植物生理学简答题().doc

绪论
 1．植物生理学的发展大致经历了哪几个阶段？
 2．21世纪植物生理学的发展趋势如何？
 3．近年来，由于生物化学和分子生物学的迅速发展，有人担心植物生理学将被其取
   代，谈谈你的观点。
  参考答案
       1．答：植物生理学的发展大致经历了以下三个阶段：
    第一阶段：植物生理学的奠基阶段。该阶段是指从植物生理学学尚未形成独立的科学体系之前，到矿质营养学说的建立。
    第二阶段：植物生理学诞生与成长阶段。该阶段是从1840年Liebig建立营养学说时起，到19世纪末植物生理学逐渐形成独立体系。
    第三阶段：植物生理学的发展阶段。从20世纪初到现在，植物生理学逐渐在植物学科中占中心地位，所有各个植物学的分支都离不开植物生理学。   
     2．答：．①与其他学科交叉渗透，从研究生物大分子到阐明个体生命活动功能、生产应用，并与环境生态相结合等方面。微观方面，植物生命活动本质方面的研究向分子水平深入并不断综合。在宏观方面，植物生理学与环境科学、生态学等密切结合，由植物个体扩大到群体，即人类地球-生物圈的大范围，大大扩展了植物生理学的研究范畴。
  ②对植物信号传递和转导的深入研究，将为揭示植物生命活动本质、调控植物生长发育开辟新的途径。在21世纪，对光信号、植物激素信号、重力信号、电波信号及化学信号等所诱导的信号传递和转导机制的深入研究，将会揭开植物生理学崭新的一页。
  ③植物生命活动过程中物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控仍将是研究的重点。在新世纪里，对植物生命活动过程中物质代谢和能量代谢转换的深入研究占有特别重要的位置。目前，将光和能量转换机制与生理生态联系起来进行研究正在走向高潮，从而将光和能量转换机制研究与解决人类面临的粮食、能源问题紧密联系起来，以便在生产中发挥更大的指导作用。

第一章 植物的水分代谢
问答题
1、  土壤里的水从植物的哪部分进入植物，双从哪部分离开植物，其间的通道如何？动力如何？
2、植物受涝后，叶片为何会萎蔫或变黄？
3、低温抑制根系吸水的主要原因是什么？
4、简述植物叶片水势的日变化
5、植物代谢旺盛的部位为什么自由水较多？
6、简述气孔开闭的主要机理。
7、什么叫质壁分离现象？研究质壁分离有什么意义？
8、简述蒸腾作用的生理意义。
9、解释“烧苗”现象的原因。
10、在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些？
参考答案
1、土壤里的水从植物的哪部分进入植物，双从哪部分离开植物，其间的通道如何？动力如何？
水分进入植物主要是从根毛——皮层——中柱——根的导管或管胞——茎的导管或管胞——叶的导管或管胞——叶肉细胞——叶细胞间隙——气孔下腔——气孔，然后到大气中去。
在导管、管胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主导地位。在活细胞间的水分运输主要靠渗透。
2、植物受涝后，叶片为何会萎蔫或变黄？
植物受涝后，叶子反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满着水，短时期内可使细胞呼吸减弱，根压的产生受到影响，因而阻碍吸水；长时间受涝，就会导致根部形成无氧呼吸，产生和累积较多的乙醇，致使根系中毒受害，吸水更少，叶片萎蔫变质，甚至引起植株死亡。
3、低温抑制根系吸水的主要原因是什么？
低温降低根系吸水速度的原因是（1）水分本身的粘度增大，扩散速度降低；原生质粘度增大。（2）水分不易透过原生质；呼吸作用减弱，影响根压；根系生长缓慢，有碍吸收表面积的增加。（3）另一方面的重要原因，是低温降低了主动吸水机制中所依赖的活力。
4、简述植物叶片水势的日变化
（1）叶片水势随一天中的光照及温度的变化而变化。（2）从黎明到中午，在光强及温度逐渐增加的同时，叶片失水量逐渐增多，水势亦相应降低；（3）从下午至傍晚，随光照减弱和温度逐渐降低，叶片的失水量减少，叶水势逐渐增高；（4）夜间黑暗条件下，温度较低，叶片水势保持较高水平。
5、植物代谢旺盛的部位为什么自由水较多？
（1）因为自由水可使细胞原生质里溶胶状态，参与代谢活动，保证了旺盛代谢的正常进行；（2）水是许多重要代谢过程的反应物质和介质，双是酶催化和物质吸收与运输的溶剂；（3）水能使植物保持固有的姿态，维持生理机能的正常运转。所以，植物体内自由水越多，它所点的比重越大，代谢越旺盛。
