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_第一章 植物的水分代谢复习题参考答案名词解释 1、水分代谢( water metabolism)：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。2、水势(water potential )：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：w3、渗透势(osmotic potential )：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号。用负值表示。亦称溶质势（s）。4、压力势(water potential )：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。一般为正值。符号：p。初始质壁分离时，p为0；剧烈蒸腾时，p会呈负值。5、衬质势(water potential): 由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，以负值表示。符号：m6、重力势(water potential )： 由于重力的存在而使体系水势增加的数值。符号：g 。7、自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。8、束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚，不易自由流动的水分。9、渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。10、吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。11、代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。12、水的偏摩尔体积：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1摩尔水时，对体系体积的增量。符号V-w13、化学势：一种物质每mol的自由能就是该物质的化学势。14、水通道蛋白： 存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。15、吐水：从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。 16、伤流： 从受伤或折断的植物器官、组织伤口处溢出液体的现象。 17、根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。18、蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。19、蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。20、蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量。（g/dm2h）21、蒸腾比率：植物每消耗1kg水时所形成的干物质重量（g）。22、蒸腾系数：植物制造1g干物质所需消耗的水分量（g）。又称为需水量。它是蒸腾比率的倒数。23、小孔扩散律：指气孔通过多孔表面的扩散速率不与其面积成正比，而与小孔的周长成正比的规律。24、永久萎蔫：萎蔫植物若在蒸腾速率降低以后仍不能恢复正常，这样的萎蔫就称为永久萎蔫。25、临界水势：气孔开始关闭的水势。26、水分临界期：植物对水分缺乏最敏感的时期。一般为花粉母细胞四分体形成期。27、生理干旱：盐土中栽培的作物，由于土壤溶液的水势低，吸收水分较为困难或者是原产热带的作物遇低于10的温度时而出现的萎蔫现象。28、内聚力学说：又称蒸腾流一内聚力张力学说。即以水分的内聚力来解释水分沿导管上升的原因的学说。29、初干：在蒸腾失水过多或水分供应不足的条件下，细胞间隙及气孔下腔不再为水蒸气所饱和，这时即使气孔张开，蒸腾作用也受到抑制的现象。30、节水农业：是充分利用水资源、采取水利和农业措施提高水分利用率和生产效率，并创造出有利于农业可持续发展的生态环境的农业。简答题1、植物水分代谢包括哪些过程？答：植物从环境中不断地吸收水分，并通过茎导管运到叶片及其他器官，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。2、植物体内水分的存在状态与代谢关系如何？答：植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗性有关。一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠芽和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件。而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛。因此常以自由水/束缚水比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。3、植物细胞吸水有哪几种方式？答：植物细胞吸水有三种方式：（1）未形成液泡的细胞，靠吸胀作用去吸水；（2）液泡形成之后，细胞主要靠渗透性吸水；（3）与渗透作用无关，而与代谢过程密切相关的代谢性吸水。4、利用细胞质壁分离现象可以解决哪几个问题？答：（1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象；如细胞死亡，则不能产生质壁分离现象。（3）测定细胞的渗透势。5、水分是如何通过膜系统进出细胞的呢？答：水分进出细胞有两种途径：一种是单个水分子通过膜脂间隙扩散进出细胞；另一种是以水集流方式通过质膜上水孔蛋白组成的水通道进出细胞。6、蒸腾作用有什么生理意义？答：（1）是植物对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，以免灼伤。7、水分从被植物吸收至蒸腾到体外，需要经过哪些途径？动力如何？答：水分自根毛根的皮层根中柱根的导管茎的导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙与气孔下腔气孔大气。在导管中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主要地位，在活细胞间的水分运输主要为渗透作用。8、简述根系吸收水分的方式与动力。答：根系吸收水分的方式有2种：主动吸水与被动吸水。主动吸水的动力为根压，消耗生物能。而被动吸水的动力为蒸腾拉力，不消耗生物能。9、为什么通过气孔蒸腾的水量为同等面积自由水面蒸发量的几十至一百倍？答：因为气体分子通过气孔扩散时，孔中央水蒸汽分子彼此碰撞，扩散速率很慢；在孔边缘，水分子相互碰撞机会少，扩散速率快。而对于大孔，其边缘周长所占的比例小，故水分子扩散速率与大孔的面积成正比。气孔很小，数目很多，边缘效应显著，故蒸腾速率很高。10、内聚力学说的主要内容是什么？答：此学说又叫蒸腾内聚力张力学说。是解释水分在导管内连续不断上运的学说。其内容主要是水分子间有很大的内聚力，可达30MPa， 它远远大于水柱的张力（约0.53.0Mpa）。同时水分子与导管纤维素分子间还有很强的附着力， 故导管或管胞中的水流可成为连续的水柱。11、土壤温度过低为什么对根系吸水不利？答：（1）原生质粘度增大，水不易透过生活组织，植物吸水减弱。（2）水分运动减慢，渗透作用降低。（3）根系生长受抑，吸收面积减少。（4）根系呼吸速率降低，主动吸水减弱。12、与表皮细胞相比，保卫细胞有什么特点？答：（1）细胞体积很小，并有特殊结构，有利于膨压迅速而显著的改变。而表皮细胞大，又无特别形状；（2）胞壁中有径向排列的辐射状微纤束与内壁相连，便于对内壁施加作用；（3）细胞质中有一整套细胞器，且数目多；（4）叶绿体有明显的基粒构造，而表皮细胞无叶绿体。13、根据性质和作用方式，抗蒸腾剂可分为哪三类？举例说明。答：（1）代谢型抗蒸腾剂：如阿特拉津，可使气孔开度减小，苯汞乙酸可改变膜透性，使水分不易向外界扩散。（2）薄膜型抗蒸腾剂：如硅酮，可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。（3）反射型抗蒸腾剂：如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。14、若施肥不当，会产生“烧苗”现象，原因是什么？答：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。15、用小液流法测得某细胞在0.3mol/L蔗糖溶液中体积不变。已知细胞的渗透势为0.93MPa，求该细胞的水势及压力势（t=27）。答：根据公式：w=CRTi 溶液水势：w =-0.30.008314300-0.75(MPa)因为细胞水势与溶液水势等，所以：细胞水势为-0.75MPa,细胞压力势0.18MPa。论述题1、水分子的理化性质与植物生理活动有何关系？答：水分子是一个极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温危害。水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，使水与细胞胶体物质产生吸附作用，并借毛细管力进行运动。2、试述水分的生理生态作用。答：（1）水是细胞原生质的主要组成成分；（2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物；（3）细胞分裂及伸长都需要水分；（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；（5）水分能使植物保持固有的姿态，有利于光合和传粉;（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定也有重要作用。3、气孔开关机理假说有哪些？并加以说明。答：（1）淀粉糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。 