【文章內(nèi)容簡介】 利用光能氧化裂解水和還原質(zhì)體醌。 16. 光合電子傳遞途徑有幾個類型？各途徑有什么特點？①非環(huán)式電子傳遞，PS I和PS II共同受光激發(fā)，串聯(lián)起來推動電子傳遞，從水中奪電子并將電子最終傳遞給NADP+，產(chǎn)生ONADPH和H+，這是開放式通路，故稱非環(huán)式電子傳遞。其電子傳遞路線為：H2O→PS II→PQ→Cyt b6f →PC→PS I→Fd→FNR→NADP+。②環(huán)式電子傳遞，PS I受光激發(fā)而PS II未受光激發(fā)時，PS I產(chǎn)生的電子傳給Fd，通過Cyt b6f復合體和PC返回PS I，形成了圍繞PS I的環(huán)式電子傳遞。其電子傳遞路線為：PS I→Fd→PQ→Cyt b6f →PC→PS I。③假環(huán)式電子傳遞，與非環(huán)式電子傳遞途徑類似，但其最終電子受體不是NADP+，而是O2，形成超氧陰離子自由基，后被超氧化物歧化酶消除，產(chǎn)生H2O，電子似乎從H2O →H2O，故稱假環(huán)式電子傳遞。電子傳遞路線為：H2O→PS II→PQ→Cyt b6f →PC→PS I→Fd→O2。17. 簡述光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系？光反應(yīng)是必需在光照下才能進行，由光驅(qū)動的光化學反應(yīng)，在葉綠體的類囊體膜上進行，包括原初反應(yīng)、電子傳遞和光合磷酸化。暗反應(yīng)是在暗處（也可以在光下）進行的、由一系列酶催化的化學反應(yīng)，在葉綠體基質(zhì)中進行；包括3類碳同化途徑，即CC4和CAM途徑。 在光反應(yīng)產(chǎn)生的同化力（ATP和NADPH）將在暗反應(yīng)中被利用，將CO2還原成糖類；所以光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。18. 為什么光合作用本質(zhì)上是一個氧化還原反應(yīng)？光合作用本質(zhì)上是一個氧化還原反應(yīng)，光合作用的原初反應(yīng)的核心是發(fā)生在反應(yīng)中心的光化學反應(yīng)。光化學反應(yīng)實質(zhì)上是由光引起的反應(yīng)中心色素與原初電子受體和次級電子供體之間的氧化還原反應(yīng)。其最終結(jié)果是最終電子供體水被光解，釋放出電子和氧氣及質(zhì)子；最終電子受體NADP+得到電子被還原成NADPH，進而通過卡爾文循環(huán)使二氧化碳固定后的產(chǎn)物磷酸甘油酸還原為磷酸丙糖、和淀粉。所以，光合作用中，水被氧化得到氧氣，而二氧化碳被還原為糖類。19. 根據(jù)化學滲透學說解釋光合磷酸化機制。植物葉綠體在光照下把無機磷(Pi)與ADP轉(zhuǎn)化為ATP，形成高能磷酸鍵的過程稱為光合磷酸化。 滲透假說認為，質(zhì)子是不能自由通過類囊體膜的，膜上的電子傳遞體PQ具有親脂性，含量多，可傳遞電子和質(zhì)子。在光照下，PQ在接收P680傳來的一對電子的同時，也可以將膜外基質(zhì)中的兩個質(zhì)子轉(zhuǎn)移到膜內(nèi)；此外，水在膜內(nèi)分解也釋放出質(zhì)子。因此，膜內(nèi)測質(zhì)子濃度高而外側(cè)濃度低，膜內(nèi)測電位較膜外側(cè)高，膜內(nèi)外產(chǎn)生質(zhì)子濃度差和電位差，兩者合稱為質(zhì)子動力勢，即為光合磷酸化動力。當質(zhì)子沿著濃度梯度返回膜外側(cè)時，在ATP合酶催化下，ADP和Pi脫水形成ATP。20. 高等植物碳同化途徑有幾條？哪條途徑具備合成淀粉等光合產(chǎn)物的能力?高等植物碳同化途徑有三條：卡爾文循環(huán)、C4途徑和景天科植物酸代謝途徑。只有卡爾文循環(huán)具備合成淀粉等光合產(chǎn)物的能力，而C4途徑和景天科酸代謝途徑只起到固定和轉(zhuǎn)運二氧化碳的作用。21. C3途徑是誰發(fā)現(xiàn)的?分哪幾個階段？每個階段的作用是什么？C3途徑是卡爾文(Calvin)等人發(fā)現(xiàn)的。它可分為三個階段： ①羧化階段。二氧化碳被固定，生成3磷酸甘油酸，為最初產(chǎn)物。②還原階段。利用同化力(NADPH、ATP)將3磷酸甘油酸還原成3磷酸甘油醛，即光合作用中的第一個三碳糖。③更新階段。光合碳循環(huán)中形成的3磷酸甘油醛，經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)變，再重新形成RuBP的過程。④同化物合成階段：磷酸丙糖可在葉綠體內(nèi)合成淀粉，又可運輸?shù)郊毎|(zhì)中合成蔗糖。