6、简述气孔开闭的主要机理。
气孔开闭取决于保卫细胞及其相邻细胞的水势变化以及引起这些变化的内、外部因素，与昼夜交替有关。在适温、供水充足的条件下，把植物从黑暗移向光照，保卫细胞的渗透势显著下降而吸水膨胀，导致气孔开放。反之，当日间蒸腾过多，供水不足或夜幕布降临时，保卫细胞因渗透势上升，失水而缩小，导致气孔关闭。
气孔开闭的机理复杂，至少有以下三种假说：（1）淀粉——糖转化学说，光照时，保卫细胞内的叶绿体进行光合作用，消耗CO2，使细胞内PH值升高，促使淀粉在磷酸化酶催化下转变为1－磷酸葡萄糖，细胞内的葡萄糖浓度高，水势下降，副卫细胞的水进入保卫细胞，气孔便张开。在黑暗中，则变化相反。（2）无机离子吸收学说，保卫细胞的渗透系统亦可由钾离子（K＋）所调节。光合磷酸化产生ATP。ATP使细胞质膜上的钾－氢离子泵作功，保卫细胞便可逆着与其周围表皮细胞之间的离子浓度差而吸收钾离子，降低保卫细胞水势，气孔张开。（3）有机酸代谢学说，淀粉与苹果酸存在着相互消长的关系。气孔开放时，葡萄糖增加，再经过糖酵解等一系列步骤，产生苹果酸，苹果酸解离的H+可与表皮细胞的K＋交换，苹果酸根可平衡保卫细胞所吸入的K＋。气孔关闭时，此过程可逆转。总之，苹果酸与K＋在气孔开闭中起着互相配合的作用。
7、什么叫质壁分离现象？研究质壁分离有什么意义？
植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象称为质壁分离。在刚发生质壁分离时，原生质与细胞壁之间若接若离。称为初始质壁分离。把已发生质壁分离的细胞置于水势较高的溶液和纯水中，则细胞外的水分向内渗透，使液泡体积逐渐增大因而原生质层与细胞壁相接触，恢复原来的状态，这一现象叫质壁分离复原。
研究质壁分离可以鉴定细胞的死活，活细胞的原生质层才具半透膜性质，产生质壁分离现象，而死细胞无比现象；可测定细胞水势，在初始质壁分离时，此时细胞的渗透势就是水势（因为此时压力势为零）：还可用以测定原生质透性、渗透势及粘滞性等。
8、简述蒸腾作用的生理意义。
（1）是植物水分吸收和运输的主要动力。（2）促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的运输。（3）能够降低叶片的温度，防止植物灼伤。
9、解释“烧苗”现象的原因。
一般土壤溶液的水势都高于根细胞水势，根系顺利吸水。若施肥太多或过于集中，会造成土壤溶液水势低于根细胞水势，根系不但不能吸水还会丧失水分，故引起“烧苗”现象。
10、在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些？
（1）作物从幼苗到开花结实，在其不同的生育期中的需水情况不同。所以，在农业生产中根据作物的需水情况合理灌溉，既节约用水，又能保证作物对水分的需要。（2）其次，要注意作物的水分临界期，一般在花粉母细胞、四分体形成期，一定要满足作物水分的需要。（3）其三，不同作物对水分的需要量不同，一般可根据蒸腾系数的大小来估计其对水分的需要量。以作物的生物产量乘以蒸腾系数可大致估计作物的需水量，可作为汇聚灌溉用水量的参数。
第二章 植物的矿质营养
问答题
1、  支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据？并解释之。
2、  2、N肥过多时，植物表现出哪些失调症状？为什么？
3、为什么将N、P、K称为肥料的三要素？
4、肥料适当深施有什么好处？
5、举出10种元素，说明它们在光合作用中的生理作用。
6、NO3－进入植物之后是怎样运输的？在细胞的哪些部分、在什么酶催化下还原成氨？
7、是谁在哪一年发明了溶液培养法？它的发明有何意义？
8、固氮酶有哪些特性？简述生物固氮的机理。
9、设计一个实验证明植物根系对离子的交换吸附。
10、钾在植物体内的生理作用是什么？举例说明。
11、影响植物根部吸收矿质的主要因素有哪些？
12、何为根外营养？其结构基础是什么？它有何优越性？
13、试述矿物质在植物体内运输的形式与途径，可用什么方法证明？
14、什么是营养临界期及营养最大效率期？它们对作物产量形成有何影响？
15、必需矿质元素应具备哪几条标准？目前已知植物必需元素共有多少种？其中大量与微量元素各为多少种？各是指哪些元素？
16、目前，生物因素氨的机理之主要内容是什么？
参考答案
