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高中生物学奥林匹克竟赛专用 植物生理学 40．在一定温度范围内，昼夜温差大， 光合产物的积累。C． A．不利于 B．不影响 C．有利于
41．维持植物正常生长所需的最低日光强度是 。B A．等于光补偿点 B．大于光补偿点 C．小于光补偿点 42．CAM途径中最先固定CO2的产物是 。B． A．MA B．OAA C．Asp D．Glu 43．叶黄素分子是 化合物。D．
A．单萜 B．倍半萜 C．二萜 D．四萜 44．光合链中的最终电子受体是 。D．
＋
A．H2O B．CO2 C．ATP D．NADP
45．光合作用中Rubisco羧化反应发生在 。C．
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中 46．光合作用中电子传递发生在 。B．
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中 47．光合作用中光合磷酸化发生在 。B．
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中 48．光合作用中原初反应发生在 。B．
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中 49．光合作用放氧反应发生的氧气先出现在 。D．
A．叶绿体被膜上 B．类囊体膜上 C．叶绿体间质中 D．类囊体腔中 50．Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较高时，主要发生 。A． A．羧化反应 B．加氧反应 C．加氧反应大于羧化反应
51．Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较低时，主要发生 。B． A．羧化反应 B．加氧反应 C．羧化反应大于加氧反应 52．玉米的PEPC固定CO2在 中。B．
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的的细胞质
53．C4植物光合作用过程中的OAA还原为Mal一步反应发生在 中。A． A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的细胞质 54．CAM植物PEPC固定CO2在 中。B．
A．叶肉细胞的叶绿体间质 B．叶肉细胞的细胞质
C．维管束鞘细胞的叶绿体间质 D．维管束鞘细胞的细胞质
55．指出下列四组物质中，哪一组是光合碳循环所必须的 。B A．叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP C．O2、H2O、ATP D．CO2、叶绿素、NADPH2 56．化学渗透学说是1961由英国的 提出。C．
A．C.B.Van Niel B．Robert.Hill C．Peter Mitchell D．J.Priestley
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57．1946年 等人采用C同位素标记和双向纸层析技术探明了光合作用中碳同化的循环途径。C． A．M.D.Hatcht和C.R.Slack B．Robert.Hill C．M.Calvint 和A.Benson D．J.Priestley
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58．70年代初澳大利亚的 等人探明了C固定产物的分配以及参与反应的各种酶类，提出了C4-双羧酸途径。A．
A．M.D.Hatcht 和C.R.Slack B．Robert.Hill
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高中生物学奥林匹克竟赛专用 植物生理学 B．M.Calvint 和A.Benson D．J.Priestley
59．C4植物多集中在单子叶植物的 中，其约占C4植物总数的75%。B． A．莎草科 B．禾本科 C．十字花科 D．菊科
60．通常光饱和点低的阴生植物 受到光抑制危害。C． A．不易 B．易 C．更易 61．蓝光 气孔开启。A． A．促进 B．抑制 C．不影响
62．光呼吸中释放二氧化碳的主要部位是 。D． A．细胞质 B．叶绿体 C．过氧化体 D．线粒体
63．一棵重10g 的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中，一月后重达20g，增加的质量主要来自： 。D
A．光照 B．空气 C．水分 D．水分和空气 64．氧气对光呼吸有 作用。B． A．抑制 B．促进 C．无 65．爱默生效益说明 。A．
A．光反应是由两个不同光系统串联而成 B．光合作用放出的氧来自于水
C．光合作用可分为光反应和暗反应两个过程 D．光呼吸是与光合作用同时进行的 66．以下叙述，仅 是正确的。C．
A．Rubisco的亚基是由核基因编码 B．Rubisco的亚基是由叶绿体基因编码 C．Rubisco的小亚基是由核基因编码 D．Rubisco的大亚基是由核基因编码 67．放氧复合体中不可缺少矿质元素 。D．
2＋-＋2＋＋2＋2＋-A．Mg和Cl B．K和Ca C．K和Mg D．Mn和Cl