另外由于光合作用消耗CO2使保卫细胞pH值升高， 淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降。当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。（2）K+积累学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化产生的ATP并将H+分泌到细胞壁，同时将外面的K+通过膜上的内流钾通道吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，Cl-与苹果酸负离子平衡K+电性。 保卫细胞中积累较多的K+、Cl-和苹果酸，降低水势而吸水，气孔就张开，反之，则气孔关闭。（3）苹果酸代谢学说：在光下保卫细胞内的CO2被利用，pH值就上升（8.08.5），从而活化PEPC，剩余的CO2就转变成重碳酸盐（HCO-3），PEP与HCO3-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，苹果酸解离为2H+和苹果酸根，在H+K+泵驱使下，K+与H+交换，K+进入保卫细胞，Cl也伴随进入与苹果酸负离子一起平衡K+电性。 同时苹果酸也可作为渗透调节物与K+、 Cl共同降低保卫细胞的水势。保卫细胞吸水，气孔打开。反之，气孔关闭。4、试述外部因子对气孔运动的影响。答：许多因子都能调节气孔运动，可归纳为以下几方面：（1）CO2 叶片内低CO2分压，可使气孔打开，高CO2分压，使气孔关闭。（2）光 一般情况下，光照使气孔打开，黑暗使气孔关闭，但CAM植物则相反。 另外，光质对气孔运动的影响与对光合作用的影响相似，即蓝光和红光最有效。（3）温度 气孔开度一般随温度上升而增大，25以上气孔开度最大，但3035会引起气孔开度减小，低温下气孔关闭。（4）水分 叶水势下降时气孔开度减小或关闭。 但久雨天气叶表皮细胞含水量高，体积增大，挤压保卫细胞引起气孔关闭。（5）风 微风有利气孔打开，大风可使气孔关闭。（6）植物激素 CTK促使气孔张开，ABA可促进气孔关闭。5、禾谷类作物的水分临界期在什么时期？为什么？答：禾谷类作物有2个水分临界期，一个在孕穗期，即花粉母细胞四分体到花粉粒形成阶段。因为此阶段小穗正在分化，茎、叶、穗迅速发育，叶面积快速扩大，代谢较旺盛，耗水量最多，若缺水，小穗发育不良、植株矮小、产量低。另一个是在开始灌浆到乳熟末期。此时主要进行光合产物的运输与分配，若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，功能叶早衰，籽粒瘦小，产量低。6、蒸腾作用的强弱与哪些因素有关？为什么？答：蒸腾速率与扩散力成正比与扩散阻力成反比。因此，凡是影响二因子的内外条件均影响蒸腾速率。概括如下二方面：（1）内部因素：气孔和气孔下腔都直接影响蒸腾速率。气孔频度和开度大。气孔下腔容积大等都促进蒸腾作用。（2）外部因素：a.光照 光照对蒸腾起决定性的促进作用，叶片吸收的辐射能大部分用于蒸腾。光能促使气孔张开，又能提高叶片温度，使内部阻力减小和叶内外蒸汽压差增大，加速蒸腾。b.大气相对湿度 当大气相对湿度大时，大气蒸汽压也增大，叶内外蒸汽压差就变小，蒸腾变慢；反之，加快。C.大气温度 叶温高于气温，尤其在太阳直射下叶温较气温一般高210，厚叶更显著。气温增高时，叶内外蒸汽压差增大，蒸腾加快。D.风 微风可吹走气孔外的界面层，补充一些蒸汽压低的空气，外部扩散阻力减小，蒸腾加快。但大风引起气孔关闭。使蒸腾减弱; e.土壤条件 凡是影响根系吸水的各种土壤条件，如土温、土壤通气状况、土壤溶液浓度等均可间接影响蒸腾作用。7、合理灌溉增产的原因是什么？答：（1）干旱时，灌溉可使植株保持旺盛的生长和光合作用。（2）减缓“午休”现象。（3）促使茎叶输导组织发达，提高同化物的运输速率，改善光合产物的分配利用。（4）改变栽培环境：如早稻秧田在寒潮来临前深灌，起保暖防寒作用；晚稻在寒露风来临前灌深水，有防风保暖作用；盐碱地灌水，有洗盐和压制盐分上升的作用；施肥后灌水，有溶肥作用。8、试述高等植物体内水分上运的动力及其产生原因。答：水分上运的动力有二，根压和蒸腾拉力。关于根压产生的原因目前认为，土壤溶液沿质外体向内扩散，其中的离子则通过依赖于细胞代谢活动的主动吸收进入共质体中，这些离子通过连续的共质体进入中柱活细胞，然后释放导管中，引起离子积累。其结果是，内皮层以内的质外体渗透势低，而内皮层以外的质外体渗透势高，水分通过渗透作用透过内皮层细胞到达导管内，这样在中柱内就产生了一种静水压力，这就是根压。当植物进行蒸腾时，水便从气孔蒸腾到大气中，失水的细胞便向水势较高的叶肉细胞吸水，如此传递，接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管和根部吸水。这样便产生了一个由低到高的水势梯度，使根系再向土壤吸水。这种因蒸腾作用所产生的吸水力量，叫做蒸腾拉力。9、土壤通气不良造成的根系吸水困难的原因是什么？答：主要原因有：（1）根系环境内O2缺乏，CO2积累，呼吸作用受到抑制，影响根系吸水。