1、支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据？并解释之。
（1）选择吸收。不同的离子载体具有各自特殊的空间结构，只有满足其空间要求的离子才能被运载过膜。由于不同的离子其电荷量和水合半径可能不等，从而表现出选择性吸收。例如，细胞在K＋和Na＋浓度相等的一溶液中时，即使二离子的电荷相等，但它们的水合半径不等，因而细胞对K＋的吸收远大于对Na＋的吸收。
（2）竞争抑制。Na＋的存在不影响细胞对的K＋吸收，但同样是第一主族的+1价离子Rb＋的存在，却能降低细胞对K＋的吸收。这是因为不仅Rb＋所携带的电荷与K＋相等，而且其水合半径也与K＋的几乎相等，从而使得Rb＋可满足运载K＋的载体对空间和电荷的要求，结果表现出竞争抑制。
（3）饱和效应。由于膜上载体的数目有限，因而具有饱和效应。
2、N肥过多时，植物表现出哪些失调症状？为什么？
叶色墨绿，叶大而厚且易披垂、组织柔嫩、茎叶疯长、易倒伏和易感病虫害等。
这是因为N素过多时，光合作用所产生的碳水化合物大量用于合成蛋白质、叶绿素和其它含氮化合物，使原生质含量大增，而用于合成细胞壁物质（纤维素、半纤维素和果胶物质等）的光合产物减少。这样一来，由于叶绿素的合成增加，因而表现出叶色墨绿；原生质的增加使细胞增大，从而使叶片增大增厚，再加上原生质的高度水合作用和细胞壁机械组织的减少，使细胞大而薄，且重，因而叶片重量增加，故易于披垂；由于光合产物大理用于原生质的增加，而用于细胞壁物质的合成减少，因而表现出徒长和组织柔嫩多汁，其结果就是易于倒伏和易感病虫害。
3、为什么将N、P、K称为肥料的三要素？
因为植物对N、P、K这三种元素的需要量较大，而土壤中又往往供应不足，成为植物生长发育的明显限制因子，对于耕作土壤更是如此。当向土壤中施加这三种肥料时，作物产量将会显著提高。所以，将N、P、K称为肥料的三要素。
4、肥料适当深施有什么好处？
因为表施的肥料氧化剧烈，且易于流失和挥发，对肥尤其如此。所以，肥料适当深施可减少养分的流失、挥发和氧化，从而增加肥料的利用率，并使供肥稳而久。此外，植物根系生长具有趋肥性，所以肥料适当深施还可使作物根系深扎，植株健壮，增产显著。
5、举出10种元素，说明它们在光合作用中的生理作用。
（1）N：叶绿素、细胞色素、酶类和膜结构等的组成成分。
（2）P：NADP为含磷的辅酶，ATP的高能磷酸键为光合碳循环所必需；光合碳循环的中间产物都是含磷酸基因的糖类，淀粉合成主要通过含磷的ADPG进行；促进三碳糖外运到细胞质，合成蔗糖。
（3）K：气孔的开闭受K＋泵的调节，K＋也是多种酶的激活剂。
（4）Mg：叶绿素的组成成分，一些催化光合碳循环酶类的激活剂。
（5）Fe：是细胞色素、铁硫蛋白、铁氧还蛋白的组成成分，促进叶绿素合成。
（6）Cu：质兰素（PC）的组成成分。
（7）Mn：参与氧的释放。
（8）B：促进光合产物的运输。
（9）S：Fe－S蛋白的成分，膜结构的组成成分。
（10）C：光合放氧所需（或Zn ：磷酸酐酶的组成成分等）。
6、NO3－进入植物之后是怎样运输的？在细胞的哪些部分、在什么酶催化下还原成氨？
植物吸收NO3－后，可以在根部或枝叶内还原，在根内及枝叶内还原所占的比值因不同植物及环境条件而异，苍耳根内无硝酸盐还原，根吸收的NO3－就可通过共质体中径向运输。即根的表皮 皮层 内皮层 中柱薄壁细胞 导管，然后再通过根流或蒸腾流从根转运到枝叶内被还原为氨，再通过酶的催化作用形成氨基酸、蛋白质，在光合细胞内，硝酸盐还原为亚硝酸盐是在硝酸还原酶催化下，在细胞质内进行的，亚硝酸还原为氨则在亚硝酸还原酶催化下在叶绿体内进行。在农作物中，硝酸盐在根内还原的量依下列顺序递减；大麦 ＞向日葵＞玉米＞燕麦。同一植物，在硝酸盐的供应量的不同时，其还原部位不同。例如在豌豆的枝叶及根内硝酸盐还原的比值随着NO3－ 供应量的增加而明显升高。
7、是谁在哪一年发明了溶液培养法？它的发明有何意义？
1859年克诺普和费弗尔创立了溶液培养法，变称水培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。由于溶液培养法对每一种矿质元素都能控制自如，所以能准确地肯定植物必需的矿质元素种类，从确定了植物的16种必需元素，为化学肥料的应用奠定了理论基础。这种培养技术不仅适用于实验室研究用，并逐渐广泛用于农业生产。如在沙漠地带采用溶液培养法生产蔬菜，以满足人民生活的需要。
