植物生理学题库汇总

光呼吸的产物，如3－PGA等还会参与卡尔文循环，再生RuBP。 17. 简述光对光合作用的影响。

18. 论述光对光合作用的影响。

1光是光合作用的能量来源，绿色细胞将光能转化为有机物中贮存的化学能。光能被集光色素传递给作用中心色素，色素利用光能进入激发态，激发能在电子传递链中随高能电子的传递而传递，最后合成ATP和NADPH，他们是碳同化的主要动力和还原剂来源。

光是叶绿体和叶绿素合成的必要条件。叶绿体是由顶端分升组织内的原质体发育而来，原质体发育成为前质体，在有光条件下，继续发育出成熟的类囊体等结构，成为具有光合功能的叶绿体。叶绿素在合成的过程中，原叶绿素酸酯只有在光照条件下才能够合成叶绿素酸酯，缺光条件因此不能合成叶绿素，叶绿体发育也只能停留在原叶体（黄化质体）阶段。

光对光合作用还有抑制作用，表现为强光下光合速率降低。其原因是由光合机构接受光能超过光合作用所能利用的光能数量所引起的。过剩光能越多，光合系统受损程度越大，光合作用越弱。

最后很多光合作用的酶是由光参与调控的。如Rubisco、PGAld-3P-DH、FBPase、SBPase、Ru5PK。光通过对此类酶的调节，可对光合作用起到调节作用。 19. 试分析光合作用出现光饱和现象的原因。 主要原因是同化力不能完全在碳同化反应中被利用完，导致部分或全部光合作用中心关闭，使光能以其他形式散失而浪费。

20. 试从CO2和O2的浓度，分析它们对光合作用的影响。

CO2是光合作用的原料，在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增加，到CO2饱和点后，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。但另一方面，CO2浓度过高，使气孔开度减小，是叶内CO2浓度不再增加；有的植物在CO2浓度过高时还会发生中毒现象。如果植物长期生长在高CO2条件下，光合会下调到原来大气CO2浓度的水平。

对于C3植物，O2浓度的增加会降低光合速率，因为氧气提高 Rubisco加氧酶活性，加强C3植物的光呼吸；氧气与NADP竞争光合链上的电子，使NADPH减少，同时生成活性氧，加速光合器官的光氧化，降低了光能的吸收、传递和转换。

21. 植物为什么会出现“午休”？如何减轻植物的“午休”？

中午相对湿度过低，导致叶片失水过多，气孔关闭影响CO2进入。提高湿度，增加CO2浓度等仍可使光合迅速恢复。但如长时期低湿加强光照，就会引起光系统的损伤和Rubisco等活性的降低，导致“午睡”一降不起。这种情况须待光强下降甚至过夜后才能恢复。

22. 为什么理论上计算C3植物固定1分子CO2需8-10个光量子? 23. 你认为可从哪些方面提高植物光合能力?

植物光合能力是由光能吸收传递和转化能力，CO2固定途径，电子传递和光合磷酸化能力及固定CO2的有关酶活等决定的。可以从这些方面来提高光合能力。

一共五点，书P100-101

24. 从分子生理的角度，如何提高植物光合能力？ 25. 从农林业生产的角度，如何提高植物光能利用率？

光能利用率指投射到作物表层的太阳光能或光合有效辐射能被植物转化为化学能的比率。它是估算生产潜力的前提。生产潜力是在一系列最优条件组合（温度、水分、养分、土壤以及社会经济条件等）下，植物所能达到的生产力，这是植物的理论生产力，它仅取决于植物的光能利用率。 提高植物光能利用率的本质就是增加单位面积的生物学产量。除了考虑减少漏光、反射、透射损失外，还应考虑提高吸收光能的转换率和降低消耗。大致有以下几个方面。

1.选择合理种植方式：在温度条件允许情况下，最大可能延长光照时间；阳光最强时期具有

较高的叶面积系数，使温度、光强、叶面积系数的乘积之和达到最大值，据此可采取间套复种与合理选择行局和行距等，达到提高光能利用率的日的。

2.选育、推广优良品种

选育、推广合理的叶型、株型、高光效低光呼吸的品种是提高光能利用率的主要途径之一。就叶型来说，在作物群体中，接近直立的叶片比接近水平的叶片能更均匀地将所接受的光能分配给全部光合器官，从而更好地利用光能．矮秆品种株型紧凑，叶片短而挺直，耐肥抗倒伏，经济系数也较高，有利于增产。在光强和温度均较低的地区和季节，宜选育光合效率相对高的碳三植物。 3.改善CO2、水分条件，增加光合能力

