物的需肥规律进行施肥。首先，要根据不同作物的特点及不同收获对象进行施肥。如叶菜类要适当多施氮肥，而收获块根、块茎的作物需多施磷钾肥。其次，要按作物不同生育期的需肥规律进行施肥。如种子萌发期间，幼苗生长可利用种子贮藏的养分，不需外界提供肥料。随着幼苗不断生长，养分需要量日益增加，通常在开花结实期达到需肥高峰。以后随植株各部分逐渐衰老而对矿质元素的需求量也逐渐减少。尽管各生育期都有其生长中心，都需保证肥分供应。但不同生育期施肥对作物生长的影响不同，增产效果也不一样。通常作物的营养最大效率期是生殖生长期，此时正是作物需肥最多的时期，保证此期作物对肥分的需求，对提高产量至关重要。
9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？
答：叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重的增加，氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足时，叶片肥大，产量高，汁多叶嫩，品质好。
钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高，葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中，所以在富含糖类的贮藏器官（马铃薯块茎和甘薯块根）中钾含量较多，种植时钾肥需要量也较多。
10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？
答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤，影响植株对构成叶绿素的重要必需元素 N 和 Mg 的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面， N 和 Mg 等必需元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的 N 、 Mg 等必需元素依赖于老叶中叶绿素、蛋白质等有机物的分解和转运，即新叶向老叶争夺 N 和 Mg 等必需元素，这就加速成了老叶的落黄。因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根系恢复生长后，新根能从土壤中吸收 N 、 Mg 等必需元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增加，秧苗返青。
11. 光照如何影响根系对矿质的吸收？
答：（ 1 ）光照影响光合，光合产物多，向根系运输多，有利根系生长，增加根系吸收面积，有利矿质（主、被动）吸收。
（ 2 ）光照通过光合增加呼吸基质，有利根系呼吸供能，有利根系主动吸收。根系呼吸产生供交换离子，有利离子的吸附交换，促进被动吸收。
（ 3 ）光照影响气温，进一步影响地温，地温提高，促进根系呼吸，促进根系生长，有利根系（主、被动）吸收。
（ 4 ）光照影响气孔开放，进一步影响蒸腾，有利于矿质在体内分布，促进矿质的吸收。
可见，光照一般有利于矿质吸收。但光照过强时，因蒸腾失水过多，气孔关闭，影响光合，进一步影响矿质吸收。
第8章 光形态建成
一、名词解释 光形态建成
二、填空题
1. 光对植物的影响主要有两个方面 和 。
2. 光敏色素有两种类型 和 ， 是生理激活型，其中______
吸收红光后转变为______。
三、问答题
１.目前已知至少存在哪三种受体，各受体感受的光区在哪里？
２.简述光在植物生长发育中的作用。
参考答案
第8章 光形态建成
一、名词解释：
光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，就称为光形态建成。
二、填空题
1. 光是绿色植物光合作用所必需的；光调节植物整个生长发育，以便更好地适应外界环境。
2. 红光吸收型（Pr） 远红光吸收型（Pfr），Pfr ，Pr，Pfr。
三、问答题
１.目前已知至少存在哪三种受体，各受体感受的光区在哪里？
1）光敏色素：感受红光及远红光区域的光；
2）隐花色素：感受蓝光和近紫外光区域的光；
3）UV-B受体：感受紫外光B区域的光。
２. 答：(1)间接作用 即为光合作用。由于植物必须在较强的光照下生长一定的时间才能合成足够的光合产物供生长需要。 (2)直接作用 指光对植物形态建成
的作用。光对植物生长的直接作用表现在以下几方面：
①影响种子萌发 需光种子的萌发受光照的促进，而需暗种子的萌发则受光抑制。
②黄化苗的转绿 植物在黑暗中生长呈黄化，表现出茎叶淡黄、茎杆细长、叶小而不伸展等状态。若给黄化植株照光就能使茎叶逐渐转绿，这主要是叶绿素和叶绿体的形成需在光下形成。
