【導讀】種細胞器，進行有絲分裂，細胞體積較大，直徑10～100μm。磷脂分子成雙層排列，疏水性的尾部向內，稱為外在蛋白，有的嵌入膜脂之間甚至穿過膜的內外表面，稱為內在蛋白。內質網；是由單層膜構成的管狀、囊狀或泡狀結構，并相互聯(lián)結成網狀，貫穿于細胞質。型內質網可運輸?shù)鞍踪|，二者都能合成脂類和固醇，也與糖代謝有關。由球形的管蛋白組成的管狀結構。其主要功能除起支架作用和與細胞運動有關外，還與。它是由質膜連續(xù)構成的膜管，此類蛋白由于其生理活性有賴于三磷酸鳥苷。DAG/PKC途徑，因此把這一信號系統(tǒng)稱之為“雙信號系統(tǒng)”。

　　

【正文】 化下在葉綠體內進行。在農作物中，硝酸鹽在根內還原的量依下列順序遞減；大麥 ＞向日葵＞玉米＞燕麥。同一植物，在硝酸鹽的供應量的不同時，其還原部位不同。例如在豌豆的枝葉及根內硝酸鹽還原的比值隨著 NO3－ 供應量的增加而明顯升高。 6． 試述鹽分吸收與水分吸收的關系。 植物對鹽分與水分的吸收是相對的，既有關，又無關。有關，表現(xiàn)在鹽分須溶解于水中方能被吸收；無關，表現(xiàn)在二者被吸收的機理不同，吸鹽以主動吸收為主，而吸水則以 被動吸收為主。 七、思考 1．某實驗室正在進行必需元素的缺素培養(yǎng)，每一培養(yǎng)缸中只缺一種元素，其中有三缸未注明缺乏何種元素，但缺乏癥狀已表現(xiàn)出來： 第一缸植物的老葉葉尖和葉緣呈枯焦狀，葉片上有褐色斑點，但主脈附近仍為綠色。 第二缸植株的老葉葉脈間失綠，葉脈清晰可見； 第三缸植株的癥狀也是老葉失綠，但失綠葉片的色澤較為均一，只是葉尖和中脈附近較嚴重些。 根據上述缺素癥狀，你能判斷出各培養(yǎng)缸中最可能缺乏的元素嗎？ 第一缸缺 K；第二缸缺 Mg；第三缸缺 N 2． 在含有 Fe、 K、 P、 Ca、 B、 Mg、 Cu、 S、 Mn等營養(yǎng)元素 的培養(yǎng)液中培養(yǎng)棉花，當棉苗第四片葉展開時，在第一片葉上出現(xiàn)了缺綠癥，問該缺乏癥是由于上述元素中哪種元素含量不足而引起的？為什么？． 是由于 Mg 的含量不足而引起的。在上述元素中能引起缺綠癥的元素有 Mg、 Cu、 S、 Mn。這四種元素中只有 Mg 是屬于再利用元素，它的缺乏癥一般表現(xiàn)在老葉上；而 Cu、 S、 Mn 屬于不能再利用元素，它們的缺乏癥表現(xiàn)在嫩葉上。當棉苗第四葉（新葉）展開時，在第一片葉（老葉）上出現(xiàn)了缺綠癥，可見缺乏的是再利用元素 Mg 而不是其他。 3．一位學生配制了 4 種溶液，每種溶液的總濃度都相同。他用這些溶液培 養(yǎng)已發(fā)芽的小麥種子，兩周后測得數(shù)據如表 ，請問處理 1和 2中的小麥根為什么特別短？ 表 小麥的溶液培養(yǎng) 處理 溶液 根長（ mm） 1 NaCl 59 2 CaCl2 70 3 NaCl＋ CaCl2 254 4 NaCl＋ CaCl2＋ KCl 324 單鹽毒害 4．用溶液培養(yǎng)研究番茄的氮、磷、鉀元素缺乏癥時，一個學生忘記在培養(yǎng)缸上貼標簽。培養(yǎng)三周后，發(fā)現(xiàn) A處理的番茄葉片卷縮不平，不缺綠斑，葉邊枯焦，老葉癥狀比幼葉的更為顯著。 B處理的番茄老葉干黃脫落，幼葉灰綠，葉柄葉脈呈紫色，根細而長，幼葉較老葉的缺乏癥輕，整株生長緩慢。 C處理的番茄葉片呈紫紅色，葉片及葉柄上有壞無級斑，老葉癥狀較幼葉癥狀更明顯，根系發(fā)育差，整株 生長慢。