合理密植可使作物群体通风透光，多施有机肥料和含有CO2的化肥，提高空气中CO2

的浓度，对经济作物和粮食作物都有增加生长量与产量的效果。足够的水分对加强光合作用也是十分重要的。叶片缺水，气孔开度变小，甚至关闭，影响CO2的吸收，蒸腾减弱，叶温增高，从而增加呼吸消耗，降低了净光合生产率。

25. 从农林业生产的角度，如何提高植物光能利用率？

在农业生产上：经济产量=生物学产量×经济系数，而生物学产量是由五个因素(光合面积×光合强度×光合时间-光合产物消耗)相互作用的结果，经济系数则是有多少光合产物运输到了收获的经济器官之中。生产上提高产量的光合的原理主要是提高植物群体的光合生产率。

在提高生物学产量方面，一是要增加光合面积。使叶面积指数达到一个合适的值,通过合理密植、合适的肥水管理和良好的株型调节，既能在最大生育期充分吸收光能，又能保持下部叶片的光照在光补偿点以上，防止叶片新老交替过快。二是延长光合时间，主要是指延长全年利用光能的时间。生产上常用，提高复种指数、合理的间套作和延长单季光合时间。当前特别是要充分运用设施栽培，来植物外界生长环境，延长全年种植时间，进行集约化生产。二是提高光合速率降低呼吸消耗，才传统的高光效育种、提高CO2浓度和合适的肥水管理的基础上开展高光效植物基因改良研究，如把C4植物光合关键酶转入C3植物，对光合关键酶进行分子结构改造，提高其对CO2的亲和能力，抑制光呼吸、减轻光合光抑制等植物基因改良和化学措施的应用等。

第四章 植物呼吸作用

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

糖酵解：(EMP)己糖部分氧化降解成丙酮酸并生成2分子NADH和2分子ATP的过程： C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2pyr+2NADH+2H++2ATP+2H2O。

三羧酸循环：(TCA)糖酵解的产物丙酮酸，在有氧的条件下，在线粒体基质中经三羧酸、二羧酸逐步氧化分解成CO2并生成ATP、NADH和FADH2的过程。 2pyr+8NAD++2FAD+2ADP+2Pi+4H2O→6CO2+2ATP+8NADH+H++2FADH2

戊糖磷酸途径：（PPP）葡萄糖-6-磷酸除了进行糖酵解之外还可以直接脱氢氧化，形成6-磷酸葡萄糖酸，再在脱羧酶的作用下，进一步脱羧氧化，将NADP+还原成NADPH+H+，并放出CO2，形成核酮糖-5-磷酸的过程。

呼吸链：Respiratory chain EMP、TCA和PPP途径中形成的NADH、NADPH和FADH2需要沿着一系列的按氧化还原电位高低有序排列在线粒体内膜上的氢及电子传递体，最后传递到O2形成H2O并生成造成H+跨膜运动。这一系列电子以及H+的传递链称为呼吸链。 NADH → FMN→ Fe-S → UQ→ Cytb→ Cytc → Cyta a3

P/O比：即每消耗一个氧原子，无机磷与ADP结合形成ATP的数目。P/O比表示了线粒体氧化磷酸化的活力。

巴斯德效应：Pasteure effect 巴斯德在用酵母生产葡萄酒时发现在空气中酵母生长快，产生的CO2和乙醇少；而在厌氧的条件下，酵母的生长缓慢，耗糖多而产生的CO2和乙醇也多。这种O2对无氧呼吸的抑制称为巴斯德效应。

呼吸速率：Respiration efficiency单位重量在单位时间释放的CO2或吸收O2的量。

末端氧化酶：Terminal oxidase :是指把底物的电子传递到分子氧并形成水或过氧化氢的酶。植物体中细胞色素氧化酶是最重要的末端氧化酶。

细胞色素氧化酶：cytochrome oxidase是一种含铁和铜的氧化酶，含有细胞色素a及a3，铁卟啉为其辅基，细胞色素a3中的铁原子只与卟啉环及蛋白质形成五个配位键，还有一个配位键可与氧结合。反应时，细胞色素氧化酶把细胞色素a的电子传给O2，使其激活，与质子（H+）结合形成水。细胞色素氧化酶对O2的亲和力很高，但它也可以与CN-、N3-、CO结合，抑制呼吸作用的进行。

