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 对光的要求 底物 进行部位 历程 能量状况 O2与CO2 （2）光合磷酸化和氧化磷酸化

不同点 特征 进行部位 形成ATP部位 形成ATP 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 相同点 光合磷酸化 均在膜上进行 均有ATP复合酶，能在膜外侧形成 在膜内侧形成 类囊体膜上 氧化磷酸化 线粒体膜上 暗呼吸 光暗均可进行 糖、脂肪、蛋白质、有机酸 活细胞细胞质→线粒体 EMP→TCA→呼吸链 释放能量加以利用 吸收O2，释放CO2 光呼吸 只在光下进行 乙醇酸 叶绿体→过氧化体→线粒体 乙醇酸循环（C2循环） 消耗能量 吸收O2释放CO2 －

来自光能激发，贮藏能量状况 与H2O的关系 质子泵 均有能量转换 能量 均与H2O有关 均有质子泵 是H2O的光解 PQ穿梭；将H+泵到膜内 12、何谓光能利用率？光能利用率不高的原因有哪些？

来自底物分解，释放能量 是H2O的生成 UQ穿梭，将H+泵到膜外 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 叶结构 细胞排列疏松 排列紧密 叶肉细胞有正常叶绿体，维管叶绿体 只有叶间细胞有正常叶绿体 束鞘细胞有叶绿体，但基粒无或不发达 叶绿素a/b CO2补偿点 光饱和点 碳同化途径 原初CO2受体 光合最初产物 RuBp羧化酶活性 PEP羧化酶活性 净光合速率（强光下） 光呼吸 碳酸酐酸活性 生长最适温度 蒸腾系数

约3：1 30—70 低（3—5万烛光） 只有光合碳循环（C3途径） RuBp C3酸（PGA） 较高 较低 较低（15~35） 高，易测出 高 较低 高（450—950） 约4：1 <10 高 C4途径和C3途径 PEP C4酸（OAA） 较低 较高 较高（40—80） 低，难测出 低 较高 低（250—350） C3植物 维管束鞘不发达，其周围叶肉C4植物 维管束鞘发达，其周围叶肉细