③控制植物的形态 叶的厚度和大小，茎的高矮，分枝的多少、长度、根冠比等都与光照强弱和光质有关。如UV-B能使核酸分子结构破坏，多种蛋白质变性，IAA氧化，细胞的分裂与伸长受阻，从而使植株矮化、叶面积减少。
④日照时数影响植物生长与休眠 绝大多数多年生植物都是长日照条件下促进生长、短日照条件诱导休眠。
⑤与植物的运动有关 如向光性，即植物器官对受单方向光照射所引起的弯曲生长现象，通常茎叶有正向光性，而根有负向光性。另外，一些豆科植物叶片的昼开夜合，气孔运动等都受光的调节。
第十章 植物生长生理
一、名词解释
种子寿命 温周期现象 生物钟 顶端优势 分化 植物细胞的全能性
生长大周期 感性运动 向性运动 顽拗性种子
二、填空题
1. 植物组织培养的理论依据是 ；不同植物激素的组合配比，在组织培养时诱导根芽发生的效果不同，当CTK/IAA的比值高时，诱
导 的分化；CTK/IAA比值低时，诱导 的分化，中等水平的CTK/IAA比值，诱导 的分化 。
2. 种子萌发时必需的外界条件是 、 和 。此外，还有一些种子的萌发综上述条件外，还需要 的刺激。
3.种子的吸水分为三个阶段，即 、 和 。
4. 玉米株高生长的S形曲线可细分为四个时期 、 、
和 。
5. 高等植物的运动可分为 和 。向性运动有 、 和 ；感性运动有 、 、 和 。
三、选择题
1. 花生、大豆等植物的小叶片夜间闭合、白天张开，含羞草叶片受到机械刺激时成对合拢，这种外部的无定向刺激引起的植物运动称为 运动。
A、感性 B、向性 C、趋性 D、生物钟
2. 是通过组织培养的方法得到证实的。
A、植物能吸收和运输环境中的营养物质 B、植物细胞能够进行有丝分裂
C、植物激素能调控植物的生长和发育 D、植物细胞的全能性
3. 曼陀罗的花夜开昼闭，南瓜的花昼开夜闭，这种现象属于 。
A、光周期现象 B、感光运动 C、睡眠运动 D、向性运动
4. 向日葵的向性运动属于 运动。
A、向日性 B、向光性 C、趋光性 D、感光性
5. 在IAA浓度相同的条件下，蔗糖与诱导维管束分化的关系是：
A、蔗糖浓度低时，有利于韧皮部分化；
B、蔗糖浓度较高时，有利于木质部分化；
C、蔗糖浓度适中时，有利于韧皮部、木质部分化。
6. 植物表现出多种因素周期活动，其叶片“睡眠”运动的周期近似为 h。
A、24 B、 12 C、6 D、48
四、问答题
1. 种子萌发过程中有哪些生理生化变化？
2. 农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思？道理何在？
3. 水分在种子萌发中有哪些作用？
参考答案
第十章 植物生长生理
一、名词解释
种子寿命：是指种子从采收到失去发芽力的时间。
温周期现象：植物对昼夜温度周期性变化的反应。
生物钟：指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律。
顶端优势： 植物顶端在生长上占有优势的现象。
分化：是指细胞形成不同形态和功能细胞的过程。
植物细胞的全能性：指植物体的每个细胞携带着一个完整基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。
生长大周期：植物在不同生育时期的生长速率表现出慢—快—慢的变化规律，呈现“S”型的生长曲线，这个过程称生长大周期。
感性运动：指外界对植物不定向刺激所引起的运动。
向性运动：指外界对植物单向刺激所引起的定向生长运动。
顽拗性种子：不耐脱水干燥，也不耐零下低温贮藏的一类种子称为顽拗性种子。
二、填空题
1. 细胞全能性；芽；根；愈伤组织。2. 足够的水、充足的氧和适宜的温度；光。
3. 急剧吸水、吸水停止、胚根长出后重新迅速吸水。
4. 停滞期、对数生长期、直线生长期、衰老期。
5. 向性运动和感性运动。向光性、向重力性（或向化性、向水性）；感夜性、感热性、感震性。
三、选择题
1-6 A D B B C A
四、问答题
1. 种子萌发过程中会发生哪些生理生化变化？
(1) 种子的吸水：
三个阶段：急剧吸水、吸水停止、重新迅速吸水，表现出快、慢、快的特点。
（2）呼吸作用的变化和酶的形成
1）呼吸的变化
在胚根突出种皮之前，种子的呼吸主要是无氧呼吸，在胚根长出之后，便以有氧呼吸为主了。
2）酶的形成：
萌发种子中酶的来源有两种：
A. 从已经存在的束缚态的酶释放或活化而来；支链淀粉葡萄糖苷酶。
B. 通过蛋白质合成而形成的新酶。a-淀粉酶。
(3) 有机物的转变
种子中贮存着大量的有机物，主要有淀粉、脂肪和蛋白质，萌发时，他们被分解，分解产物参与种子的代谢活动。
2. 农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思？道理何在？
