園藝本科植物生理學(xué)-期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)(文件)
【正文】 元素，同時(shí)也是RuBP羧化酶、5磷酸核酮糖激酶等酶的活化劑，因而Mg對(duì)光合同化力形成和碳同化都有直接的影響，在光合作用有重要作用。Cu：銅是光合鏈中質(zhì)體藍(lán)素的成分，參與光合電子傳遞；銅也是葉綠素生物合成中某些酶的激活劑，參與葉綠素的生物合成。CI：氯在光合作用中參與水的光解，在水光解過程中起活化劑作用，促進(jìn)氧的釋放和NADP+ 的還原。形成高能磷酸鍵的能源是光能，經(jīng)原初反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能（高能態(tài)電子），電子在光合電子傳遞鏈中傳遞時(shí)能量順次降低，釋放出的能量可推動(dòng)ADP的磷酸化反應(yīng)形成ATP，將電能轉(zhuǎn)換這化學(xué)能貯藏于ATP的高能磷酸鍵中。依據(jù)上述條件，該學(xué)說認(rèn)為光合磷酸化合成ATP的動(dòng)力是質(zhì)子推動(dòng)力。膜兩側(cè)的H+濃度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，質(zhì)子就會(huì)通過特定的質(zhì)子通道——偶聯(lián)因子復(fù)合物（CF0CF1）回流，回流時(shí)釋放的能量可推動(dòng)ATP的合成。例：光合作用可分為哪三大過程？各過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？分析 從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，光合作用的三個(gè)階段是：原初反應(yīng)——將光能轉(zhuǎn)換為電能；電子傳遞和光合磷酸化——將電能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能；碳同化——將活躍的化學(xué)元素能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的化學(xué)能。 ?。?）電子傳遞與光合磷酸化將電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能：經(jīng)原初反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能即高能態(tài)電子，電子在光合鏈中傳遞時(shí)能量順次降低，釋放出的能量可推動(dòng)ADP的磷酸化反應(yīng)形成ATP，將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能貯藏于ATP的高能磷酸鍵中。這樣通過碳同化過程就將ATP和NADPH+H+中的活躍化學(xué)能，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的化學(xué)能貯藏在合成的碳水化合物中。呼吸作用不僅為植物生命活動(dòng)提供所需要的大部分能量，而且呼吸過程中產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物是進(jìn)一步合成植物體內(nèi)其重要生命物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸、脂類等的原料，同時(shí)呼吸作用在植物抗病免疫方面也有重要意義。它們相互依賴，功能各異，特點(diǎn)不同，這種多樣性，有利于高等植物適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境條件，以使植物個(gè)體能夠生存，種族得以延緩。ATP是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)變和貯存的主要形式。在栽培管理中應(yīng)采取有效措施，保證呼吸過程正常進(jìn)行，以獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，在糧食和果蔬的貯藏中應(yīng)采取適宜的措施降低呼吸速率，以減少損耗，以利于安全貯存。（二）重點(diǎn)EMP、TCAC、PPP途徑在細(xì)胞中的定位及其生理意義，抗氰呼吸及其意義，呼吸鏈電子傳遞及氧化磷酸化，影響呼吸作用的因素及其與作物采后貯藏的關(guān)系。