（2）长期缺O2 条件下根进行无O2呼吸，产生并积累较多的乙醇，使根系中毒受伤。（3）土壤处于还原状态，加之土壤微生物的活动，产生一些有毒物质，造成“黑根”或“烂根”。农业生产中的中耕耘田、排水晒田等措施就是为了增加土壤的透气性。10、以下论点是否正确？为什么？（1）将一个细胞放入某一浓度的溶液中，若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等，则体积不变。（2）若细胞的p=-,将其放入0.001mol/L的溶液中，则体积不变。（3）若细胞的W=，将其放入纯水中，则体积不变。（4）有一充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。答：（1）该论点不完全正确。因为除了处于初始质壁分离状态的细胞（p=0）之外，当细胞内溶液浓度与外液浓度相等时，由于细胞p的存在，因而，细胞水势会高于外液水势而发生失水，体积就会变小。（2）该论点不正确。因为p=-时，细胞w=0,把该细胞放入任一溶液时，都会失水，体积会变小。（3）该论点不正确。因为当细胞的w=时，将其放入纯水（w=0）中，由于该细胞p=0，而为一负值，即其w低于0，故细胞吸水，体积会变大。（4）该论点也不正确。因为为水充分饱和的细胞w=0,而任何稀溶液的w总是低于0，故该细胞会失水，体积变小。11、设一个细胞的为-0.8mpa，将其放入为-0.3Mpa的溶液中，试问细胞的压力势为何值时，才发生如下三种变化？（1）细胞体积减小；（2）细胞体积增大；（3）细胞体积不变。答：（1）细胞体积减小：8MPap5MPa。（2）细胞体积增大：0MPap向日葵玉米燕麦。同一作物在枝叶与根内硝酸盐还原的比值，随着NO3-供应量增加而明显升高。2、试述植物细胞对矿质元素的被动吸收和主动吸收的机理 答：被动吸收是指细胞不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其它物理过程而进行的吸收过程。O2、CO2、NH3 等气体分子可以穿过膜的脂质双分子层，以简单扩散方式进入细胞，扩散动力是膜两侧的这些物质的化学势差。而带电荷的离被动吸收是顺着电化学势梯度进行的，不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其它子不能穿过膜的脂质双分子层，其扩散需要转运蛋白质的协助，所以叫协助扩散或易化扩散，扩散动力是这些离子在膜两侧的电化学势差。离子通道运输就是离子顺着电化学势梯度，通过质膜上由通道蛋白构成的圆形孔道，以易化扩散的方式，被动地和单方向地跨膜运输。单向运输载体也可以催化离子顺着电化学势梯度跨膜运输。主动吸收是指细胞利用代谢能量逆着浓度梯度吸收矿质元素的过程。主动吸收需要转运蛋白的参与。转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白之分。载体蛋白又分为单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体。单向运输载体催化分子或离子单向跨膜运输。可以是主动的，也可以是被动的。质膜上已知的单向运输载体有Fe2+ 、Zn2+ 、Mn2+ 、Cu2+ 等载体。同向运输载体在与H+结合的同时，又与另一个分子或离子（如：Cl- 、NO3- 、NH4+ 、H2PO4- 、SO42- 、氨基酸、肽、蔗糖、己糖等）结合，同一方向运输。反向运输载体是与H+ 结合的同时与其它分子或离子（如：Na+）结合，两者朝相反方向运输。这两种跨膜运输是逆着电化学势梯度进行的主动运输过程。在这种主动运输的过程中能量来自于跨膜H+ 电化学势梯度，即质子动力（H+）。而H+ 电化学势梯度是质子泵利用ATP的能量跨膜转运H+ 而建立的，这过程叫初级主动运输，也叫初级共运转。利用已经建立的质子动力载体将矿物质跨膜运输的过程叫次级主动运输或叫次级共运转。离子也可以通过离子泵(质子泵和钙泵)跨膜运输。3、钼为什么能提高豆科植物的产量？答：给豆科植物叶面喷钼，或根部施钼，都能促进植株生长发育和增加产量。根据报道，给大豆施钼肥，开花期和成熟期均提早，结荚数提高21%28%，三粒荚数增多，占总荚数的25%46%，千粒重也增加，可增加产量30%50%左右。花生应用0.1%钼酸钠浸种，可提高出苗率，增加单株结荚数、百果重以及百仁重。降低空瘪率达20%，可增产44.6%左右。钼肥能增产有两方面的原因：（1）钼是植物同化硝态氮素时的必需元素。因为硝态氮还原成氨态氮时，需要硝酸还原酶参加，而钼是硝酸还原酶的组成成分，没有钼的参加，酶不能产生，所以硝态氮也不能还原。豆科植物的根系吸收硝态氮后，必须将它还原为氨态氮，才能为植株所利用，用它来合成氨基酸和蛋白质。（2）钼是豆科植物固氮作用中的必需元素。豆科植物的根瘤中，产生的固氮酶，是一种复合酶，由两种蛋白组成：一种叫铁蛋白，另一种叫钼铁蛋白。钼铁蛋白中，除含铁外，还含钼。在钼供应充分的情况下，根瘤形成快，酶的活力大，固定的氮素也多，给豆科植物提供了丰富的氮素营养，因而促进了植株的生长发育，提高了产量。4、根外营养有什么优点 ？答：具有许多优点的缘故。植物根外营养的优点，表现在如下几方面：（1）可以大大节约肥料。