68．在适宜的温光条件下，在同时盛有水生动物和水生植物的养鱼缸中，当处于下列哪一种情况时，整个鱼缸的物质代谢恰好处于相对平衡 。C． A．动物的呼吸交换等于植物的光合作用的交换 B．动物吸收的氧等于植物光合作用释放的氧
C．动植物的CO2输出等于植物光合作用CO2的吸收
69．用比色法测定丙酮提取液中的叶绿素总量时，首选用的波长是： 。C． A．663nm B．645nm C．652nm D．430nm
70．在光合碳循环运转正常后，突然降低环境中的CO2浓度，则光合环中的中间产物含量会发生如下的瞬时变化： 。A．
A．RuBP的量突然升高，而PGA的量突然降低。 B．PGA的量突然升高，RuBP的量突然降低。 C．RuBP和PGA的量均突然降低。 D．RuBP和PGA的量均突然升高。
71．DCMU对光合作用的抑制作用是由于它阻止了光合链中 的电子传递。A． A．QA→QB B．Fd→FNR C．PC→P700 D．Cytf→PC
72． 的二氯酚吲哚酚可以为PSⅠ提供电子，所以它可作为人工电子供体进行光合作用中电子传递的研究。C．
A．高浓度 B．人工合成 C．还原型 D．氧化型 73．光合作用中，暗反应的反应式为 。B．
A．12H2O ＋ 12NADP ＋ nPi → 12NADPH2 ＋ 6O2 ＋ nATP
B．6CO2 ＋ 12NADPH2 ＋ nATP → C6H12O6 ＋ 12NADP ＋ 6H2O ＋ nADP ＋ nPi C．12NADPH2 ＋ 6O2 ＋ nATP → 12 H2O ＋ 12NADP＋ nADP ＋ nPi
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高中生物学奥林匹克竟赛专用 植物生理学 D．6CO2 ＋12 H2O ＋ nATP → C6H12O6 ＋ 6O2 ＋ 6H2O ＋ nADP ＋ nPi 74．关于 的合成及运输的研究证实了叶绿体中的某些蛋白是在细胞质中合成，而后再运入叶绿体中的。D．
A．PQ蛋白 B．PC蛋白 C．Rubisco大亚基 D．Rubisco小亚基 75．下列哪种反应与光无直接关系 。C．
A．原初反应 B． Hiil反应 C．电子传递与光合磷酸化 D． Emerson 效应 76．以下哪个条件能使光合作用上升，光呼吸作用下降： 。B． A．提高温度 B．提高C02浓度 C．提高氧浓度 D．提高光强度 77．以下哪个反应场所是正确的： 。B．
A．C02 十 H20 → (CH20) 十 02 反应发生在叶绿体基质中
3＋ 2＋ ＋
B．4Fe十 2H2O → 4Fe十 4H十 O2 反应发生在类囊体上
-C．PEP 十 HC03 → OAA 十 Pi 反应发生在叶绿体中
D．RuBP 十 02 → 磷酸乙醇酸 十 PGA 反应发生在细胞质中
78．把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中最强的吸收区在 。B A．绿光部分 B．红光和蓝紫光部分 C．蓝紫光部分 D．黄橙光部分 79．以下关于CF1-CFo、复合体中的这个“o”的说法 是正确的。C． A．是数字“0”的意思
B．表示是质子转移通道的意思
C．表示来自寡霉素(oligomycin)的第一个字母“o”的意思 D．表示是突出在膜表面的意思
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80．用C标记参加光合作用的CO2，可以了解光合作用的哪一过程： 。C A．光反应必须在有光条件下进行 B．暗反应不需要光 C．CO2被还原为糖的过程 光合作用中能量的转移过程 81．下列哪种说法不正确：D．
A．PSⅠ存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的非堆叠区 B．PSⅡ主要存在于基粒片层的堆叠区 C．Cytb6/f复合体分布较均匀
D．ATPase存在于基质类囊体膜与基粒类囊体膜的堆叠区
82．在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，打取一定的面积，于100℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一株上着生位臵与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是： 。B A．甲叶片比乙叶片重 B．乙叶片比甲叶片重 C．两叶片重量相等 D．不一定
（三）问答题
1．写出光合作用的总反应式，并简述光合作用的重要意义。
光 叶绿体０＇5
答：光合作用的总反应式：CO2 ＋ H2O CH2O ＋ O2 （ΔＧ＝4.8×10J）
此反应式指出，植物光合作用是利用光能同化CO2和释放O2的过程，每固定1mol CO2（12克碳 ）就转化与贮存了约480kJ的能量，并指出光合作用进行的场所是叶绿体。
由于食物、能量和氧气是人类生活的三大要素，它们都与光合作用密切有关，所以光合作用对人类的生存和发展具有重要的意义，主要表现在三方面： (1)光合作用把CO2转化为碳水化合物。
(2)光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。
(3)光合作用中释放氧气，维持了大气中CO2和氧气的平衡。
2．如何证实光合作用中释放的O2来自水?
