?114千卡(220?357)千卡?100%?114577?100%?19.8%
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?2?(1?12%)
=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?107.47?1068?100%?1.16%
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·Eistein－1 蓝光：2.65×105J·Eistein－1
144、假定在细胞内条件下从ADP和无机磷生成ATP的△G0为+41.8kJ·mol－1。
（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 波长（nm） 能量转换 效率（%）
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 进行部位 历程 能量状况 O2与CO2 （2）光合磷酸化和氧化磷酸化 特征 进行部位 形成ATP部位 电子传递体位置 相同点 均在膜上进行 均有ATP复合酶，能形成ATP 均有一系列电子递体 均有能量转换 均与H2O有关 均有质子泵 不同点 光合磷酸化 类囊体膜上 在膜外侧形成 氧化磷酸化 线粒体膜上 在膜内侧形成 暗呼吸 光暗均可进行 糖、脂肪、蛋白质、有机酸 活细胞细胞质→线粒体 EMP→TCA→呼吸链 释放能量加以利用 吸收O2，释放CO2 光呼吸 只在光下进行 乙醇酸 叶绿体→过氧化体→线粒体 乙醇酸循环（C2循环） 消耗能量 吸收O2释放CO2 ATP分子数（最大理论值） 6 5 4 400 20
500 24
转换效率（%） 7 9 11 600 29
700 34
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。
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
在光合链上 来自光能激发，贮藏能量 是H2O的光解 PQ穿梭；将H+泵到膜内 在呼吸链上 来自底物分解，释放能量 是H2O的生成 UQ穿梭，将H+泵到膜外 能量状况 与H2O的关系 质子泵 148、C3植物和C4植物有何不同之处？
C3植物和C4植物的差异 特征 叶结构 C3植物 维管束鞘不发达，其周围叶肉细胞排列疏松 只有叶间细胞有正常叶绿体 C4植物 维管束鞘发达，其周围叶肉细排列紧密 叶肉细胞有正常叶绿体，维管束鞘细胞有叶绿体，但基粒无或不叶绿体 发达 叶绿素a/b CO2补偿点 光饱和点 碳同化途径 原初CO2受体 光合最初产物 RuBp羧化酶活性 PEP羧化酶活性 净光合速率（强光下） 光呼吸 碳酸酐酸活性 生长最适温度 蒸腾系数 约3：1 30—70 低（3—5万烛光） 只有光合碳循环（C3途径） RuBp C3酸（PGA） 较高 较低 较低（15~35） 高，易测出 高 较低 高（450—950） 约4：1 <10 高 C4途径和C3途径 PEP C4酸（OAA） 较低 较高 较高（40—80） 低，难测出 低 较高 低（250—350） 150、何谓光能利用率？光能利用率不高的原因有哪些？
光能利用率是指单位面积上的绿色植物光合产物中所累积的化学能量与照射在这块面积上的日光能的比率。以年来计算，一般作物的光能利用率不到1%，森林植物大概只有0.1%。
光能利用率不高的原因是很多的，主重有以下几方面。
（1）一部分光不能参加光合作用，可以参加光合作用的光是可见光，它只占到达地球表面的太阳辐射的45%左右。
（2）漏光，一年中即使种三季，也会有30%左右的光是没有照射到植物上的。
（3）反射与透射，照在植物叶片上的光大约有15—20%未补吸收，而是损失于反射和透射。 （4）量子需要量的损失，被叶绿体吸收的光，在光合作用能量转化过程中只有23%左右累积到光合产物中，77%都损失消耗了。
（5）呼吸消耗的损失，光合产物大约1/3是呼吸消耗了。
此外，还有许多因子影响光能利用率，例如光饱和点的损失、叶片衰老、CO2供给不足、病虫危害、水分亏缺、矿质营养不良等都会影响植物对光能的利用。
151、何谓限制因子律？是谁在什么时候提出来的？其主要意义何在？
限制因子律是英国生理学家F. F. Blackman于1905年提出来的，这个定律指出：当一个过程的进行受若干个独立因子所影响时，这个过程进行的速度受最低量因子的步伐所限制。例如在弱光下，很低的CO2浓度就达到了饱和，增加CO2浓度不能增加光合速率，因为限制因子是光，只有增加光强，才能提高光合速率，但当光强增加到一定程度后，CO2又变为不足，不能满足光合作用的需要，成了限制因子。