交替氧化酶：alternate oxidase 在天南星科海芋属植物在开花时，花序的呼吸速率很高，并且不会受到CN-、N3-、CO的抑制。这种呼吸被称为抗氰呼吸，而这条呼吸链中对氰化物不敏感的氧化酶称为交替氧化酶或抗氰氧化酶。电子从CoQ经交替氧化酶的传递，直接交给O2形成一条缩短的支路。不过交替氧化酶亲和力低得多，而且交替电子传递不太会与氧化磷酸化作用相偶联，所以这条途径主要产生热量而不形成ATP。

能荷：energy charge (EC) ATP、ADP及Pi在细胞中的浓度被认为是调控呼吸作用的一个重要因素。因此，能荷代表了细胞的能量水平。能荷=（[ATP]+1/2[ADP]）/（[ATP]+[ADP]+[AMP]）。通过反馈调节，生活细胞的能荷一般稳定在0.75-0.95之间。

能荷调节：ATP+AMP→2ADP通过腺苷酸酶可达到平衡。通过反馈调节，当能荷变小，细胞会相应地启动、活化ATP的合成反应，反之当能荷变大时，则ATP合成反应就变慢。因此生活细胞的能荷一般稳定在0.75-0.95之间。

生物氧化：Biological oxidation 广义上指在活细胞内,有机物质氧化降解,包括消耗O2,生成CO2和H2O及放出能量的总过程。它是经一系列酶催化、在常温和以H2O为介质的环境中进行,并且是逐步完成的,能量也是逐步释放出来的。这些能量的相当大部分是以高能键形式贮存,供各种生理活动之需。狭义上指电子传递、氧化磷酸化吸氧和产生H2O的过程。 氧化磷酸化：Oxidative phosphorylation （当底物脱下的氢经呼吸链（氢和电子传递体）传至氧的过程中,伴随着ADP和Pi 合成ATP的过程称氧化磷酸化。）Mitchell化学渗透学说，当电子在呼吸链中传递时，H+被泵到膜间空间中，形成了跨膜的电化学梯度。电化学梯度的能量通过内膜上的ATP合成酶转化成化学能贮存在ATP中。这一氧化作用和ATP合成的磷酸化作用偶联称为氧化磷酸化。 抗氰呼吸：在天南星科海芋属植物在开花时，花序的呼吸速率很高，并且不会受到CN-、N3-、CO的抑制。这种呼吸被称为抗氰呼吸，而这条呼吸链中对氰化物不敏感的氧化酶称为交替氧化酶或抗氰氧化酶。 生长呼吸： 维持呼吸：

呼吸商：R.Q (Respiration Quotient) 又称呼吸系数，是植物组织在一定时间内释放的CO2的摩尔数与吸收的O2的摩尔数的比率。它表示了呼吸底物的性质及氧气供应状态的一种指标。当呼吸底物是糖类而又完全氧化时，R.Q.=1。而脂类比糖的还原程度高，所以脂类在生物氧化时需要更多的氧，其R.Q.<1。而氧化程度比较高的物质，如有机酸的R.Q.>1。无氧呼吸RQ远大于1，而不完全氧化的RQ值小于1。

温度系数：温度每升高10度所引起的呼吸速率的增加的倍数，如Q10=（t度+10度）时的呼吸速度/t度时的呼吸速率。 安全含水量：temperature coefficient (Q10) 适于周年长期保管的种子含水量称安全含水量。

呼吸跃变：部分果实成熟过程呼吸渐渐下降,但在成熟前呼吸又急剧升高,达到一个小高峰后再下降的现象。如苹果、梨、香蕉、草莓等, 称跃变型果实。

二、填空题

1 植物正常呼吸时，主要的呼吸底物是 葡萄糖 ；但在持续饥饿条件下，它将动用 氨基酸、脂肪 用于呼吸代谢。

2 有氧呼吸可分成 糖酵解 、 三羧酸循环 和 氧化磷酸化 三个阶段。 3 催化EMP的酶系分布在 细胞质 内，催化TCA循环的酶系分布在 线粒体基质 内，催化PPP的酶系分布在 细胞质 内。