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的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）是固氮菌的固氮作用的直接产物。NH3的积累会抑制固氮酶的活性。
生物固氮的机理可归纳为以下几点：（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NH3，需要6个电子和6个H+。在各种固氮微生物中，主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2，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具有键能很高的三价键（N≡N），要打开它需要很大的能量。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，把氮素还原成氨。
9、设计一个实验证明植物根系对离子的交换吸附。
（1）选取根系健壮的水稻（可小麦等）幼苗数株，用清水漂洗根部，浸入0.1%甲烯蓝溶液中2—3分钟，将已被染成蓝色的根系移入盛有蒸馏水的烧杯中，摇动漂洗数次，直到烧杯中的蒸馏水不再出现蓝色为止。
（2）将幼苗分成数量相等的两组，一组根系浸入蒸馏水中，另一组根浸入10%氯化钙溶液中，数秒钟后可见氯化钙溶液中的根系褪色，溶液变蓝，而蒸馏水中的根系不褪色，水的颜色无变化或变化很小。这说明根系吸附的带正电荷的甲烯蓝离子与溶液中的钙离子发生了交换吸附，甲烯蓝离子被交换进入溶液中，使溶液变蓝。
10、钾在植物体内的生理作用是什么？举例说明。
钾不是细胞的结构成分，但它是许多酶的活化剂。目前已知K＋在细胞内可作为60多种酶的活化剂。例如谷胱甘肽合成酶、淀粉合成酶、苹果酸脱氢酶、丙酮酸激酶等，所以K＋在蛋白质代谢、碳水化合物代谢及呼吸作用中有重要作用。钾在细胞中是构成渗透势的重要成分，对水分的吸收、转动有重要作用；K＋还能调节气孔开闭，从而调节蒸腾作用。此外，在光合电子传递和线粒体内膜电子传递中，K＋可用对应离子向相反的方向转移到膜的一侧，从而维持了跨膜的H+梯度，促进了光合磷酸化和氧化磷酸化的进行。K＋可以促进碳水化合物的运输，特别是对块茎，块根作物施用K＋肥可有效提高块根、块茎的产量。钾还可以提高作物的抗旱性和抗倒伏能力。
11、影响植物根部吸收矿质的主要因素有哪些？
1、温度，在一定温度范围内，随土温升高而加快；
2、通气状况，在一定范围内，氧气代应越好，吸收矿质越多；
3、溶液浓度，在较低浓度范围内，随浓度升高而吸收增多。
20、何为根外营养？其结构基础是什么？它有何优越性？
植物地上部分吸收矿物养料之过程叫做根外营养。其结构基础是外连丝。其优越性表现在：在作物生育后期吸肥能力衰退时，或营养临界期时，可以之外补充营养；可避免一此肥料（如磷肥）的土壤固定；补充植物所需微量元素，此法用量少、见效快。
12、试述矿物质在植物体内运输的形式与途径，可用什么方法证明？
用伤流液分析结果可以证明，植物体内矿质运输之形式：N——氮基酸酰胺；P—P，S—SO42-，金属离子则以离子状态运输。
矿物质在植物体内运输的途径是：根部吸收的矿物质主要在木质部内向上运输，叶片吸收的矿质则重要在韧皮部内向下运输，同时存在侧向运输。
13、什么是营养临界期及营养最大效率期？它们对作物产量形成有何影响？
营养临界期是指作物对于营养缺乏最为敏感的时期，是施肥的关键时期。该期如缺肥，则作物生长发育将受到显著影响，导致作物减产。一般为幼苗期，营养最大效率期是指作物一生中，对于生长发育尤其是产量形成，施肥效果最好、施肥量最大的时期，一般为生殖生长期。适时适量地控制这两个时期之营养供给，对于产量形成与高低有重要作用。
14、为什么说施肥增产的原因是间接的？主要表现在哪些方面？
施用肥料大部分是无机肥料，而作物的干物质和产品都是有机物，矿物质只占植株干重的小部分（百分之几到十几），大部分干物质都是通过光合作用形成的，所以，施肥增产的原因是间接的。主要表现在：施肥可增强光合性能，如增大光合面积，提高光合能力。延长光合时间，利于光合产物分配利用等等，可见施肥增产的实质在于改善光合性能。另外，施肥还能改善栽培环境，特别是土壤条件。
15、必需矿质元素应具备哪几条标准？目前已知植物必需元素共有多少种？其中大量与微量元素各为多少种？各是指哪些元素？