一般來說，凡是生長(zhǎng)迅速的植物種類、器官、組織、細(xì)胞，其呼吸均較旺盛，組織水分狀況及環(huán)境中的溫度、氧濃度、二氧化碳濃度或機(jī)械損傷等都會(huì)明顯的影響呼吸速率。呼吸作用的能量轉(zhuǎn)換及其意義：呼吸作用中，在底物逐步氧化分解的同時(shí)，貯存在呼吸底物（有機(jī)物）中的穩(wěn)定化學(xué)能也逐步釋放出來，因此呼吸作用是一個(gè)放能的過程。高等植物呼吸作用的底物主要是糖類，糖的分解代謝途徑有多種途徑，既可走糖酵解——三羧酸循環(huán)（（EMPTCAC），也可走磷酸戊糖途徑（PPP）以及乙醛酸循環(huán)等途徑。因此無氧呼吸不能滿足高等植物各種生理過程對(duì)能量和物質(zhì)的需求，其存在僅僅是植物對(duì)缺氧環(huán)境的暫時(shí)適應(yīng)，有氧呼吸才是高等植物進(jìn)行呼吸的主要形式。NADPH+H+也帶有較高的能量，且具有強(qiáng)的還原力，因此ATP和NADPH+H合稱為“同化力”，用于推動(dòng)CO2的同化過程。（1）原初反應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能：原初反應(yīng)發(fā)生于最初起始階段的反應(yīng)，它是光合作用中直接與光能利用相聯(lián)系的反應(yīng)，包括光能的吸收、傳遞和光化學(xué)反應(yīng)（光能的轉(zhuǎn)換）。CF0CF1（coupling factor，偶聯(lián)因子）是葉綠體光合磷酸化反應(yīng)中的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，它由嵌于膜內(nèi)CF0（親脂性，稱偶聯(lián)因子基部）和暴露于膜表面的CF1（親水性，稱偶聯(lián)因子）兩部分組成。一是水光解時(shí)可使電荷分離，在膜內(nèi)側(cè)釋放H+；二是FQ穿梭時(shí)將H+由外側(cè)轉(zhuǎn)入內(nèi)側(cè)；三是環(huán)式光合磷酸化時(shí)也有H+內(nèi)運(yùn)。提出該學(xué)說的前提是：假設(shè)類襄體膜對(duì)質(zhì)子（離子）是不能透過的（只有在特殊或特定位置可透過）；膜內(nèi)外兩側(cè)具有一定氧化還原電位的電子傳遞體不均稱地嵌合在膜內(nèi)；膜上有偶聯(lián)質(zhì)子轉(zhuǎn)移的陰、陽離子擴(kuò)散系統(tǒng)；膜上還有一個(gè)轉(zhuǎn)移質(zhì)子的ATP酶系統(tǒng)（偶聯(lián)因子，CF0CF1）。此外鋅也是葉綠素物質(zhì)合成中某些酶的激活劑，影響葉綠素的生物合成。Mn：錳是光合放氧復(fù)合體的重要成分，參與光合放氧反應(yīng)和電子傳遞；錳也是葉綠素形成和維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)的必需元素，因而對(duì)光合作用有直接影響。Fe：Fe是光合鏈中細(xì)胞色素、鐵硫蛋白、鐵氧還蛋白的組成成分，因此與光合電子傳遞直接有關(guān)；鐵也是葉綠素合成的必需元素，可能是作為葉綠素生物合成某種酶的激活劑而起作用。K：K在植物體內(nèi)以離子形式存在，不參與物質(zhì)的組成。N：N是參與光合作用的蛋白質(zhì)（葉綠體的各種結(jié)構(gòu)和功能蛋白）和酶的重要成分，同時(shí)也是葉綠素的組成元素，因此N對(duì)光合作用的影響最為明顯。【評(píng)注】 C4植物的高光合效率在溫度相對(duì)高、光照強(qiáng)的條件下才能明顯表現(xiàn)出來；在光弱、溫度低的條件下C4植物的光合效率反不如C3植物。這樣的同化CO2途徑表現(xiàn)出了兩個(gè)優(yōu)越性：（1）葉肉細(xì)胞中催化CO2初次固定的PEP羧化酶活性強(qiáng)且對(duì)CO2的親合力高（其Km=7?g），因此固定CO2的速率快，特別是在CO2濃度較低的情況下（大氣中的CO2含量正是處于這樣一種狀況），其固定CO2的速率比C3植物快得多。例：為什么C4植物的光合效率一般比C3植物的高？ 分析 主要從以下幾個(gè)方面論述：二者葉片解剖結(jié)構(gòu)及生理特點(diǎn)的差異；二者同化CO2的方式的不同對(duì)光合效率的影響；碳同化酶系的催化能力及其
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