参考答案：
一. 填空题
1. CO2 ，H2 O
2. 20~100（或 200 ）， 40~60，10~50 （或 100 ）
3. 卟啉，水，叶醇，脂
5. -CH3，CHO
6. 长光，短光
7. 光，温度，水分，矿质营养
8. 原初反应，电子传递与光合磷酸化，碳素同化作用
9. 光，暗，光能向活跃化学能，活跃化学能向稳定化学能
10. 表观光合速率，呼吸速率
11. 100 ，外， P 700 ， 175 ，内， P 680
12. 原初反应，电子传递与光合磷酸化，碳素同化作用
13. 光能的吸收，传递，光能转变成电能，类囊体膜
14. 原初反应
15. 非环式光合磷酸化，环式光合磷酸化，假环式光合磷酸化，非环式光合磷酸化
16. C3，C4，PEP，PEP 羧化酶，草酰乙酸，叶肉， RuBP， RuBP羧化酶，3 –磷酸甘油酸，叶肉
17. H2O
18. 卡尔文，同位素示踪，纸谱色层分析
19. 反应中心色素分子，原初电子供体，原初电子受体
20. P 700，P 680
21. 700nm ，680nm
22. 2，3，12，18
23. ATP， NADPH
24. H2O，NADP+
25.原初反应，电子传递与光合磷酸化，ATP， NADPH，O2 ，类囊体膜
26. RuBP 羧化酶， NADP – 磷酸甘油醛脱氢酶， FBP 磷酸酯酶， SBP 磷酸酯酶， Ru5P 激酶
27. CAM，C3，夜间气孔张开，夜间有机酸含量高
28. 50 μmol/mol 左右，0~5 μmol/mol，PEP 羧化酶对 CO2的亲和能力强
29. CO2，液泡，CO2
30. 叶肉，维管束鞘
31. PEP，CO2，OAA，RuBP，CO2，PGA
32. 乙醇酸，葡萄糖，叶绿体，过氧化体，线粒体，线粒体
33. 乙醇酸， RuBP 加氧
34. RuBP 羧化酶-加氧酶（Rubisco），羧化，加氧
35. 叶绿体，叶绿体，过氧化体，叶绿体，线粒体
36. 卡尔文，米切尔，爱默生，明希
37. C3，C4，CAM代谢途径，C3，糖
38. 小麦，大豆，棉花，玉米，甘蔗，高粱
39. CO2 /O2 比值高，CO2 /O2 比值低
40. 光照，温度，水分，CO2 ，矿质营养
41. 光反应不能利用全部光能，暗反应跟不上
42. H2O 被氧化到 O2 水平，CO2 被还原到糖的水平，同时伴有光能的吸收、转换与贮存
43. 反应中心，聚光（天线）
44. 叶绿体，细胞质
45. 维管素鞘，叶肉
46. 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a 、叶绿素 b
47. 褐色、去镁叶绿素、翠绿色、铜代叶绿素
48. 保护叶绿素不被破坏
49. 流速、体积
50. 气体流速、叶室温度、叶面积
51. 光合速率、呼吸速率、光呼吸速率、光补偿点、光饱和点、或CO2 补偿点、CO2 饱和点、表观量子产额）
52. 苯、胡萝卜素、叶黄素、乙醇、皂化的叶绿素 a 、皂化的叶绿素b
53. 密闭式、气封式、夹心式
54. 红，绿
四、选择题
1（4） 2（3） 3（2） 4（4） 5（2） 6（2） 7.（1） 8.（4）9.（1）10.（3）11.（3）12.（3）13.（2）14.（3）15.（3）16.（1）17.（3）18.（1）19.（1）20.（1） 21.（2）22.（3）23.（3）
五、是非题
1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. × 9. × 10. √ 11. √ 12. √ 13. √ 14. × 15. × 16. × 17. × 18. × 19. × 20. √ 21. × 22. × 23. × 24. × 25. × 26. × 27. √ 28. √
六 问答：
1. 答：光合色素分子的激发态电子，未被电子受体所接受，其电子从第一单线态回到基态时所发射的光称荧光。其叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色称荧光现象。
活体叶片细胞叶绿素荧光产额（发射荧光量子数与吸收光量子数的比值）很低，其数值约为 3% 左右，就是说在 100 个激发态电子中，约有 3 个电子是由于发射荧光而回复到基态，所以难以用肉眼观察出来。而叶绿素在溶液中荧光产额显著提高，为 30% 左右。
2. 答：在类囊体膜上的电子传递体中，PQ具有亲脂性，含量多，被称为PQ库，它可传递电子和质子，而其他传递体只能传递电子。在光下，PQ在将电子向下传递的同时，又把膜外基质中的质子转运至类囊体膜内， PQ 在类囊体膜上的这种氧化还原往复变化称PQ穿梭。PQ穿梭使膜内H+浓度增高，电位较“正”，有利于质子动力势形成，进而促进ATP的生成。
3. 答：在光合电子传递中伴随着电子传递和氧化还原的进行使光合膜内形成了高能态，米切尔于 1961 年提出了化学渗透假说，他认为高能态就是质子浓度差和电位差（合称质子
动力势），这是由 PQ 穿梭和水光解放氧的同时，有 H+ 释放，类囊体膜内空间 H+ 增多，再加上膜外 NADP+ 的还原，消耗了 H+ ，使类囊体膜的内外两侧产生了质子浓度差和电位差，膜内的质子通过偶联因子（CF1 –CF0）流出时， ATP 酶催化 ADP+Pi 合成了 ATP 。