少量肥料施在土壤里，往往被土壤吸附固定，作物不能吸收利用。如果喷在植株上，特别是用微量元素作追肥，起的作用则大的多。（2）追肥及时方便。如果发现某作物缺乏某营养元素时，用喷肥的方法，可以很快补救。特别在作物生长后期，作物群体高大，在土壤内施肥不便时，根外喷肥就方便多了。（3）对于那些盐渍土、冷土、板结土中的植物根系，生理机能常受到抑制而衰退，吸收能力很差，根外喷肥在一定程度上可以改善其营养不良的状态。（4） 根外营养，也是诊断作物缺素症的重要方法。植物的缺素症，除可用叶子汁液进行化学速测诊断外，还可以用根外喷肥方法诊断。把作物分成若干小区，分别喷施某些元素，如果某个小区内症状消失，就可断定它是由于缺乏什么营养元素引起的。根外营养虽有不少优点，但只能作为一种给作物补充营养的方法，它不能代替作物的基肥和按生育期进行的根部追肥。因为它的喷施量不大，肥效不能维持很长。根外喷肥使用的溶液浓度不能太大，否则容易烧苗和引起器官的脱落。通常使用的浓度是：大量元素（氮、磷、钾）浓度以0.5%为宜，微量元素（硼、锰、铁、铜、锌等）则以0.05%0.1%比较合适。5、合理施肥增产的原因是什么？答：肥料是作物的粮食。合理的施肥，能使作物生长发育正常，产量增加。从植物生理方面分析，施肥增产的原因有如下几方面：（1）扩大作物的光合面积。合理增施氮、磷肥料，可以迅速扩大光合作用面积。（2）提高作物的光合能力。在叶面积相同的情况下，光合能力强的作物，产量也相应增加。为了尽可能地提高作物的光合能力，应注意氮（N）、磷（P）、钾（K）三要素的配合施用，同时还要注意适当施用一些微量元素。（3）延长光合作用时间。叶片寿命长时，进行光合作用的时间也长，积累的干物质也多，单位面积产量必然增加。如果缺乏肥料，特别是氮肥不足，叶片容易早衰凋落，缩短了光合作用时间。（4）促进物质的运输和分配。合理施用水肥，可以调节光合产物向生殖器官运输分配，使作物穗大粒多，花、果脱落率降低，经济产量增加。（5）改良作物的生活环境。利用秸秆还田、或增施有机肥，可以改良土壤结构、防止土壤板结，增进土壤微生物活动。有了良好的土壤环境，作物才能生长得更健壮。6、固氮酶有哪些特性 ？简述生物固氮的机理。答：固氮酶的特性：（1）由Fe蛋白和MoFe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）氨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：（1）固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子。还原1分子N2为2分子的NH3，需6个电子和6个H+。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2等，电子载体有铁氧还蛋白（Fd）、黄素氧还蛋白（FId）等。（2）固氮过程需要能量。由于N2具有三价键（NN），打开它需很多能量，大约每传递两个电子需4个 5个ATP，整个过程至少要12个15个ATP。（3）在固氮酶作用下把氮还原成氨。一叶色深的，单位叶面积内叶绿素含量多，同时内含氮量也高。叶色浅的或发黄的叶片，叶绿素含量和氮含量均低。7、试述矿质元素在光合作用中的生理作用。答：矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下几方面：（1）叶绿体结构的组成成分。如N、P、S、Mg是叶绿体机构中构成叶绿素、蛋白质以及光合膜不可缺少的元素。（2）电子传递体的重要成分。如PC（质体兰素）中含Cu，FeS中心、Cytb、Cytf和Fd中都含有Fe，因而缺Fe会影响光合电子传递速率。（3）磷酸基团在光、暗反应中具有突出地位。如，构成同化力的ATP和NADPH。光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体ADPG，合成蔗糖的前体UDPG等，这些化合物中都含有磷酸基团。（4）光合作用所必须的辅酶或调节因子。如Rubisco，FBPase的活化需要Mg+；放氧复合体不可缺少Mn2+和CI ，而K+、Ca2+调节气孔开闭。另外，Fe3+影响叶绿素的合成；K+促进光合作用的转化与运输等。 8、试分析植物失绿（发黄）的可能原因。答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。可能的原因有：（1）营养元素：氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大， 因此叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。（2）光：光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿素酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。（3）温度：叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响很大。