过程需要能量。由于N2具有三价键（N?N），打开它需很多能量，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还原成氨。 9．合理施肥增产的原因是什么?
合理施肥增产的实质在于改善光合性能（增大光合面积，提高光合能力，延长光合时间，有利光合产量分配利用等），通过光合过程形成更多的有机物获得高产。 10．根外施肥有哪些优点?
（1）作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时，可根外施肥补充营养 。（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥无此毛病，且用量少。（3）补充植物缺乏的微量元素，用量省、见效快。
第三章 植物的光合作用
一、名词解释
1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。 2．原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。
3．红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。 4．爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。
5．光合链：即光合作用中的电子传递。它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递，最后传递给NADP+。光合链也称Z链。 6．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。 7．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。
8．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。 9．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。
10．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。
11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。
12．光补偿点：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．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。 14．光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。
15．光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。
二、填空题
1．光合生物所含的光合色素可分为四类，即 、 、 、 。叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素
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2．合成叶绿素分子中吡咯环的起始物质是 。光在形成叶绿素时的作用是使 还原成 。?-氨基酮戊二酸 原叶绿素酸酯 叶绿素酸酯
3．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应： 和 。前者是在叶绿体的 上进行的，后者在叶绿体的 中途行的，由若干酶所催化的化学反应。光反应 暗反应 基粒类囊体膜（光合膜） 叶绿体间质 4．P700的原初电子供体是 ，原初电子受体是 。P680的原初电子供体是 ，PC Fd Z Pheo 原初电子受体是 。
5．在光合电子传递中最终电子供体是 ，最终电子受体是 。H2O NADP+ 6．水的光解是由 于1937年发现的。希尔（Hill） 7．在光合放氧反应中不可缺少的元素是 和 。氯 锰
8．叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在 ，另一个在 ；类胡萝卜素吸收光谱 的最强吸收区在 。红光区 紫光区 蓝光区
9．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素分子比例为 ，叶黄素和胡萝卜素分子比例为 。3：1 2：1
10．光合磷酸化有三个类型： 、 和 ，通常情况下 占主导地位。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
11．光合作用中被称为同化能力的物质是 和 。ATP NADPH
12．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 。核酮糖1，5一二磷酸（RuBP） 3-磷酸甘油酸（PGA） 核酮糖1，5-二磷酸羧化酶（RuBPC）
13．C4途径中CO2的受体是 ，最初产物是 。C4植物的C4途径是在 中进行的，卡尔文循环是在 中进行的。烯醇式磷酸丙酮酸（PEP） 草酰乙酸 维管束鞘细胞 叶肉细胞
14．光合作用中，淀粉的形成是在 中进行的，蔗糖的形成是在 中进行的。叶绿体 细胞质 15．C4植物的CO2补偿点比C3植物 。低
16．农作物中主要的C3植物有 、 、 等，C4植物有 、 、 等，CAM植物有 、 等。水稻 棉花 小麦 甘蔗 玉米 高梁
17．光呼吸的底物是 ，光呼吸中底物的形成和氧化分别在 、 和 等这三种细胞器中进行的。乙醇酸 叶绿体 线粒体 过氧化物体
18．群体植物的光饱和点比单株 。高
三、选择题
1．从进化角度看，在能够进行碳素同化作用的三个类型中，在地球上最早出现的是( ） A．细菌光合作用 B．绿色植物光合作用 C. 化能合成作用 2．光合产物主要以什么形式运出叶绿体：( )
A．蔗糖 B．淀粉 C. 磷酸丙糖 3．引起植物发生红降现象的光是( )
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A．450nm的蓝光 B．650nm的红光 C. 大于685nm的远红光 4．引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是( ) A． 450nm B．650nm C.大于665nm 5．光合作用中释放的氧来源于( )