三条标准：（1）缺乏之时发育障碍不能完成生活史；（2）除去该元素时表现出特异， 可由加入该元素而恢复正常；（2）在营养生理上表现出直接效果，而不是由土壤性质或微生物的改变而间接作用产生。
大量元素9种：C、H、O、N|、P、K、Ca、Mg、S
微量元素7种：Fe、Mn、B、Zn、Cn、Mo、Cl
16、目前，生物因素氨的机理之主要内容是什么？
（1）固氮是还原过程，需还要剂Fd还，等提供电子；
（2）因氮过程需Mg参与，需要也只能是由ATP提供能量。
（3）在固氮酶作用下，把N2还原成氨。
第三章 植物的光合作用
问答题
1、从植物生理与作物高产角度试述你对光呼吸的评价
2、叶色深浅与光合作用有何关系？为什么？
3、是谁用什么方法证明光合作用释放的氧来源于水，而不是CO2？
4、试述光对光合作用的影响。
5、扼要叙述光呼吸过程中乙醇酸的来源。
6、何谓光合作用？用什么简便方法证明光合作用的存在。
7、试用化学渗透学说解释光合电子传递与磷酸化相偶联的机理。
8、根据光合作用碳素同化途径的不同，可以将高等植物分为哪三个类群？
9、植物体内水分亏缺使光合速率减弱的原因何在？
10、哪些矿质元素影响光合作用速率？为了夺取作物高产，应该如何做到合理施肥？
11、比较下列两种概念的异同点：
（1）光呼吸和暗呼吸
（2）光合磷酸化和氧化磷酸化
12、何谓光能利用率？光能利用率不高的原因有哪些？
13、何谓限制因子律？是谁在什么时候提出来的？其主要意义何在？
14、光合作用的光反应是在叶绿体哪部分进行的？产生哪些物质？暗反应在叶绿体哪部分进行？可分哪几个大阶段？产生哪些物质？
15、C3植物和C4植物有何不同之处？
参考答案
问答题
1、从植物生理与作物高产角度试述你对光呼吸的评价
光呼吸对光合碳同化是有利还是有害，一直是当前争论的焦点，据推算，在正常的大气条件下，由乙醇酸途径放出的CO2占光合固定的CO214%。也有认为光呼吸所损失碳素占净光合率的30%左右。同时乙醇酸含成及其代谢又消耗了大量能量，因此，光呼吸是植物体内的“无效生化循环”，对光合作用原初生产量是不利的。然而近年研究发现，光呼吸对植物生理代谢并不是完全无效的，而是光合碳代谢所必需，至少是不可避免的。表现在：①光呼吸是光合作用的保护性反应。例如在强光和CO2不足环境下级和光抑制；②光呼吸与光合糖代谢有密切关系，有利于蔗糖和淀粉的合成；③光呼吸与氯代谢关系也很密切，既为硝酸盐还原提供还原剂，也是氨基酸（甘氨酸和丝氨酸）生物合成的补充途径。因而对光呼吸的抑制不能一概而论，研究发现，光呼吸被抑制20—30％的情况下，净光合效率可提高10—20%，如果抑制超过30%时，光合效率反而有所降低。
2、叶色深浅与光合作用有何关系？为什么？
叶色深浅反映叶绿素含量的高低，在一定范围内，光合速率与叶绿素含量成正相关，超过一定范围时，叶绿素含量对光合作用的影响已不明显，因为这时叶绿素含量已有富余，已不再是光合作用的限制因子。叶色深的植物，利用弱光的能力较强，因此阴生植物一般叶色较深，但在强光照下，叶色深有利于收集光能的优点已不复存在。
3、是谁用什么方法证明光合作用释放的氧来源于水，而不是CO2？
大约在1930年以前，研究光合作用的学者都相信，光合作用释放的氧来源于CO2，碳最后被水还原为碳水化合物。
最先提出光合作用释放的氧来源于水，而不是CO2的学者是C.B.Van Niel，他发现有些细菌如紫色硫细菌，在照光条件下利用H2S，将CO2还原形成有机物，没有氧的释放，但有硫或硫酸的产生，根据的Van Niel意见，光合作用可用下式表示：

对绿色植物来说，2A就是氧，对紫色硫细菌则是硫，因此他推论光合作用释放的氧是来源于水而不是CO2。
第二个用实验证明光合放氧是来源于水的是英国剑桥大学的Hill，他在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体如铁氰化钾，在照光时，则可在没有CO2还原的情况下释放氧。
真正证明光合作用释放的氧是来源于水的是Kamen和Ruben，他们将绿色细胞放在含18O2的水中，照光时释放的氧是18O2、而不与CO2中的氧相同，如果用18O2的CO2和普通的水进行光合试验，则释放的氧不是18O2，而是普通的氧，这就有力地证明光合放氧是来源于水，而不是CO2。
4、试述光对光合作用的影响。
光对光合作用的影响是多方面的。包括光强和光质，一方面影响叶绿素的生物合成，一方而影响光合速率。
