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植物生理学复习资料

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Ψw表示,单位MPa。

Ψw=(μw-μwo)/Vw,

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0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ΨP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Ψs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Ψm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。

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CO2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HCO3-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、CO2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CO2促进气孔张开,高浓度CO2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。

②CO2使细胞内酸化,影响跨膜质子浓度差的建立。

因此,CO2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:

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(NH4)2SO4

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NaNO3

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NH4NO3

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。

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CO2,CO2和H2O生成H2CO3,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CO2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、Fdred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NO3-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、Fdred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NO3-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:

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CO2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

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1120kcal/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(mgCO2?

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?

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RuBPRuBP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(CO2mg.dm-2)40~80(CO2mg.dm-2)

CO2偿点50~100ppm0~10ppm

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

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