这是指水分供应状况对植物根冠比调节的一个形象比喻。植物地上部生长和消耗的大量水分，完全依靠根系供应，土壤有效水的供应量直接影响枝叶的生长，因此凡是能增加土壤有效水的措施，必然有利地上部生长；而地上部生长旺盛，消耗耗大量光合产物，使输送到根系扔机物减少，又会削弱根系的生长，加之如果水分过多，通气不良，也会限制根系活动，这些都将使根冠比减少。干旱时，由于根系的水分环境比地上部好，根系仍能较好地生长；而地上部则由于抽水，枝叶生长明显受阻，光合产物就可输入根系，有利根系生长，使根冠比增大。所以水稻栽培中，适当落干晒田，可对促进根系生长，增加根冠比。
3. 水分在种子萌发中有哪些作用？
水分是种子萌发的先决条件。因为种子吸水后首先能使种皮软化、透性增加，有利气体交换和呼吸增强，也有利于种胚的破皮而出；其次，能使种子内部物质的状态改变，包括细胞质由凝胶变溶胶，酶的活化，生长激素物质由结合态变为游离态等，有利于呼吸，物质转运等代谢活动加速进行；第三，水分参与物质的降解和转化，又是良好的反应介质，并可促进可溶性物质的运输，为幼根、幼芽的生长提供充分的物质和能量。
第十1章 植物成熟与衰老生理习题
一、名词解释
1、单性结实 2、呼吸骤变 3、休眠 4、衰老
5、脱落 6. dormancy
二、填空题
1、影响叶片脱落的环境因子有__________、___________、___________。
2、影响衰老的外界条件有_______、________、_________、_________。
3、叶片衰老时，__________被破坏，光合速率下降。
4、种子在休眠期内发生的生理生化过程称为_________。
5、未成熟的柿子之所以有涩味是由于细胞液内含有_________。
6、果实成熟后变甜是由于___________的缘故。
7、核果的生长曲线呈____________型。
8、叶片衰老时，蛋白质含量下降的原因有两种可能：一是蛋白质_______________；二是蛋白质________________。
9、用__________破除土豆休眠是当前有效的方法。
10、叶片衰老过程中，光合作用和呼吸作用都_____________。
三、选择题
1、下面水果中（ ）是呼吸骤变型的果实。
A、橙 B、香蕉 C、葡萄 D、草莓
2、种子休眠的原因很多，有些种子因为种皮不透气或不透水，另外一些则是种子内或与种子有关的部位存在抑制萌发的物质，还有一些种子则是由于（ ）。
A、胚未完全成熟 B、种子中的营养成分低
C、种子含水量过高 D、种子中的生长素含量少
3、 以下几种酶，与器官脱落有密切相关的是（ ）。
A、淀粉合酶 B、纤维素酶 C、核酸酶 D、酯酶
4、打破马铃薯块茎休眠的最有效的方法是使用（ ）。
A、ABA B、2，4—D C、乙烯利 D、赤霉素
5、在淀粉种子成熟过程中，可溶性糖的含量是（ ）。
A、逐渐降低 B、逐渐增高 C、变化不大 D、不确定
6、油料种子成熟过程中，糖类的含量是（ ）。
A、不断下降 B、不断上升 C、变化不大 D、不确定
7、在果实呼吸骤变开始之前，果实内含量明显升高的植物激素是（ ）。
A、生长素 B、脱落酸 C、赤霉素 D、乙烯
8、香蕉特殊香味是（ ）。
A、柠檬醛 B、乙酸戊酯 C、乙烯 D、柠檬酸
9、叶片的脱落和生长素有关，把生长素施于离区的近基一侧，则会（ ）。
A、加速脱落 B、抑制脱落 C、无影响 D、因物种而异
10、叶片衰老时，植物体内的RNA含量（ ）。
A、显著下降 B、显著上升 C、变化不大 D、不确定
11、Dormancy in seeds and buds can be broken by application of which plant normone?
A、auxin C、cytokinin B、gibbere llin D、abscisic acid E、ethylene
四、问答题
1、肉质果实成熟时有哪些生理生化变化？
2、植物器官脱落与植物激素的关系如何？
3、植物衰老时发生了哪些生理生化变化？
4、水稻种子从灌浆到黄熟期有机物质是如何转变的？
5、采收后的甜玉米其甜度越来越低，为什么？
参考答案
一、名词解释
1、单性结实：不经受精作用而形成不含种子的果实。
2、呼吸骤变：指花朵、果实发育到一定程度时，其呼吸强度突然增高，尔后又逐渐下降的现象。
3、休眠：有些种子（包括鳞茎、芽等延存器官）在合适的萌发条件下仍不萌发的现象。
4、衰老：指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程。
5、脱落：指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程，如树皮各茎顶的脱落，叶、枝、花和果实的脱落。