光是叶绿素形成的必要条件，由原对绿素酸酯还原成叶绿素酸酯需要在光下才能进行。所以黑暗中生长的幼苗不能形成叶绿素而呈黄白色。过强的光照容易使叶绿素被光氧化破坏，对叶绿素形成也不利。实验证明，光质对叶绿素形成有关，单色光不如全色光，单色光中又以红光最好，兰光次之，绿光最差。
光还影响叶绿体的发育，黑暗下，叶绿体发育是畸形，片层结构不发达或不能形成，见光后才能逐渐转入正常。
光影响气孔的开闭，进而影响叶片温度和CO2的吸收．
光是光合作用能量的来源，没有光，同化力（ATP和NADPH＋H+）不能形成，就不能同化CO2；除光强外，光质也影响光合速率。例如菜豆在红光下光合速率最快，兰光次之，绿光最差。水稻表现为兰光最好，红光次之，绿光最差。
5、扼要叙述光呼吸过程中乙醇酸的来源。
乙醇酸主要是通过RuBp羧化酶一加氧酶的作用而形成，该酶有双重催化功能：即可催化RuBp的羧化反应，也可催化RuBp的加氧反应。当环境中O2分压高，CO2分压低时，此酶进行加氧反应，生成3—PGA和磷酸乙醇酸，反应如下：
+磷酸乙醇酸
磷酸乙醇酸乙醇酸
此外，也可通过光合碳循环中转酮酶的作用形成少量乙醇酸。
6、何谓光合作用？用什么简便方法证明光合作用的存在。
光合作用是绿色植物吸收日光能，将CO2和H2O同化为有机化合物并释放氧气的过程。光合产物主要是碳水化合物，故可用下式来表示：

依据这一原理，可以用下列简便方法证明植物在光下的光合作用。
（1）用水生植物如金鱼藻，切断茎，切口向上，置于光下，则可见切口处有气泡放出，放出的气泡就是氧气，而在暗中则没有气泡的发生。
（2）将陆生植物叶片制成小圆片，放入水中通过减压抽气使其下沉，再放入约含1%的碳酸氢钠溶液中，置于直射光下，则小圆片很快就上浮，小圆片上有很多小气泡，是光合作用释放的氧，而在暗中则小圆片不上浮。
（3）有些在光下累积淀粉的植物叶片，可用剪有一定形状空洞的黑纸，夹在预先在暗处放置约两天的植物叶片上，放于直射光下，2小时后，剪下叶片，除去黑纸，用乙醇脱色后放入碘液中，则可见未被黑纸遮盖的部分变为兰黑色，证明有淀粉存在，而未爆光处则不变色。
7、试用化学渗透学说解释光合电子传递与磷酸化相偶联的机理。
光合磷酸化是在光合膜上进行的，光合膜上的光系统吸收光能后，启动电子在光合膜上传递。电子传递过程中，质子通过PQ穿梭被泵入类囊体腔内，同时水的光解也在膜内侧释放出质子，因而形成了跨膜的质子梯度差和电位差，即膜内腔电位较正而外侧较负，两者合称为质子动力势差（△PMF）。按照P.Mitchell的化学渗透学说，光合电子传递所形成的质子动力势是光合磷酸化的动力，质子有从高浓度的内侧反回到低浓度外侧的趋势，当通过偶联因子复合物（CF1—F0）反回到外侧时，释放出的能量被偶联因子捕获，使ADP和无机磷形成ATP。这一学说已经获得越来越多的实验的证实和支持。
8、根据光合作用碳素同化途径的不同，可以将高等植物分为哪三个类群？
根据光合作用碳同化途径的不同，可以将高等植物区分为三个类群，即C3途径（卡尔文循环或光合碳循环）、C4—二羧酸途径及景天酸代谢途径。
C3途径是光合碳循环的基本途径，CO2的接受体为RuBp，在RuBp羧化酶催化下，形成两分子三碳化合物3－PGA。
C4途径是六十年代中期在玉米、甘蔗、高梁等作物上发现的另一代谢途径。CO2与PEP在PEP羧化酶作用下，形成草酰乙酸，进而形成苹果酸或天冬氨酸等四碳化合物。
景天酸代谢途径又称CAM途径。光合器官为肉质或多浆的叶片，有的退化为茎或叶柄。其特点是气孔昼闭夜开。夜晚孔开放时，CO2进入叶肉细胞，在PEP羧化酶作用下，将CO2与PEP羧化为草酰乙酸，还原成苹果酸，贮藏在液泡中。白天光照下再脱羧参与卡尔文循环。
9、植物体内水分亏缺使光合速率减弱的原因何在？
（1）水分亏缺常导致叶片萎蔫，不能保持叶片正常状态。保卫细胞膨压降低，气孔关闭，CO2从叶表面透过气孔扩散到叶内气室及细胞间隙受阻，CO2吸收标减少，影响光合速率。
（2）水分亏缺，气孔关闭，蒸腾减弱，叶温升高，从而降低酶活性和破坏叶绿素，使光合速率降低．
（3）水分亏缺时，植物呼吸反常增强。
（4）水分亏缺时，影响蛋白质的水合度，从而影响蛋白质分子结构及排列以及酶系统的空间构型，从而影响光合速率。
（5）缺水时，影响叶片内光合原料供应和光合产物运输。
（6）水分亏缺，植株生长矮小，影响光合面积，从而影响光合速率．
由此可见，保证水分的正常供应，才有利于提高光合速率和作物产量。