叶绿素形成的最低温度约为2，最适温度约30，最高温度约40。高温和低温都会使叶片失绿。高温下叶绿素分解加快，褪色更快。（4）氧：缺氧能引起Mg-原卟啉或或Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。（5）水：缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加快分解。此外，叶绿素的形成还受遗传因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的斑叶不能合成叶绿素。第三章 植物的光合作用复习题参考答案名词解释1、光反应( light reaction)与暗反应(dark reaction )：光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括水的光解、电子传递及同化力的形成；暗反应是指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳水化合物的形成。 2、C3途径(C3 pathway )与C4途径(C4 pathway )：以RUBP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为PGA的光合途径为C3途径；以PEP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为四碳双羧酸的光合途径为C4途径。 3、光系统(photosystem, PS )：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PSI的中心色素为叶绿素a P700，PSII的中心色素为叶绿素a P680. 4、反应中心( reaction center)：由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的色素蛋白复合体结构。 5、光合午休现象(midday depression )：光合作用在中午时下降的现象。 6、原初反应(primary reaction )：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。7、磷光现象(phosphorescence phenomenon )：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。8、荧光现象(fluorescence phenomenon )：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象称为荧光现象。9、红降现象(red drop )：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。10、量子效率(quantum efficiency )：又称量子产额或光合效率。指吸收一个光量子后放出的氧分子数目或固定二氧化碳的分子数目。11、量子需要量(quantum requirement )：同化1分子的CO2或释放1分子的02所需要的光量子数目。12、爱默生增益效应( Emerson enhancement effect)：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。13、PQ循环(plastoquinone cycle )：伴随PQ的氧化还原，可使2H+从间质移至类囊体膜内空间，即质子横渡类囊体膜，在搬运2H+的同时也传递2e至Fe-S，PQ的这种氧化还原往复变化称PQ循环。14、光合色素(photosynthetic pigment)：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。15、光合作用(photosynthesis )：绿色植物吸收光能，同化C02和H20，制造有机物质，并释放02 的过程。16、光合作用单位( photosynthetic unit)：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。17、反应中心色素(reaction center pigment )：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(light harvesting pigment )：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。19、激子传递(exciton transfer )： 激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，在相同分子内部依靠激子传递来转移能量的方式。20、共振传递(resonance transfer )：在光合色素系统中，依靠高能电子振动在分子内传递能量的方式。21、解偶联剂(uncoupler )：能消除类囊体膜(或线粒体内膜)内外质子梯度，解除电子传递与磷酸化反应之间偶联的试剂。22、水氧化钟( w