这一定律是光合作用研究史上的一个转折点，它说明象光合作用这样复杂的过程，任何一个因子都没有绝对不变的最适值，这些因子间是互为前提互相制约的，因此，这一定律是一切单因子研究的理论基础。关于光合作用的两步机理，也是受这一定律的启发提出来的。 152、如何证明叶绿体是光合作用的细胞器？
植物的绿色部分，包括叶片、茎杆、叶鞘、花萼、苞叶、果皮甚至穗、芒等，只要含叶绿体，就都能进行光合作用，而非绿色部分，因不含叶绿体，则不能进行光合作用。叶绿体是一完全的光合器，用分离出的完整叶绿体，将其悬浮在一定的缓冲液系统中，加入必需的辅助因子并照光，则可进行光合作用，并形成蔗糖及淀粉，这说明，光合作用的全过程，都是在叶绿体中进行的。
153、光合作用的光反应是在叶绿体哪部分进行的？产生哪些物质？暗反应在叶绿体哪部分进行？可分哪几个大阶段？产生哪些物质？
光合作用的光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，可分为原初反应、水的光解和光合电子传递、光合磷酸化三大步骤，其产物除释放氧外，还形成高能化合物ATP和NADPH2，两者合称为同化力，光能就
累积在同化力中。
光合作的暗反就是指CO2的固定和还原，这一过程是在叶绿体的间质中进行的，可分为CO2的固定、初产物的还原、光合产物的形成和的CO2受体RuBP的再生这四大阶段。光反应形成的同化力即用于CO2固定后的初产物还原，光合碳循环的正常运转还需光的诱导，因为光合环的调节酶是在光下活化，暗中则失活的，因此光合碳循环实际上也是离不开光的。光合碳循环的产物如以脱离环后的产物来评价，则是葡萄糖，最后形成蔗糖或淀粉。
61、在无氧条件下，单独把丙酮酸加入绿豆提取液中，结果只有少量的乙醇形成。但是，如果在相同条件下加入大量的葡萄糖，则生成大量的乙醇，这是什么原因？
在由丙酮酸转变为乙醇的反应中，需要NADH和H+作为乙醇脱氢酶的供氢体。一分子葡萄糖经糖酵解转变成丙酮酸的过程中柯生成2分的NADH和H+，能直接作为乙醇脱氢酶的供氢体。因此加入葡萄糖可生成大量乙醇。
62、为什么C6/C1比值的变化可以反映呼吸途径的变化？
在糖酵解和三羧酸环途径中，所释放的CO2均等地来自C1和C6原子，所以C6/C1=1。而PPP途径中释放的CO2仅来自C1原子，所以C6/C1小于1。由此可见该比值越小，PPP途径所占比例越大。 63、在酵母提取液中葡萄糖发酵产生乙醇。如果向提取液中分别加入下列物质，对物质，对发酵速率有什么影响？请简要说明其原因。（1）碘代乙酸，（2）ATP，（3）ADP+无机磷，（4）NaF。
碘代乙酸是磷酸甘油醛脱氢酶的抑制，NaF是烯醇化酶的抑制剂，ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。所以（1）、（2）和（4）都降低发酵速率。ADP和无机磷可提高磷酸果糖激酶的活性，从而提高发酵速率。
64、为什么呼吸作用是一个多步骤的过程而不是葡萄糖的直接氧化？
葡萄糖的直接氧化就相当燃烧，能量会突然以热的形式全部释放出来。对植物而言，突然全部释放出这样多的能量是一种浪费。所以，植物通过多步骤的氧化作用使能量分为一小份一小份地释放，并能立即用于其他过程，比如用于合成ATP分子，从而防止了能量的浪费。 67、长时间的无氧呼吸为何会使植物受伤死亡？
长时间的无氧呼吸会使植物受伤死亡的原因：第一，无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；第二，因为无氧呼吸利用每摩尔葡萄糖产生的能量很少，相当于有氧呼吸的百分之几（约8%），植物要维持正常的生理需要，就要消耗更多的有机物，这样，植物体内养料耗损过多；第三，没有丙酮酸氧化过程，许多由这个过程的中间产物形成的物质就无法继续合成。作物受涝死亡，主要原因就在于无氧呼吸时间过久。
68、机械损伤会显著加快植物组织呼吸速率的原因何在？
机械损伤会显著加快组织的呼吸速率，其理由如下：第一，原来氧化酶与其底物在构造上是隔开的，机械损伤使原来的间隔破坏，氧气供应充足，酚类化合物就迅速地被氧化；第二，细胞被破坏后，底物与呼吸酶接近，于是正常的糖酵解和氧化分解以及PPP代谢加强；第三是机械损伤使某些细胞转变为分生状态，以形成愈伤组织去修补伤处，这些生长旺盛的细胞的呼吸速率就比原来休眠或成熟组织的呼吸速率快得多。
69、呼吸作用于生理功能有哪些？