10、哪些矿质元素影响光合作用速率？为了夺取作物高产，应该如何做到合理施肥？
植物生命活动所必需的矿质元素，都对光合作用速率有着直接或间接的影响，例如：
N和Mg是叶绿素的组成元素，Fe、Mn、Mg是叶绿素形成所必需的，N、P、S、Mg等是构成叶绿体片层结构不可缺少的成分；
Fe、Cu等在光合电子传递中具有重大作用，水的光解反应需Cl－和Mn的参加；
光合磷酸化需要P；
K+调节气孔开闭；
Zn是催化CO2水合反应的碳酸酐酶组成成分；光合碳循环中的所有糖类都是含磷酸式团的糖类；
B促进光合产物蔗糖的运输。
由此可见，为了夺取作物高产，在给作物施肥时，除了施用大量元素之外，还需要配合微量元素的施用。无机肥与有机肥配合施用，才能全面合理。
11、比较下列两种概念的异同点：
（1）光呼吸和暗呼吸
（2）光合磷酸化和氧化磷酸化
（1）光呼吸和暗呼吸
特征
暗呼吸
光呼吸
对光的要求
光暗均可进行
只在光下进行
底物
糖、脂肪、蛋白质、有机酸
乙醇酸
进行部位
活细胞细胞质→线粒体
叶绿体→过氧化体→线粒体
历程
EMP→TCA→呼吸链
乙醇酸循环（C2循环）
能量状况
释放能量加以利用
消耗能量
O2与CO2
吸收O2，释放CO2
吸收O2释放CO2
（2）光合磷酸化和氧化磷酸化
特征
相同点
不同点
光合磷酸化
氧化磷酸化
进行部位
均在膜上进行
类囊体膜上
线粒体膜上
形成ATP部位
均有ATP复合酶，能形成ATP
在膜外侧形成
在膜内侧形成
电子传递体位置
均有一系列电子递体
在光合链上
在呼吸链上
能量状况
均有能量转换
来自光能激发，贮藏能量
来自底物分解，释放能量
与H2O的关系
均与H2O有关
是H2O的光解
是H2O的生成
质子泵
均有质子泵
PQ穿梭；将H+泵到膜内
UQ穿梭，将H+泵到膜外
12、何谓光能利用率？光能利用率不高的原因有哪些？
光能利用率是指单位面积上的绿色植物光合产物中所累积的化学能量与照射在这块面积上的日光能的比率。以年来计算，一般作物的光能利用率不到1%，森林植物大概只有0.1%。
光能利用率不高的原因是很多的，主重有以下几方面。
（1）一部分光不能参加光合作用，可以参加光合作用的光是可见光，它只占到达地球表面的太阳辐射的45%左右。
（2）漏光，一年中即使种三季，也会有30%左右的光是没有照射到植物上的。
（3）反射与透射，照在植物叶片上的光大约有15—20%未补吸收，而是损失于反射和透射。
（4）量子需要量的损失，被叶绿体吸收的光，在光合作用能量转化过程中只有23%左右累积到光合产物中，77%都损失消耗了。
（5）呼吸消耗的损失，光合产物大约1/3是呼吸消耗了。
此外，还有许多因子影响光能利用率，例如光饱和点的损失、叶片衰老、CO2供给不足、病虫危害、水分亏缺、矿质营养不良等都会影响植物对光能的利用。
13、何谓限制因子律？是谁在什么时候提出来的？其主要意义何在？
限制因子律是英国生理学家F. F. Blackman于1905年提出来的，这个定律指出：当一个过程的进行受若干个独立因子所影响时，这个过程进行的速度受最低量因子的步伐所限制。例如在弱光下，很低的CO2浓度就达到了饱和，增加CO2浓度不能增加光合速率，因为限制因子是光，只有增加光强，才能提高光合速率，但当光强增加到一定程度后，CO2又变为不足，不能满足光合作用的需要，成了限制因子。
这一定律是光合作用研究史上的一个转折点，它说明象光合作用这样复杂的过程，任何一个因子都没有绝对不变的最适值，这些因子间是互为前提互相制约的，因此，这一定律是一切单因子研究的理论基础。关于光合作用的两步机理，也是受这一定律的启发提出来的。

14、光合作用的光反应是在叶绿体哪部分进行的？产生哪些物质？暗反应在叶绿体哪部分进行？可分哪几个大阶段？产生哪些物质？
光合作用的光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，可分为原初反应、水的光解和光合电子传递、光合磷酸化三大步骤，其产物除释放氧外，还形成高能化合物ATP和NADPH2，两者合称为同化力，光能就累积在同化力中。
光合作的暗反就是指CO2的固定和还原，这一过程是在叶绿体的间质中进行的，可分为CO2的固定、初产物的还原、光合产物的形成和的CO2受体RuBP的再生这四大阶段。光反应形成的同化力即用于CO2固定后的初产物还原，光合碳循环的正常运转还需光的诱导，因为光合环的调节酶是在光下活化，暗中则失活的，因此光合碳循环实际上也是离不开光的。光合碳循环的产物如以脱离环后的产物来评价，则是葡萄糖，最后形成蔗糖或淀粉。