4 糖酵解的最终产物是丙酮酸 ，在有氧条件下，它进入 线粒体 彻底氧化分解；在转氨酶作用下则可生成 丙氨酸 。

5 高等植物的无氧呼吸随环境中O2的增加而 减弱 ，当无氧呼吸停止时，这时环境中的O2浓度称为 消失点 。

6 高等植物如果较长时间进行无氧呼吸，由于 有机物 的过度消耗，中间产物（ATP？） 供应不足，加上 酒精、乳酸 的积累，因而对植物是不利的。

7 高等植物的某些部位（或时期）在正常情况下也局部进行无氧呼吸，例如 块根 和 块茎 。

8 种子从吸胀到萌发阶段，由于种皮尚未突破，此时以 无氧呼吸 呼吸为主，RQ值 >1 ，而从萌发到胚部真叶长出，此时转为以 有氧呼吸为主，淀粉类种子RQ = 1，油料和蛋白质种子RQ < 1。

＋

9 高等植物在正常呼吸时，主要脱氢酶的辅酶是 NAD ，是终的电子受体是 氧气 。

＋＋

10 糖酵解过程的氢受体是 NAD ，磷酸戊糖途径的氢受体则是 NADP ，因此二者的比例在代谢调节中起看一定的作用。

11 催化PPP的酶系分布在 细胞质 ，催化EMP的酶系分布在 细胞质 ，催化TCA环酶系分布在 线粒体衬质 ，而电子传递的部位是在 线粒体内膜 。

12 糖代谢是通过中间产物 乙酰CoA 和 NADPH 与脂肪代谢相联系的。 13 芳香族氨基酸的合成，需要由PPP与EMP途径分别提供中间产物 莽草酸 和 乙酰CoA 作为其碳架。

14 在磷酸戊糖途径的中间产物中， 戊糖化合物 是合成核酸的原料， 赤藓糖-4-磷酸和3-磷酸甘油酸 可与糖酵解中的 乙酰CoA 形成莽草酸。 15 糖代谢通过其中间产物 草酰乙酸 、 α－酮戊二酸 和 丙酮酸 与氨结合成相应的氨基酸与氮代谢相联系。

16 糖代谢的多种中间产物可用于其他物质的合成，例如： 乙酰CoA 与 莽草酸 可用于合成芳香族氨基酸，而合成萜类的起始物是乙酰CoA 。

17 进行磷酸戊糖途径的部位是在 细胞质 ，其氢的受体是 NADP＋ 。

18 线粒体是进行 有氧呼吸 的细胞器，在其内膜上进行 电子传递和氧化磷酸化 过程，衬质内则进行 三羧酸循环 。

19 呼吸链上的CoQ是 醌 类化合物，其作用是传递 质子和电子 。 20 线粒体内的末端氧化酶有 细胞色素氧化酶 和 交替氧化酶 等。 21 细胞色素是通过元素 Fe 的变价来传递电子的，而CoQ是通过 CoQ与CoQH2 互变来传递电子和质子的。

22 线粒体以外的末端氧化酶主要有 抗坏血酸氧化酶 、 酚氧化酶 和 黄素氧化酶 等。

23 天南星科植物的佛焰花序放热较多，这是由于进行 抗氰呼吸 的结果。 24 抗氰呼吸释放出较多的 热量 ，这种呼吸生成的ATP 很少 。

25 植物细胞内产生ATP的方式有三种，即 底物水平磷酸化 、 氧化磷酸化 和 光合磷酸化 。

26 正常呼吸链上的末端氧化酶是 细胞色素氧化酶 ，植物进行抗氰呼吸时，其末端氧化酶是 交替氧化酶 ，放热呼吸的呼吸链上的末端氧化酶是 交替氧化酶 。 27 Cytb中文名叫 细胞色素b ，它是通过元素 Fe 的变价来传递电子的。 28 Pasteur效应是指氧气对 无氧呼吸 的抑制现象；Warburg效应是指氧气对 光合作用 的抑制现象。

29 若细胞内的腺甘酸，全部是 AMP 时，其能荷为0，全部是 ATP 时其能荷为