請你根據這些癥狀為不同處理的培養(yǎng)缸補貼標簽。 A．缺鉀 B．缺氮 C．缺磷。 第四章 [自測題 ] 一、 名詞解釋 ? 光合作用：綠色植物利用太陽光能，將二氧化碳和水合成有機物質，并釋放氧氣的過程。 ? 原初反應：指的是光能的吸收、傳遞與轉換過程，完成了光能向電能的轉變，實質是由光所引起的氧化還原過程。 ? 天線色素：又稱聚光色素，沒有光化學活性，將所吸收的光有效地集中到作用中心色素分子，包括 99％ 的葉綠素 a ，全部葉綠素 b ，全部胡蘿卜素和葉黃素。 ? 反應中心色素分子：既能吸收光能又具有 化學活性，能引起光化學反應的特殊狀態(tài)的葉綠素 a 分子，包括 P 700 和 P 680 。 ? 光合作用單位：是指完成 1 分子 CO 2 的同化或 1 分子 O 2 的釋放，所需的光合色素分子的數(shù)目，大約是 2400 個光合色素分子。但就傳遞 1 個電子而言，光合作用單位是 600 。就吸收 1 個光量子而言，光合作用單位是 300 。 ? 紅降現(xiàn)象：當光波大于 680 nm ，雖然仍被葉綠素大量吸收，但光合效率急劇下降，這種在長波紅光下光合效率下降的現(xiàn)象稱為紅降現(xiàn)象。 ? 光合效率（量子產額）：又稱量子產額 或量子效率，是光合作用中光的利用效率，即吸收 1 個光量子所同化二氧化碳或放出氧分子的數(shù)量。 ? 量子需要量：同化 1 分子 CO 2 或釋放 1 分子 O 2 需要的光量子數(shù)。 ? 愛默生效應（雙光增益效應）：如果在長波紅光照射時，再加上波長較短的紅光（ 650～670nm ）照射，光合效率增高，比分別單獨用兩種波長的光照射時的總和還要高，這種現(xiàn)象稱為雙光增益效應或愛默生效應。 ? 希爾反應及希爾氧化劑：在有適當?shù)碾娮邮荏w存在的條件下，離體的葉綠體在光下使水分解，有氧的釋放和電子受體的還原，這一過程是 Hill 在 1937 年發(fā)現(xiàn)的，故稱 Hill 反應。在希爾反應中接受氫的受體稱希爾氧化劑。 ? P 700：是 PSⅠ 的反應中心色素分子，即原初電子供體，是由兩個葉綠素 a 分子組成的二聚體。這里 P 代表色素， 700 則代表 P 氧化時其吸收光譜中變化最大的波長位置是近 700nm 處，即用氧化態(tài)吸收光譜與還原態(tài)吸收光譜間最大處的波長位置來作為反應中心色素的標志。 ? PQ 穿梭：伴隨著 PQ 的氧化還原，可使 2H+ 從間質移至類囊體膜內的空間，即 H + 橫渡類囊體膜，搬運 2H + 的同時也傳遞 2e ， PQ 的這種氧化還原往復變化稱為 PQ 穿梭。 ? 光合鏈：由一系列能發(fā)生氧化還原作用的電子傳遞體所組成的電子傳遞鏈，能將水光解所產生的電子依次傳遞，最后傳遞給 NADP + 的總軌道。 ? 光合磷酸化：葉綠體在光下與光合電子傳遞相偶聯(lián)，將無機磷與 ADP 轉化成 ATP 的過程，稱為光合磷酸化。 ? 非環(huán)式光合磷酸化：與非環(huán)式電子傳遞相偶聯(lián)產生的磷酸化反應。有兩個光系統(tǒng)參加，電子傳遞是單方向的，能引起水的光解放氧和 ATP 與 NADPH+H + 的生成。 ? 環(huán)式光合磷酸化：與環(huán)式電子傳遞相偶聯(lián)產生 ATP 的反應。只有光系統(tǒng)Ⅰ參加，電子流經過一個循環(huán)，不能形成 NADPH+H + ，也不能引起水的光解放氧，只產生 ATP 。 ? 假環(huán)式光合磷酸化：與假環(huán)式電子傳遞相偶聯(lián)產生 ATP 的反應。有兩個光系統(tǒng)參加，電子傳遞是單方向的，能引起水的光解放氧和 ATP 的生成，但不能生成 NADPH+H + ，因為 O2 是電子和質子的最終受體。 ? C 3 途徑與 C 3 植物： C 3 途徑又稱卡爾文循環(huán)，整個循環(huán)由 RuBP 開始至 RuBP 再生結束，共有 14 步反應，均在葉綠體的基質中進行。全過程分為羧化、還原、 再生三個階段。因為二氧化碳固定后形成的第一個產物 3– 磷酸甘油酸為三碳化合物，所以稱為 C 3 途徑。并把只具有 C 3 途徑的植物稱 為 C 3 植物。 ? C 4 途徑與 C 4 植物：又稱為哈奇 – 斯萊克（ Hatch－ Slack ）途徑，整個循環(huán)由 PEP 開始至 PEP 再生結束，要經葉肉細胞和微管束鞘細胞兩種細胞，循環(huán)反應因植物不同而有差異，但基本上可分為羧化、還原或轉氨、脫羧和再生四個階段，由于這條光合碳循環(huán)途徑中二氧化碳固定后最初產物草酰乙酸為 C 4– 二羧酸化合物，故稱為 C 4– 二羧酸途徑（ C 4 － dicarboxylic acid pathway ），簡稱 C 4 途徑。并把具有 C 4 途徑的植物稱為 C 4 植物。 ? Pi 運轉器：存在于葉綠體被膜上，運轉磷酸丙糖與 Pi ，使二者對等交換，將磷酸丙糖轉移到細胞質的專一載體。 ? 光呼吸：綠色細胞只有在光下才能發(fā)生的吸收氧氣釋放二氧化碳的過程。與光合作用有密切的關系，光呼吸的底物是乙醇酸，由于這種呼吸只有在光下才能進行，故稱為光呼吸。 ? CAM 途徑和 CAM 植物：景天科、仙人掌科等科中的植物，夜間氣孔張開，吸收 CO 2 形成有機酸，貯 藏在液泡中，白天氣孔關閉，有機酸脫羧放出 CO 2 ，進入卡爾文循環(huán)，形成光合產物，這種與有機酸合成日變化有關的光合碳代謝途徑稱為景天科酸代謝途徑。把具有景天科酸代謝途徑的植物稱為 CAM 植物。 ? 光飽和現(xiàn)象與光飽和點：在較低光照強度下，光合速率隨光照強度的增高幾乎直線上長，當光照強度超過一定數(shù)值以后，光合速率增加轉慢，如果再增加光照強度，光合速率不再提高，這種現(xiàn)象稱光飽和現(xiàn)象，開始達到光飽和現(xiàn)象時的光照強度稱光飽和點。 ? 光補償點：在光飽和點以下，隨著光照強度的增強光合速率逐漸接近呼吸速率，當達到某一光 強度時，光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用放出的二氧化碳達到動態(tài)平衡，此時的光照強度稱光補償點。 ? CO 2 飽和點：在一定范圍內凈光合速率隨二氧化碳濃度的增加而增高，當達到一定程度時，再增加二氧化碳濃度，光合速率不再增加，此時二氧化碳濃度稱二氧化碳飽和點。 ? CO 2 補償點：在二氧化碳飽和點以下，光合作用吸收的二氧化碳與呼吸作用和光呼吸釋放的二氧化碳達到動態(tài)平衡，此時環(huán)境中的二氧化碳濃度稱二氧化碳補償點。 ? 光能利用率：是指作物光合產物中貯存的能量占照射在單位地面上日光能的百分率。 ? 熒光及熒光現(xiàn)象：光合 色素分子的激發(fā)態(tài)電子未被電子受體所接受，其電子從第一單線態(tài)回到基態(tài)時所發(fā)射的光稱為熒光。