15、C3植物和C4植物有何不同之处？
C3植物和C4植物的差异
特征
C3植物
C4植物
叶结构
维管束鞘不发达，其周围叶肉细胞排列疏松
维管束鞘发达，其周围叶肉细排列紧密
叶绿体
只有叶间细胞有正常叶绿体
叶肉细胞有正常叶绿体，维管束鞘细胞有叶绿体，但基粒无或不发达
叶绿素a/b
约3：1
约4：1
CO2补偿点
30—70
<10
光饱和点
低（3—5万烛光）
高
碳同化途径
只有光合碳循环（C3途径）
C4途径和C3途径
原初CO2受体
RuBp
PEP
光合最初产物
C3酸（PGA）
C4酸（OAA）
RuBp羧化酶活性
较高
较低
PEP羧化酶活性
较低
较高
净光合速率（强光下）
较低（15~35）
较高（40—80）
光呼吸
高，易测出
低，难测出
碳酸酐酸活性
高
低
生长最适温度
较低
较高
蒸腾系数
高（450—950）
低（250—350）
第四章 植物的呼吸作用
问答题
1、在无氧条件下，单独把丙酮酸加入绿豆提取液中，结果只有少量的乙醇形成。但是，如果在相同条件下加入大量的葡萄糖，则生成大量的乙醇，这是什么原因？
2、在酵母提取液中葡萄糖发酵产生乙醇。如果向提取液中分别加入下列物质，对物质，对发酵速率有什么影响？请简要说明其原因。（1）碘代乙酸，（2）ATP，（3）ADP+无机磷，（4）NaF。
3、为什么呼吸作用是一个多步骤的过程而不是葡萄糖的直接氧化？
4、一分子葡萄糖通过糖酵解和TCA环的途径完全氧化时，（1）可以产生多少分子ATP？（2）葡萄糖完全氧化成CO2和H2O时，△G0′＝－2867.5kJ·mol-。细胞内ATP水解的△G0′＝－30.5kJ·mol-。葡萄糖氧化所释放的能量有多少（%）以ATP形式被贮藏起来？（3）其余的能量到哪里去了？
5、小篮子法测定萌发的小麦种子呼吸强度，以Ba（OH）2吸收呼吸时放出的CO2种子重5g，反应进行20分钟，用0.1N-草酸滴定剩余的Ba（OH）2，用去草酸18ml，空白滴定用去草酸20 ml，计算萌发小麦种子的呼吸强度。
6、长时间的无氧呼吸为何会使植物受伤死亡？
7、机械损伤会显著加快植物组织呼吸速率的原因何在？
8、呼吸作用于生理功能有哪些？
9、呼吸代谢的多条途径对植物生存有何适应意义？
10、试从不同底物呼吸途径呼吸链和末端氧化举出呼吸代谢途径各三条。
11、呼吸作用和光合作用之间的相互依存关系表现在哪些方面？
12、线粒体的超微结构是如何适应其呼吸作用这一特定功能的？
13、磷酸戊糖途径与EMP-TCA途径相比有何不同？
14、呼吸作用是怎样影响植物的水分收收，矿质营养等生理活动的？
15、呼吸作用对农业实践有何重要作用？
16、为什么种子入仓时间的含水量不能超过其临介含水量？
17、白天在实验室测定植物茎叶的呼吸速率会受到什么影响？如何解决？
18、萌发的大麦种子其RQ值等于0.97，而同一种子胚的RQ值等于0.23，为什么？如果将种浸入水中，发现RQ值可增加至6.5，为什么？
19、试述戊糖酸途径的出现意义。
 参考答案
1、在无氧条件下，单独把丙酮酸加入绿豆提取液中，结果只有少量的乙醇形成。但是，如果在相同条件下加入大量的葡萄糖，则生成大量的乙醇，这是什么原因？
在由丙酮酸转变为乙醇的反应中，需要NADH和H+作为乙醇脱氢酶的供氢体。一分子葡萄糖经糖酵解转变成丙酮酸的过程中柯生成2分的NADH和H+，能直接作为乙醇脱氢酶的供氢体。因此加入葡萄糖可生成大量乙醇。
2、在酵母提取液中葡萄糖发酵产生乙醇。如果向提取液中分别加入下列物质，对物质，对发酵速率有什么影响？请简要说明其原因。（1）碘代乙酸，（2）ATP，（3）ADP+无机磷，（4）NaF。
碘代乙酸是磷酸甘油醛脱氢酶的抑制，NaF是烯醇化酶的抑制剂，ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。所以（1）、（2）和（4）都降低发酵速率。ADP和无机磷可提高磷酸果糖激酶的活性，从而提高发酵速率。
3、为什么呼吸作用是一个多步骤的过程而不是葡萄糖的直接氧化？
葡萄糖的直接氧化就相当燃烧，能量会突然以热的形式全部释放出来。对植物而言，突然全部释放出这样多的能量是一种浪费。所以，植物通过多步骤的氧化作用使能量分为一小份一小份地释放，并能立即用于其他过程，比如用于合成ATP分子，从而防止了能量的浪费。
4、一分子葡萄糖通过糖酵解和