參考答案：
一. 填空題
1. CO2 ，H2 O
2. 20~100（或 200 ）， 40~60，10~50 （或 100 ）
3. 卟啉，水，葉醇，脂
5. -CH3，CHO
6. 長光，短光
7. 光，溫度，水分，礦質營養
8. 原初反應，電子傳遞與光合磷酸化，碳素同化作用
9. 光，暗，光能向活躍化學能，活躍化學能向穩定化學能
10. 表觀光合速率，呼吸速率
11. 100 ，外， P 700 ， 175 ，內， P 680
12. 原初反應，電子傳遞與光合磷酸化，碳素同化作用
13. 光能的吸收，傳遞，光能轉變成電能，類囊體膜
14. 原初反應
15. 非環式光合磷酸化，環式光合磷酸化，假環式光合磷酸化，非環式光合磷酸化
16. C3，C4，PEP，PEP 羧化酶，草酰乙酸，葉肉， RuBP， RuBP羧化酶，3 –磷酸甘油酸，葉肉
17. H2O
18. 卡爾文，同位素示蹤，紙譜色層分析
19. 反應中心色素分子，原初電子供體，原初電子受體
20. P 700，P 680
21. 700nm ，680nm
22. 2，3，12，18
23. ATP， NADPH
24. H2O，NADP+
25.原初反應，電子傳遞與光合磷酸化，ATP， NADPH，O2 ，類囊體膜
26. RuBP 羧化酶， NADP – 磷酸甘油醛脫氫酶， FBP 磷酸酯酶， SBP 磷酸酯酶， Ru5P 激酶
27. CAM，C3，夜間氣孔張開，夜間有機酸含量高
28. 50 μmol/mol 左右，0~5 μmol/mol，PEP 羧化酶對 CO2的親和能力強
29. CO2，液泡，CO2
30. 葉肉，維管束鞘
31. PEP，CO2，OAA，RuBP，CO2，PGA
32. 乙醇酸，葡萄糖，葉綠體，過氧化體，線粒體，線粒體
33. 乙醇酸， RuBP 加氧
34. RuBP 羧化酶-加氧酶（Rubisco），羧化，加氧
35. 葉綠體，葉綠體，過氧化體，葉綠體，線粒體
36. 卡爾文，米切爾，愛默生，明希
37. C3，C4，CAM代謝途徑，C3，糖
38. 小麥，大豆，棉花，玉米，甘蔗，高粱
39. CO2 /O2 比值高，CO2 /O2 比值低
40. 光照，溫度，水分，CO2 ，礦質營養
41. 光反應不能利用全部光能，暗反應跟不上
42. H2O 被氧化到 O2 水平，CO2 被還原到糖的水平，同時伴有光能的吸收、轉換與貯存
43. 反應中心，聚光（天線）
44. 葉綠體，細胞質
45. 維管素鞘，葉肉
46. 胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素 a 、葉綠素 b
47. 褐色、去鎂葉綠素、翠綠色、銅代葉綠素
48. 保護葉綠素不被破壞
49. 流速、體積
50. 氣體流速、葉室溫度、葉面積
51. 光合速率、呼吸速率、光呼吸速率、光補償點、光飽和點、或CO2 補償點、CO2 飽和點、表觀量子產額）
52. 苯、胡蘿卜素、葉黃素、乙醇、皂化的葉綠素 a 、皂化的葉綠素b
53. 密閉式、氣封式、夾心式
54. 紅，綠
四、選擇題
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、是非題
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 問答：
1. 答：光合色素分子的激發態電子，未被電子受體所接受，其電子從第一單線態回到基態時所發射的光稱熒光。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象。
活體葉片細胞葉綠素熒光產額（發射熒光量子數與吸收光量子數的比值）很低，其數值約為 3% 左右，就是說在 100 個激發態電子中，約有 3 個電子是由于發射熒光而回復到基態，所以難以用肉眼觀察出來。而葉綠素在溶液中熒光產額顯著提高，為 30% 左右。
2. 答：在類囊體膜上的電子傳遞體中，PQ具有親脂性，含量多，被稱為PQ庫，它可傳遞電子和質子，而其他傳遞體只能傳遞電子。在光下，PQ在將電子向下傳遞的同時，又把膜外基質中的質子轉運至類囊體膜內， PQ 在類囊體膜上的這種氧化還原往復變化稱PQ穿梭。PQ穿梭使膜內H+濃度增高，電位較“正”，有利于質子動力勢形成，進而促進ATP的生成。
3. 答：在光合電子傳遞中伴隨著電子傳遞和氧化還原的進行使光合膜內形成了高能態，米切爾于 1961 年提出了化學滲透假說，他認為高能態就是質子濃度差和電位差（合稱質子
動力勢），這是由 PQ 穿梭和水光解放氧的同時，有 H+ 釋放，類囊體膜內空間 H+ 增多，再加上膜外 NADP+ 的還原，消耗了 H+ ，使類囊體膜的內外兩側產生了質子濃度差和電位差，膜內的質子通過偶聯因子（CF1 –CF0）流出時， ATP 酶催化 ADP+Pi 合成了 ATP 。