其葉綠素溶液在透射光下呈綠色，在反射光下呈紅色，稱熒光現(xiàn)象。 ? 熒光產額：發(fā)射熒光量子數(shù)與吸收光量子數(shù)的比值。 ? 磷光及磷光現(xiàn)象：光合色素分子受光激發(fā)后，其電子從三線態(tài)回到基態(tài)時所發(fā)出的光稱磷光。當熒光出現(xiàn)后，立即中斷光源，用靈敏的光學儀器還能看到短時間的“余輝”，這就是磷光現(xiàn)象。 ? 光合生產率：又稱凈同化率，指生長植株的單位葉面積在一天內進行光合作用所形成的光合產物，減去呼吸和其他消耗之后，凈積累的干物質量。 二、 寫出下 列符號的中文名稱 PQ ：質體醌； PC ：質體藍素； Fd ：鐵氧還蛋白； NADP + ：氧化型輔酶Ⅱ； RuBP ：核酮糖 – 1， 5– 二磷酸； PGA ： 3 – 磷酸甘油酸； GAP ： 3– 磷酸甘油醛； DHAP ：磷酸二羥丙酮； FBP ：果糖 – 1 ， 6 – 二磷酸； F6P ：果糖 – 6– 磷酸； G6P ：葡萄糖 – 6– 磷酸； E4P ：赤鮮糖 – 4– 磷酸； SBP ：景天庚酮糖 – 1 ， 7– 二磷酸； S7P ：景天庚酮糖 – 7– 磷酸； R5P ：核糖 – 5– 磷酸； Xu5P ：木酮糖 – 5– 磷酸 ； Ru5P ：核酮糖 – 5– 磷酸； PEP ：磷酸烯醇式丙酮酸； CAM ：景天科酸代謝； TP ：磷酸丙糖； HP ：磷酸己糖； OAA ：草酰乙酸； CF 1– CF 0 ：偶聯(lián)因子（ ATP 酶復合物）； PSⅠ：光系統(tǒng)Ⅰ； PS Ⅱ：光系統(tǒng)Ⅱ； BSC ：維管束鞘細胞； Mal ：蘋果酸； FNR ：鐵氧化蛋白 – NADP + 還原酶； Rubico ：核酮糖 – 1 ， 5– 二磷酸羧化酶 / 加氧酶 三、填空題 1. 光合作用是一種氧化還原反應，在反應中 CO 2 被還 原， H 2 O 被氧化。 2. 1 個葉肉細胞大約有 20～ 100 （或 200 ） 個葉綠體， 1 個葉綠體中有 40～ 60 個基粒，一個基粒大約 有 10～ 50 （或 100 ） 個類囊體。 3. 葉綠素分子的頭部是 卟啉 環(huán)，具有親 水 性，它的尾部是 葉綠醇 ，具有親 脂 性。 4. 高等植物的葉綠體色素有四種，其中葉綠素 a 為 藍綠 色，分子式是 C55H72O5N4Mg ，葉綠素 b 為 黃綠 色，分子式是 C55H7０ O６ N4Mg ，胡蘿卜素是 橙黃 色，分子式是 C 40 H56 ，葉黃素是 黃 色，分子式是 C 40 H 56 O 2 。 5. 葉綠素 b 是葉綠素 a 分子中的 基被 CH 3 基取代而形成的。 CHO 6. 葉綠素 a 在紅光區(qū)的吸收光譜與葉綠素 b 相比，偏 長光 波，在藍紫光區(qū)則偏向 短光 波。 7. 影響葉綠素生物合成的因素主要有： 光 、 溫度 、 水分 和 礦質營養(yǎng) 。 8. 光合作用的三大階段指的是 原初反應 、 電子傳遞與光合磷酸化 和 碳素同化作用 。 9. 光合作用分為 光 反應和 暗 反應兩大步驟，從能量角度看，第一步完成了 光能向活躍化學能 的轉變，第二步完成了 活躍化學能向穩(wěn)定化學能 的轉變。 10. 真正光合速率等于 表觀光合速率 與 呼吸速率 之和。 11. PSⅠ復合物的顆粒，直徑是 11nm ，在類囊體膜的 外 側，其作用中心色素分子為 P 700 。 PS Ⅱ復合物的顆粒，直徑是 ，在類囊體膜的 內