呼吸作用生理意义如下：（1）呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。植株对矿质营养的吸收和运输，有机物的运输和合成，细胞的分裂和伸长等等，无一不需要能量。（2）呼吸过程为其他化合物合成提供碳架。呼吸过程产生的一系列的中间产物，是进一步合成植物体内各种重要化合物（蛋白质、脂肪、核酸）的原料。（3）呼吸作用与抗病性有关，旺盛的呼吸作用可以把病原菌分必的毒素氧化分解为二氧化碳和水或转化为无毒物质。另外，呼吸过程中还可心产生一些对病菌有毒的物质，如酚类化合物。 70、呼吸代谢的多条途径对植物生存有何适应意义？
植物代谢受基因的控制，而代谢（包括过程、产物等）又对基因表达具控制作用，基因在不同时空的有序即表现为植物的生长发育过程，高等植物呼吸代谢的多条途径（不同底物、呼吸途径、呼吸链及末端
氧化等）使其能适应变化多端的环境条件。如植物遭病菌浸染时，PPP增强，以形成植保素，木质素提高其抗病能力，又如水稻根在淹水缺氧条件下，乙醇酸氧化途径和与氧亲和力高的细胞色素氧化酶活性增强以保持根 的正常生理功能（任举二例说明）。
71、试从不同底物呼吸途径呼吸链和末端氧化举出呼吸代谢途径各三条。
呼吸作用可利用不同的底物如糖、蛋白质、脂肪等。经不同的呼吸途径如无氧条件下的形成酒精或乳酸；有氧条件下EMP-TCA、PPP、乙醛酸循环，乙醇酸途径以及不同的呼吸链如NADH链、FADH链，抗氰呼吸链等，不同的末端氧化酶如细胞色素氧化酶，抗氰氧化酶，多酸氧化酶，黄酶等。以形成不同的产物、构成不同的结构以适应变化多端的环境，从而利于植物的生长发育和种的繁衍。（回答问题时应得上述论点有机联系加以说明）
72、呼吸作用和光合作用之间的相互依存关系表现在哪些方面？
光合作用和呼吸作用是相互依存、共处于一个统一中的，没有光合作用提供的有机物，就不可能有呼吸作用，如果没有呼吸作用；光合过程也无法完成，两者相互依存的关系如下：
（1）光合作用所需的ADP和NADP+与呼吸作用所需的ADP和NADP+（PPP途径所需）是相同的，共用的。
（2）光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是可逆反应关系，它们的中间产物同样是三碳糖（磷酸甘油醛）、四碳糖（磷酸赤藓糖）、五碳糖（磷酸核糖、磷酸核酮糖、磷酸木酮糖）、六碳糖（磷酸果糖、磷酸葡萄糖）及七碳糖（磷酸景天庚酮糖）等，许多糖类是可以交替使用的。
（3）光合释放的O2可供呼吸利用，而呼吸作用释放的CO2亦能为光合作用所同化。 73、线粒体的超微结构是如何适应其呼吸作用这一特定功能的？
（1）线粒体具双层膜，外膜平滑透性比内膜高，内膜具高度选择性，保持线粒体内代谢的正常运行；（2）内膜里面的腔为克 可溶性蛋白质的衬质，TCA环酶等聚集于此， 此外不含少量DNA、RNA；（3）内膜内褶形成嵴以扩大面积，增大电子传递附着的表面，嵴的数目随呼吸的增强而增多；（4）内膜内则例具带柄的颗粒，为实现氧化磷酸化的酶等。 74、磷酸戊糖途径与EMP-TCA途径相比有何不同？
第一、磷酸戊糖途径中脱氢酶的辅酶是NADP+而非NAD+，生成物是NADPH而非NADH。 第二、磷酸戊糖途径中无底物水平磷酸化，所以无ATP生成，而有无机磷酸的生成物。 第三、葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸等有机羧酸。
第四、在戊糖途径中有戊糖磷酸酯的互变，而EMP-TCA无，这种相互转变与光合碳循环相对映，称氧化的戊糖循环。戊糖是合成核苷酸的原料。
75、呼吸作用是怎样影响植物的水分收收，矿质营养等生理活动的？
（1）呼吸作用促进矿质吸收，降低根细的渗透势和水势，利用于根系渗透吸水。
（2）呼吸作用提供的中间活性物质和ATP等 载体蛋白的形成、变构、旋转等促进对矿质元素的吸收。
（3）呼吸作用提供的ATP开动质膜上的质子泵造成膜内外动力势差，趋动矿质的吸收。 （4）呼吸作用促进根系的生长发育，不断“追逐”和吸收水吧。 76、呼吸作用对农业实践有何重要作用？
呼吸作用对农业实践中的意义，可从两个方面来说明。
在作物栽培中，许多农业措施都是为了保证呼吸作用的正常进行而制订的，如浸种催芽中要定时浇水和翻堆；秧田的湿润灌溉；旱作的中耕松土……
种子、果蔬的贮藏与呼吸作用息息相关，如在种子贮藏中必须注意种子的安全含水量，并要降低温度，以降低呼吸作用，延长种子的贮藏时间；又如果实和蔬菜的贮藏中要昼避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气三条件，以降低呼吸作用对有机物质的消耗，使果实和蔬菜保持色、得、味和新鲜状态。
有的果实具有呼吸跃变现象，控制温度和CO2浓度抑制呼吸，延缓呼吸跃变出现的时间，增加果实贮藏时间。