不同点：①矿质元素除了根部吸收后，还可以通过叶片吸收和离子交换的方式吸收矿物质。 ②水分还可以通过跨膜途径在根部被吸收。 12.细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系？有什么异同？
关系：水分在通过集流作用吸收时，会同时运输少量的离子和小溶质调节渗透势。 相同点：①都可以通过扩散的方式来吸收。②都可以经过通道来吸收。 不通电：①水分可以通过集流的方式来吸收。 ②水分经过的是水通道，矿质元素经过的是离子通道。 ③矿质元素还可以通过载体、离子泵和胞饮的形式来运输。 13.自然界或栽种作物过程中，叶子出现红色，为什么？
? 缺少氮元素：氮元素少时，用于形成氨基酸的糖类也减少，余下的较多的糖类形成了较
多的花色素苷，故呈红色。
? 缺少磷元素：磷元素会影响糖类的运输过程，当磷元素缺少时，阻碍了糖分的运输，使
得叶片积累了大量的糖分，有利于花色素苷的形成。 ? 缺少了硫元素：缺少硫元素会有利于花色素苷的积累。
? 自然界中的红叶：秋季降温时，植物体内会积累较多的糖分以适应寒冷，体内的可溶性
糖分增多，形成了较多的花色素苷。 14.植株矮小，可能是什么原因？
? 缺氮：氮元素是合成多种生命物质所需的必要元素。
? 缺磷：缺少磷元素时，蛋白质的合成受阻，新细胞质和新细胞核形成较少，影响细胞分
裂，生长缓慢，植株矮小。
? 缺硫：硫元素是某些蛋白质或生物素、酸类的重要组成物质。 ? 缺锌：锌元素是叶绿素合成所需，生长素合成所需，且是酶的活化剂。 ? 缺水：水参与了植物体内大多数的反应。
15.引起嫩叶发黄和老叶发黄的分别是什么元素？请列表说明。 ? 引起嫩叶发黄的：S Fe，两者都不能从老叶移动到嫩叶。
? 引起老叶发黄的：K N Mg Mo，以上元素都可以从老叶移动到嫩叶。
? Mn既可以引起嫩叶发黄，也可以引起老叶发黄，依植物的种类和生长速率而定。 16.叶子变黄可能是那些因素引起的？请分析并提出证明的方法。
? 缺乏下列矿质元素：N Mg F Mn Cu Zn。证明方法是：溶液培养法或砂基培养法。 分析：N和Mg是组成叶绿素的成分，其他元素可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起间接作用。
? 光照的强度：光线过弱，会不利于叶绿素的生物合成，使叶色变黄。
证明及分析：在同等的正常条件下培养两份植株，之后一份植株维持原状培养，另一份放置在光线较弱的条件下培养。比较两份植株，哪一份首先出现叶色变黄的现象。
? 温度的影响：温度可影响酶的活性，在叶绿素的合成过程中，有大量的酶的参与，因此 过高或过低的温度都会影响叶绿素的合成，从而影响了叶色。
证明及分析：在同等正常的条件下，培养三份植株，之后其中的一份维持原状培养，一份放置在低温下培养，另一份放置在高温条件下培养。比较三份植株变黄的时间。
第三章 植物的光合作用
1.植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪些部位进行的？为什么？ 答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。
原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。
2.在光合作用过程中，ATP和NADPH是如何形成的？又是怎样被利用的？ 答：形成过程是在光反应的过程中。
? 非循环电子传递形成了NADPH：PSII和PSI共同受光的激发，串联起来推动电子传递，
从水中夺电子并将电子最终传递给NADP+，产生氧气和NADPH，是开放式的通路。 ? 循环光和磷酸化形成了ATP：PSI产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外
H浓度差，只引起ATP的形成。
? 非循环光和磷酸化时两者都可以形成：放氧复合体处水裂解后，吧H释放到类囊体腔
内，把电子传递给PSII，电子在光和电子传递链中传递时，伴随着类囊体外侧的H转
移到腔内，由此形成了跨膜的H浓度差，引起ATP的形成；与此同时把电子传递到PSI，进一步提高了能位，形成NADPH，此外，放出氧气。是开放的通路。 利用的过程是在碳反应的过程中进行的。
C3途径：甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1，3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH还原，形成甘油醛-3-磷酸。
C4途径：叶肉细胞的叶绿体中草酰乙酸经过NADP-苹果酸脱氢酶作用，被还原为苹果酸。C4酸脱羧形成的C3酸再运回叶肉细胞，在叶绿体中，经丙酮酸磷酸双激酶催化和ATP作用，生成CO2受体PEP，使反应循环进行。 3.试比较PSI和PSII的结构及功能特点。
PSII 位于类囊体的堆叠区，颗粒较大 由12种不同的多肽组成 反应中心色素最大吸收波长680nm 水光解，释放氧气 含有LHCII 4.光和作用的氧气是怎样产生的？
答：水裂解放氧是水在光照下经过PSII的放氧复合体作用，释放氧气，产生电子，释放质子到类囊体腔内。放氧复合体位于PSII类囊体膜腔表面。当PSII反应中心色素P680受激发后，把电子传递到脱镁叶绿色。脱镁叶绿素就是原初电子受体，而Tyr是原初电子供体。失去电子的Tyr又通过锰簇从水分子中获得电子，使水分子裂解，同时放出氧气和质子。 6.光合作用的碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝的光合碳同化途径有什么不同？ 答：有三种途径C3途径、C4途径和景天酸代谢途径。 水稻为C3途径；玉米为C4途径；菠萝为CAM。 植物种类 固定酶 C3 温带植物 Rubisco C4 热带植物 PEPcase/Rubisco CAM 干旱植物 PEPcase/Rubisco PSI 位于类囊体非堆叠区，颗粒小 由11种蛋白组成 反应中心色素最大吸收波长700nm 将电子从PC传递给Fd 含有LHCI CO2受体 初产物 RUBP PGA RUBP/PEP OAA RUBP/PEP OAA 7.一般来说，C4植物比C3植物的光合产量要高，试从它们各自的光合特征以及生理特征比较分析。
叶片结构 叶绿素a/b CO2固定酶 CO2固定途径 最初CO2接受体 光合速率 CO2补偿点 饱和光强 光合最适温度 羧化酶对CO2亲和力 光呼吸 C3 无花环结构，只有一种叶绿体 2.8+-0.4 Rubisco 卡尔文循环 RUBP 低 高 全日照1/2 低 低 高 C4 有花环结构，两种叶绿体 3.9+-0.6 PEPcase/Rubisco C4途径和卡尔文循环 PEP 高 低 无 高 高，远远大于C3 低 总体的结论是，C4植物的光合效率大于C3植物的光合效率。 8.从光呼吸的代谢途径来看，光呼吸有什么意义？
光呼吸的途径：在叶绿体内，光照条件下，Rubisco把RUBP氧化成乙醇酸磷酸，之后在磷酸酶作用下，脱去磷酸产生乙醇酸；在过氧化物酶体内，乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，过氧化氢变为洋气，乙醛酸形成甘氨酸；在线粒体内，甘氨酸变成丝氨酸；过氧化物酶体内形成羟基丙酮酸，最终成为甘油酸；在叶绿体内，产生甘油-3-磷酸，参与卡尔文循环。 ? 在干旱和高辐射期间，气孔关闭，CO2不能进入，会导致光抑制。光呼吸会释放CO2，
消耗多余的能量，对光合器官起到保护的作用，避免产生光抑制。 ? 在有氧条件下，通过光呼吸可以回收75%的碳，避免损失过多。 ? 有利于氮的代谢。
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