（1）用水生植物如金鱼藻，切断茎，切口向上，置于光下，则可见切口处有气泡放出，放出的气泡就是氧气，而在暗中则没有气泡的发生。

（2）将陆生植物叶片制成小圆片，放入水中通过减压抽气使其下沉，再放入约含1%的碳酸氢钠溶液中，置于直射光下，则小圆片很快就上浮，小圆片上有很多小气泡，是光合作用释放的氧，而在暗中则小圆片不上浮。

（3）有些在光下累积淀粉的植物叶片，可用剪有一定形状空洞的黑纸，夹在预先在暗处放置约两天的植物叶片上，放于直射光下，2小时后，剪下叶片，除去黑纸，用乙醇脱色后放入碘液中，则可见未被黑纸遮盖的部分变为兰黑色，证明有淀粉存在，而未爆光处则不变色。 135、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。

136、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？它们主

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。

137、用同位素示踪法研究光合作用。被试植物先在1% CO2中进行光合作用，而后将CO2浓度降到0.003%。测得14C标记的3—磷酸甘油酸（PGA）和核酮糖二磷酸（RuBP）含量的变化如图6.3所示。从这项研究中能引出什么结论？

这项研究表明，PGA是RuBP羧化的产物，所以CO2浓度降低时，PGA减少。同时也说明已经产生的PGA还能转变成RuBP，否则RuBP的含量不会增加。 138、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。

139、假定同化1mol的CO2为碳水化合物，实际吸收5mol的650nm的红光量子和5mol的400nm的紫光量子，已知1mol的葡萄糖所含能量为686千卡，求光合作用的能量转化效率。

1）1mol的CO2可同化为1/6mol的葡萄糖，其固定的能量=686÷6=114千卡 2）5mol的650nmC的红光量子和286005mol的400nm的紫光量子所含能量可从下式求得。

E?NhV?Nh???千卡/爱因斯坦

（1mol=1爱因斯坦） 式中E——能量 λ——波长

5mol的650nm的红光量子为： E=28600×5/650=220千卡

和5mol的400nm28600?5的紫光量子所含能量为： E=

400=357千卡

3）光合作用的能量转化效率 114千卡?(220?357)千卡?100%?114?100%?19.8W7

答：在吸收5mol的650nm的红光量子和5mol的400nm的紫光量子同化1mol的CO2的情况下，其光能转化效率为19.8%。

140、假定测定温度为25℃，CO2浓度为330ppm。根据图6.4，请回答：

（1）阳生植株的光饱和曲线是上部的两条虚曲线还是下部的两条实曲线？ （2）如果测定温度降低为15℃，你预期曲线有何变化？ （3）如果CO2浓度降低为100ppm时，你预期曲线会有何变化。

A、阳生植株的光饱和曲线是上部的两条虚曲线，实曲线则为阴生植株的光饱和曲线。B、温度降低后，由于热化学反应速率将成为光合速率的限制因子，所以将在较低的光照强度下达到光饱和点。C、由于CO2浓度将成为光合速率的限制因子，所以将在较低的光照强度下达到光饱和点。

141、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。

142、假定武汉地区的年辐射量为112千卡/厘米2，一年三熟，两季水稻共产2000斤/亩，一季小麦亩产350斤，经济系数均按0.5计算，农产品含水量为12%，每公斤干物质含能量按4000千卡计算，试求这一亩耕地的光能利用率。

1）一年内实际干物质产量为： (2000?350)?2?(1?12%)2 =2350×0.88=2068kg

2）一年内每亩地的辐射量为： 112×667×10000=7.47×108千卡

3）被固定的能量按1kg干物质为4000千卡计算=4000×2068=8.34×105千卡 4）光能利用率

－

8.34?106??100%?1.16%7.47?108 答：光能利用率为1.16%。

143、请计算每爱因斯坦波长分别为660和450nm的红光和蓝光量子的能量。

红光：1.81×105J·Eistein1

－

蓝光：2.65×105J·Eistein1

－

144、假定在细胞内条件下从ADP和无机磷生成ATP的△G0为+41.8kJ·mol1。

－

（1）请计算在吸收1量子紫光（420nm）、绿光（520nm）或红光（650nm）时所产生的ATP分子的最大理论值。

（2）如果进行循环光合磷酸化，并假定ATP/2e－之比是1，请计算上述各种波长的光能转

换化学能时的转换效率。

波长（nm） 420 520 650 ATP分子数（最大理论值） 6 5 4 转换效率（%） 7 9 11 145、假定还原1mol CO2需要8mol光量子，请计算波长为400、500、600和700nm的光的能量转换效率。

波长（nm） 能量转换 效率（%） 20 24 29 34 400 500 600 700 146、阳光下的蚕豆叶片细胞中，ATP：ADP：AMP=5：3：2，请计算其能荷并指出此值说明了蚕豆叶细胞可能处于什么代谢状态。

能荷为0.65，蚕豆叶细胞可能正在产生ATP。 147、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 暗呼吸 光暗均可进行 糖、脂肪、蛋白质、有机酸 光呼吸 只在光下进行 乙醇酸