答：以下三方面的研究可证实光合作用中释放的O2来自水。
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高中生物学奥林匹克竟赛专用 植物生理学 (1)尼尔(C.B.Van Niel)假说 尼尔将细菌光合作用与绿色植物的光合作用反应式加以比较，提出了以下光合作用的通式：
光 光养生物
CO2 ＋ 2H2A (CH2O)＋2A＋H2O
这里的H2A代表还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A就是O2。
(2)希尔反应 希尔(Robert.Hill)发现在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气： 3＋光 破碎的叶绿体 2＋＋4Fe＋2H2O 4Fe＋4H＋Ｏ２
这个反应称为希尔反应。此反应证明了氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，O2的释放来自于水。 181818
(3)O的标记研究 用氧的稳定同位素O标记H2O或CO2进行光合作用的实验，发现当标记物为H2O时，
1818
释放的是O2，而标记物为CO2时，在短期内释放的则是Ｏ2。
18光 光合细胞 18
CO2＋ 2H2O （CH2O）＋O2 ＋ H2O 这清楚地指出光合作用中释放的Ｏ2来自于H2O。
3．如何证明叶绿体是光合作用的细胞器?
答：从叶片中提取出完整的叶绿体，在叶绿体的悬浮液中加入CO2底物，给予照光，若有氧气的释放，并且光合放氧速率接近于活体光合速率的水平，这就证明叶绿体是进行光合作用的细胞器。
4．如何证明光合电子传递由两个光系统参与?
答：以下几方面的事例可证明光合电子传递由两个光系统参与。
(1)红降现象和双光增益效应 红降现象是指用大于680nm的远红光照射时，光合作用量子效率急剧下降的现象；而双光效应是指在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，量子效率大增的现象，这两种现象暗示着光合机构中存在着两个光系统，一个能吸收长波长的远红光，而另一个只能吸收稍短波长的光。
(2)光合放氧的量子需要量大于８ 从理论上讲一个量子引起一个分子激发，放出一个电子，那么释放一
＋
个O2，传递4个电子只需吸收4个量子(2H2O→4H＋4e＋Ｏ２↑)而实际测得光合放氧的最低量子需要量为8～12。这也证实了光合作用中电子传递要经过两个光系统，有两次光化学反应。
(3)类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体 现在已经用电镜观察到类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ颗粒，能从叶绿体中分离出PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体，在体外进行光化学反应与电子传递，并证实PSⅠ
＋
与NADP的还原有关，而PSⅡ与水的光解放氧有关。
5．根据图4.6所示，简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系?
图4.6 光合作用过程示意图
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高中生物学奥林匹克竟赛专用 植物生理学 答：根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。
位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发，引起电子传递。电子传递的结果，引起水的裂解放氧，并产
＋＋＋
生类囊体膜内外的H电化学势差。依H电化学势差，H从ATP酶流出类囊体时，发生磷酸化作用。光反应的结果产生了ATP和NADPH，这两者被称为同化力。依靠这种同化力，在叶绿体基质中发生CO2的固定，暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)，TP是光合产物运出叶绿体的形式。
可见，光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用同化力将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。当然，光暗反应对光的需求不是绝对的，在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为，光反应不仅产生同化力，而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂，如还原性的铁氧还蛋白。
6．电子传递为何能与光合磷酸化偶联?
答：根据化学渗透学说，ATP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的，而质子动力的形成是＋＋
H跨膜转移的结果。在光合作用过程中随着类囊体膜上的电子传递会伴随H从基质向类囊体膜腔内转移，形成质子动力，由质子动力推动光合磷酸化的进行。
用以下实验也可证实电子传递是与光合磷酸化偶联的：在叶绿体体系中加入电子传递抑制剂如DCMU，光合磷酸化就会停止；如果在体系中加入磷酸化底物如ADP与Pi则会促进电子传递。
7．为什么说光呼吸与光合作用是伴随发生的？光呼吸有何生理意义？
答：光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的反应，这种反应需叶绿体参与，仅在光下与光合作用同时发生，光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。
光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因主要是由Rubisco的性质决定的，Rubisco是双功能酶，它既可催化羧化反应，又可以催化加氧反应，即CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位，并互为加氧与羧化反应的抑制剂。因此在O2和CO2共存的大气中，光呼吸与光合作用同时进行，伴随发生，既相互抑制又相互促进，如光合放氧可促进加氧反应，而光呼吸释放的CO2又可作为光合作用的底物。 光呼吸在生理上的意义推测如下：
(1)回收碳素 通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。 (2)维持C3光合碳还原循环的运转 在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持光合碳还原环的运转。
(3)防止强光对光合机构的破坏作用 在强光下，光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要，从而使叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2，形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用，而光呼吸可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴离子自由基的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光合机构的破坏。
8．C3途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点? 答：C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。
(1)羧化阶段 指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，生成PGA的过程。
(2)还原阶段 指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。 (3)再生阶段 甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸的过程。 CAM植物与C４植物固定与还原CO2的途径基本相同，二者都是由C4途径固定CO2，C3途径还原CO2，都由PEP羧化酶固定空气中的CO2，由Rubisco羧化C４二羧酸脱羧释放的CO2，二者的差别在于：C４植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO２固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程；而CAM植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。
9．C4植物叶片在结构上有哪些特点?采集一植物样本后，可采用什么方法来鉴别它属哪类植物?
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