A．CO2 B．H2O C.RuBP 6．叶绿体色素中，属于作用中心色素的是( )
A. 少数特殊状态的叶绿素a B．叶绿素b C. 类胡萝卜素 7．指出下列三组物质中。哪一组是光合碳同化所必须的：（ ）
A. 叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP C. CO2、H2O、ATP 8．发现光合作用固定CO2 的C4途径的植物生理学家是：（ ） A．Hatch B．Calvin C. Arnon 9．光呼吸调节与外界条件密切相关，氧对光呼吸( ) A．有抑制作用 B．有促进作用 C. 无作用
10．光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2达到动态平衡时，此时外界的CO2浓度称为：（ ） A．CO2 饱和点 B．O2饱和点 C. CO2 补偿点
11．在高光强、高温及相对湿度较低的条件下，C4植物的光合速率：（ ） A. 稍高于C3植物 B．远高于C3植物 C. 低于C3植物 12．维持植物正常生长所需的最低日光强度应：（ ）
A．等于光补偿点 B．大于光补偿点 C. 小于光补偿点
四、是非判断与改正
1．叶绿素分子的头部是金属卟啉环，呈极性，因而具有亲水性。( ) （?）
2．叶绿素具有荧光现象，即在透射光下呈红色，而在反射下呈绿色。( ) （?）绿色，红色 3．类胡萝卜素具有收集光能的作用，还有防护温度伤害叶绿素的功能。( ) （?）防护光照 4．聚光色素包括大部分叶绿素a和全部的叶绿素b、及类胡萝卜素、藻胆素。( ) （?） 5．叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。( ) （?）基粒之中
6．高等植物的最终电子受体是水，最终电子供体为NADP+
。( ) （?）受体是NADP+，?供体为水7．PS II 的光反应是短波光反应，其主要特征是ATP的形成。( ) （?）水的光解和放氧 8．C4途径中CO2固定酶PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶。( ) （?）
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9．植物生活细胞，在光照下可以吸收氧气，释放CO2过程，就是光呼吸。( ) （?）植物绿色细胞 10． C4植物的CO2补偿点比C3植物高。( ) （?）比C3植物低
11．绿色植物的气孔都是白天开放，夜间闭合。 ( ) （?）C3植物和C4植物
12．提高光能利用率，主要通过延长光合时间，增加光合面积和提高光合效率等途径。（ ）（?）
五、问答题
1．植物的叶片为什么是绿色的？秋天树叶为什么会呈现黄色或红色？
光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以植物的时片呈绿色。秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的生物合成，已形成的叶绿素也被分解破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。 2．简要介绍测定光合速率的三种方法及原理？
测定光合速率的方法:（1）改良半叶法：主要是测定单位时间、单位面积叶片干重的增加量；（2）红外线CO2 分析法，其原理是CO2 对红外线有较强的吸收能力，CO2量的多少与红外线降低量之间有一线性关系；（3）氧电极法：氧电极由铂和银所构成，外罩以聚乙烯薄膜，当外加极化电压时，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，电流愈强。
3．简述叶绿体的结构和功能。
叶绿体外有两层被膜，分别称为外膜和内膜，具有选择透性。叶绿体膜以内的基础物质称为间质。间质成分主要是可溶住蛋白质（酶）和其它代谢活跃物质。在间质里可固定CO2形成和贮藏淀粉。在间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质上进行的。 4．光合作用的全过程大致分为哪三大步骤？
（1）光能的吸收传递和转变为电能过程。（2）电能转变为活跃的化学能过程。（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能过程。
5．光合作用电子传递中，PQ有什么重要的生理作用7
光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多好几倍，具有重要生理作用：
（1）PQ具有脂溶性，在类囊体膜上易于移动，可沟通数个电子传递链，也有助于两个光系统电子传递均衡运转。 （2）伴随着PQ的氧化还原，将2H+从间质移至类囊体的膜内空间，既可传递电子，又可传递质子，有利于质子动力势形成，进而促进ATP的生成。
6．应用米切尔的化学渗透学说解释光合磷酸化机理。
在光合链的电子传递中，PQ可传递电子和质子，而FeS蛋白，Cytf等只能传递电子，因此，在光照下PQ不断地把接收来的电子传给FeS蛋白的同时，又把从膜外间质中获得的H+释放至膜内，此外，水在膜内侧光解也释放出H+，所以膜内侧H+浓度高，膜外侧H+浓度低，膜内电位偏正，膜外侧偏负，于是膜内外使产主了质子动力势差（?pmf）即电位差和pH差，这就成为产生光合磷酸化的动力，膜内侧高化学势处的H+可顺着化学势梯度，通过偶联因子返回膜外侧，在ATP酶催化下将ADP和Pi合成为ATP。
7．C3途径是谁发现的？分哪几个阶段？每个阶段的作用是什么？
C3途径是卡尔文（Ca1vin）等人发现的。可分为二个阶段：（1）羧化阶段，CO2被固定，生成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-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛---光合作用中的第一个三碳糖；（3）更新阶段，光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。
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