4. 答（1）有害方面： ①从碳素同化角度看，光呼吸将光合作用已固定的碳素的 30% 左右，再释放出去，减少了光合产物的形成。②从能量利用上看，光呼吸过程中许多反应都消耗能量。
（2）光呼吸对植物也具有积极的生理作用：①消耗光合作用中产生的副产品乙醇酸，通过乙醇酸途径将它转变成碳水化合物，另外，光呼吸也是合成磷酸丙糖和氨基酸的补充途径。②防止高光强对光合作用的破坏，在高光强和二氧化碳不足的条件下，过剩的同化力将损伤光合组织。通过光呼吸对能量的消耗，保护了光合作用的正常进行。③防止O2 碳素同化的抑制作用，光呼吸消耗了O2，提高了RuBP羧化酶的活性，有利于碳素同化作用的进行。
5. 答：因为温室中光线较弱，由于光照不足，光合作用较弱，如果此时温度较高，呼吸作用增强，容易达到光补偿点，即光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2达到运态平衡。在白天没有光合产物积累，夜间呼吸作用还要消耗有机物质，造成消耗大于积累，久而久之，导致植物死亡。
6.答： CAM 植物的气孔是在夜间开放，固定CO2，生成草酰乙酸，并进一步还原成苹果酸积累在液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸运到叶绿体，脱羧放出CO2，CO2进入卡尔文循环（C3途径）形成光合产物。
鉴别方法：
（1） CAM植物的气孔是夜间张开，白天关闭。
（2）夜间苹果酸含量高、pH值低，白天苹果酸含量低，pH值增高。
（3）夜间碳水化合物含量低，白天碳水化合物含量高。
7. 答：C4植物是通过C4途径固定同化CO2的，该途径是由C4-二羧酸循环（C4循环）和卡
尔文循环（C3 途径）两个循环构成。C4循环主要是在叶肉细胞内进行的，而卡尔文循环则位于维管束鞘细胞内。在叶肉细胞中，PEP羧化酶固定CO2形成的OAA经C4-二羧酸循环转移到维管束鞘细胞中，在此处脱羧放出CO2，再由卡尔文循环将CO2固定并还原成碳水化合物。这样的同化CO2 途径表现出了两个优越性：
（1）叶肉细胞中催CO2初次固定的 PEP 羧化酶活性强且对CO2的亲合力高（Km值为7μmol/L，而Rubisco 对CO2的Km值为450 μmol/L），因此固定CO2的速率快，特别是在CO2浓度较低的情况下（大气中的CO2含量正是处于这样一种状况），其固定CO2的速率比C3植物快得多。
（2）C4途径中，通过C4-二羧酸循环将叶肉细胞吸收固定的CO2转移到鞘细胞，为鞘细胞中卡尔文循环提供CO2，因此其作用好象一个CO2 “泵”一样，将外界的CO2泵入鞘细胞，使鞘细胞的CO2 浓度增大，抑制了Rubisco的加氧活性，使光呼吸显著减弱，光合效率大大提高，同时也使C4植物的CO2补偿点明显降低（0～10μmol/mol ）。
C3植物只在叶肉细胞中通过卡尔文循环同化CO2，由于Rubisco与CO2 的亲合力低，加之自然界CO2 浓度低（300 μmol/mol），氧气含量相对高（21％），因此C3植物 Rubisco
的加氧反应明显，光呼吸强，CO2 补偿点高（50～150 μmol/mol），光合效率低。此外C4植物维管束鞘细胞中形成的光合产物能及时运走，有利于光合作用的进行。
C4植物的高光合效率在温度相对高、光照强的条件下才能明显表现出来；在光弱、温度低的条件下C4植物的光合效率反不如C3植物。
8. 答：在光下类囊体膜上的光反应启动时，消耗 Pi 产生 ATP 和 NADPH+H + ，有利于 CO2 的同化，并产生磷酸丙糖。通过叶绿体被膜上的“ Pi 运转器”，磷酸丙糖与细胞质中的 Pi 进行对等交换， Pi 进入叶绿体间质，并通过 ATP 的形成来活化 PGA 激酶与 Ru5P 激酶，促进碳循环的运转，当植物缺磷时，与磷酸丙糖交换的 Pi 减少，间质中 ATP/ADP 比值降低，使 PGA 激酶与 Ru5P 激酶钝化，于是光合碳循环运转减慢。
9. 答：C4植物的光合细胞有两类：叶肉细胞和维管束鞘细胞（BSC）。C4植物维管束分布密集，间距小（每个叶肉细胞与BSC邻接或仅间隔1个细胞），每条维管束都被发育良好的大型BSC包围，外面又为一至数层叶肉细胞所包围，这种呈同心圆排列的 BSC 与周围的叶肉细胞层被称为Kranz 解剖结构，又称花环结构。C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体，线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚，壁中纹孔多，胞间
连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与BSC间的物质交换，以及光合产物向维管束的就近转运。此外，C4植物的两类光合细胞中含有不同的酶类，叶肉细胞中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及与C4-二羧酸生成有关的酶；而BSC中含有 Rubisco 等参与C3途径的酶、乙醇酸氧化酶以及脱羧酶，在这两类细胞中进行不同的生化反应。