22. C3循環(huán)的具體途徑。①羧化階段：二氧化碳在1,5二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)催化下與1,5二磷酸核酮糖(RuBP)反應(yīng)生成兩分子3磷酸甘油酸(PGA)。②還原階段：PGA被ATP磷酸化，在3磷酸甘油酸激酶催化下，形成1,3二磷酸甘油酸(DPGA)；DPGA在3磷酸甘油醛脫氫酶的作用下被NADPH和H+還原，形成3磷酸甘油醛(PGAld)。③更新階段：PGAld經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)變，再重新形成RuBP的過程。23. 光合作用中卡爾文循環(huán)的調(diào)節(jié)方式有哪幾個方面 ?①自身催化調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)RuBP等中間產(chǎn)物的含量，使同化二氧化碳速率處于某一穩(wěn)態(tài)的機制。②光調(diào)節(jié)：光照可以提高光合作用中某些酶的活性，起來酶活化劑的作用。③轉(zhuǎn)運作用的調(diào)節(jié)：從葉綠體運到細胞質(zhì)的磷酸丙糖的數(shù)量，受細胞質(zhì)里的Pi數(shù)量所控制。Pi充足，進入葉綠體內(nèi)多，就有利于葉綠體內(nèi)磷酸丙糖的輸出，光合速率就會加快。24. C4途徑的具體過程。①羧化與還原：葉肉細胞質(zhì)中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)在在PEP羧化酶催化下，固定CO2生成草酰乙酸(OAA)；OAA經(jīng)過NADP蘋果酸脫氫酶作用被還原為蘋果酸，或在天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶作用，與谷氨酸反應(yīng)生成天冬氨酸和酮戊二酸。②轉(zhuǎn)移與脫羧：蘋果酸或天冬氨酸在維管束鞘細胞中進行脫羧反應(yīng)，形成丙酮酸或丙氨酸等C3酸，并釋放CO2，釋放CO2的再進入C3循環(huán)生成有機物。③更新階段：丙酮酸或丙氨酸等C3酸返回葉肉細胞，經(jīng)過磷酸丙酮酸雙激酶(PPDK)催化和ATP作用，生成PEP。25. 3種C4途徑的類型的區(qū)別。類型進入維管束鞘細胞的C4酸脫羧部位脫羧酶返回葉肉細胞的C3酸植物種類NADP蘋果酸酶類型蘋果酸葉綠體NADP蘋果酸酶丙酮酸玉米甘蔗NAD蘋果酸酶類型天冬氨酸線粒體NAD蘋果酸酶丙氨酸狗尾草馬齒莧PEP羧化酶類型天冬氨酸細胞質(zhì)PEP羧化酶丙酮酸丙氨酸羊草26. C4途徑的調(diào)節(jié)。①光調(diào)節(jié)：光可激活蘋果酸脫氫酶和磷酸丙酮酸雙激酶的活性。②效應(yīng)劑調(diào)節(jié)：效應(yīng)劑調(diào)節(jié)PEP羧化酶的活性。③二價金屬離子調(diào)節(jié)：二價金屬離子都是C4植物脫羧酶的活化劑。27. CAM植物同化二氧化碳的特點。這類植物晚上氣孔開放，吸進二氧化碳，在PEP羧化酶作用下與PEP結(jié)合形成OAA，進一步還原為蘋果酸，累積于液泡中。白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸便運到細胞質(zhì)，在NADP蘋果酸酶作用下氧化脫羧，放出二氧化碳，放出的二氧化碳參與卡爾文循環(huán)，形成淀粉等。 CAM 植 物具有兩 步羧化 的特點。28. CAM途徑的調(diào)節(jié)。①短期調(diào)節(jié)：PEP羧化酶只在晚上起作用，而脫羧酶只在白天起作用。②長期調(diào)節(jié)：某些植物在干旱條件下保持CAM類型，但在水分充足時，則轉(zhuǎn)變?yōu)镃3類型。27. 光合產(chǎn)物特點。①不同植物光合作用產(chǎn)物不同，一般產(chǎn)物為糖類，包括單糖(葡萄糖和果糖)、雙糖(蔗糖)和多糖(淀粉)；蛋白質(zhì)、脂肪和有機酸也都是光合作用的直接產(chǎn)物。②淀粉在葉綠體中合成，而蔗糖在細胞質(zhì)中合成。③在葉綠體中的淀粉合成與細胞質(zhì)中的蔗糖合成呈競爭反應(yīng)，細胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度高時，葉綠體的磷酸丙糖輸出到細胞質(zhì)基質(zhì)合成蔗糖；細胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度低時，促進淀粉在葉綠體內(nèi)的合成。28. 如何證明C3途徑CO2的受體是RuBP，而CO2固定后的最