6. Dormancy A living condition in which growth does not occor under conditions that are normally favorable to growth.
二、填空题
1、温度、水分、光照 2、光、温度、水分、营养 3、叶绿素 4、后熟 5、单宁 6、淀粉转变为糖7、双S 8、合成能力减弱、分解加快
9、GA 10、迅速下降
三、选择题
1.B 2.A 3.B 4.D 5.A 6.A 7.D 8.B 9.A 10.A 11.B
四、问答题
1、答： (1)果实变甜。果实成熟后期，淀粉可以转变成为可溶性糖，使果实变甜。
(2) 酸味减少。未成熟的果实中积累较多的有机酸。在果实成熟时，有机酸含量下降，这是因为：有的转变为糖；有的作为呼吸底物氧化为二氧化碳和水；有些则被钙离子、钾离子等所中和。
(3)涩味消失。果实成熟时，单宁可被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物，或单宁凝结成不溶于水的胶状物质，涩味消失。
(4) 香味产生。主要是一些芳香族和脂肪族的酯，还有一些特殊的醛类，如橘子中柠檬醛可以产生香味。
(5) 由硬变软。这与果肉细胞壁中层的果胶质水解为可溶性的果胶有关。
(6) 色泽变艳。果皮由绿色变为黄色，是由于果皮中叶绿素逐渐破坏而失绿，类胡萝卜素仍存在，呈现黄色，或因花色素形成而呈现红色。
2、答：
（1） 生长素：当生长素含量降至最低时，叶片就会脱落，外施生长素于离区的近基一侧，则加速脱落，施于远基一侧，则抑制脱落。其效应也与生长素浓度有关。
（2） 脱落酸：幼果和幼叶的脱落酸含量低，当接近脱落时，它的含量最高。主要原因是可促进分解细胞壁的酶的活性，抑制叶柄内生长素的传导。
（3） 乙烯：棉花子叶在脱落前乙烯生成量增加一倍多，感病植株，乙烯释放量增多，会促进脱落。
（4） 赤霉素：促进乙烯生成，也可促进脱落。细胞分裂素延缓衰老，抑制脱落。
3、答： 植物衰老在外部特征上的表现是：生长速率下降、叶色变黄。在衰老过程中，内部也发生一些生理变化。这些变化是：1）光合速率下降。这种下降不只表现在衰老叶片上，而且整株植物的光合速率也降低。叶绿素含量减少、叶绿素a/b比值减少。2）呼吸速率降低。先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率较光合速率降低为慢。3）核酸、蛋白质合成减少。降解加速，含量降低。4）酶活性变强。如核糖核酸酶，蛋白酶等水解酶类活性增强。5）促进生长的植物激素如IAA、CTK、GA等含量减少，而诱导衰老和成熟的植物激素ABA和乙烯含量增加。6）细胞膜系统破坏。透性加大，最后细胞解体，保留下细胞壁。
4、答：水稻开花后，在灌浆过程中，葡萄糖、蔗糖等分糖分开始积累，淀粉也开始累积，它们的累积速度比较接近，都在开花后9天达到高峰。乳熟期以后淀粉累积停止，颖果中还有不少糖分。水稻开花后十多天内，种子的淀粉磷酸化酶活性变化与种子的淀粉增长相一致。
5.答：采收后的甜玉米，其甜度越来越低，这是因为采后的甜玉米细胞中的淀粉磷酸化酶活性加大，迅速地将可溶性糖转化为淀粉，所以它的甜度越来越低。实验表明，采后的甜玉米，在30℃条件下，1天内就有60010的可溶性糖转化为淀粉。
（
第十2章 植物抗性生理习题
一、名词解释
1、抗性 2、冷害 3、冻害 4、温度补偿点 5、萎蔫 6、避逆性 7、渗透调节 8、交叉适应
二、填空题
1、细胞内结冰的主要原因是______________。
2、逆境下，抗性强的品种脱落酸的含量比抗性弱的________。
3、膜脂不饱和脂肪酸含量越高，植物抗冷性就越_______。
4、植物的抗冻性与细胞的硫氢基含量高低成_________关系。
5、靠降低蒸腾即可消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫叫________。
三、选择题
1、干旱条件下，植物体内哪一种氨基酸含量显著增加：（ ）
A、丙氨酸 B、脯氨酸 C、天门冬氨酸 D、甘氨酸
2、植物受到干旱胁迫时，光合速率会（ ）。
A、上升 B、下降 C、变化不大 D、不确定
3、 冬作物体内可溶性糖的含量（ ）。
A、增多 B、减少 C、变化不大 D、不确定
4、在逆境的条件下植物体内脱落酸含量会（ ）。
A、减少 B、增多 C、变化不大 D、不确定
5、细胞间结冰伤害的主要原因（ ）。
A、机械损伤 B、膜伤害 C、细胞质过度脱水 D、以上答案都不是
四、问答题
1、膜脂与植物的抗冷性有何关系？
2、零上低温对植物组织的伤害大致分为几个步骤？
3、为什么在晴天中午不能给农作物浇水？
4、植物发生冻害的机理是什么？
参考答案
一、名词解释
二、填空题
三、选择题
四、问答题
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