4. 答（1）有害方面： ①從碳素同化角度看，光呼吸將光合作用已固定的碳素的 30% 左右，再釋放出去，減少了光合產物的形成。②從能量利用上看，光呼吸過程中許多反應都消耗能量。
（2）光呼吸對植物也具有積極的生理作用：①消耗光合作用中產生的副產品乙醇酸，通過乙醇酸途徑將它轉變成碳水化合物，另外，光呼吸也是合成磷酸丙糖和氨基酸的補充途徑。②防止高光強對光合作用的破壞，在高光強和二氧化碳不足的條件下，過剩的同化力將損傷光合組織。通過光呼吸對能量的消耗，保護了光合作用的正常進行。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進行。
5. 答：因為溫室中光線較弱，由于光照不足，光合作用較弱，如果此時溫度較高，呼吸作用增強，容易達到光補償點，即光合作用吸收的CO2與呼吸作用釋放的CO2達到運態平衡。在白天沒有光合產物積累，夜間呼吸作用還要消耗有機物質，造成消耗大于積累，久而久之，導致植物死亡。
6.答： CAM 植物的氣孔是在夜間開放，固定CO2，生成草酰乙酸，并進一步還原成蘋果酸積累在液泡中。白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸運到葉綠體，脫羧放出CO2，CO2進入卡爾文循環（C3途徑）形成光合產物。
鑒別方法：
（1） CAM植物的氣孔是夜間張開，白天關閉。
（2）夜間蘋果酸含量高、pH值低，白天蘋果酸含量低，pH值增高。
（3）夜間碳水化合物含量低，白天碳水化合物含量高。
7. 答：C4植物是通過C4途徑固定同化CO2的，該途徑是由C4-二羧酸循環（C4循環）和卡
爾文循環（C3 途徑）兩個循環構成。C4循環主要是在葉肉細胞內進行的，而卡爾文循環則位于維管束鞘細胞內。在葉肉細胞中，PEP羧化酶固定CO2形成的OAA經C4-二羧酸循環轉移到維管束鞘細胞中，在此處脫羧放出CO2，再由卡爾文循環將CO2固定并還原成碳水化合物。這樣的同化CO2 途徑表現出了兩個優越性：
（1）葉肉細胞中催CO2初次固定的 PEP 羧化酶活性強且對CO2的親合力高（Km值為7μmol/L，而Rubisco 對CO2的Km值為450 μmol/L），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。
（2）C4途徑中，通過C4-二羧酸循環將葉肉細胞吸收固定的CO2轉移到鞘細胞，為鞘細胞中卡爾文循環提供CO2，因此其作用好象一個CO2 “泵”一樣，將外界的CO2泵入鞘細胞，使鞘細胞的CO2 濃度增大，抑制了Rubisco的加氧活性，使光呼吸顯著減弱，光合效率大大提高，同時也使C4植物的CO2補償點明顯降低（0～10μmol/mol ）。
C3植物只在葉肉細胞中通過卡爾文循環同化CO2，由于Rubisco與CO2 的親合力低，加之自然界CO2 濃度低（300 μmol/mol），氧氣含量相對高（21％），因此C3植物 Rubisco
的加氧反應明顯，光呼吸強，CO2 補償點高（50～150 μmol/mol），光合效率低。此外C4植物維管束鞘細胞中形成的光合產物能及時運走，有利于光合作用的進行。
C4植物的高光合效率在溫度相對高、光照強的條件下才能明顯表現出來；在光弱、溫度低的條件下C4植物的光合效率反不如C3植物。
8. 答：在光下類囊體膜上的光反應啟動時，消耗 Pi 產生 ATP 和 NADPH+H + ，有利于 CO2 的同化，并產生磷酸丙糖。通過葉綠體被膜上的“ Pi 運轉器”，磷酸丙糖與細胞質中的 Pi 進行對等交換， Pi 進入葉綠體間質，并通過 ATP 的形成來活化 PGA 激酶與 Ru5P 激酶，促進碳循環的運轉，當植物缺磷時，與磷酸丙糖交換的 Pi 減少，間質中 ATP/ADP 比值降低，使 PGA 激酶與 Ru5P 激酶鈍化，于是光合碳循環運轉減慢。
9. 答：C4植物的光合細胞有兩類：葉肉細胞和維管束鞘細胞（BSC）。C4植物維管束分布密集，間距小（每個葉肉細胞與BSC鄰接或僅間隔1個細胞），每條維管束都被發育良好的大型BSC包圍，外面又為一至數層葉肉細胞所包圍，這種呈同心圓排列的 BSC 與周圍的葉肉細胞層被稱為Kranz 解剖結構，又稱花環結構。C4植物的BSC中含有大而多的葉綠體，線粒體和其它細胞器也較豐富。BSC與相鄰葉肉細胞間的壁較厚，壁中紋孔多，胞間
連絲豐富。這些結構特點有利于葉肉細胞與BSC間的物質交換，以及光合產物向維管束的就近轉運。此外，C4植物的兩類光合細胞中含有不同的酶類，葉肉細胞中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及與C4-二羧酸生成有關的酶；而BSC中含有 Rubisco 等參與C3途徑的酶、乙醇酸氧化酶以及脫羧酶，在這兩類細胞中進行不同的生化反應。
