1、研究生入学考试植物生理学（光合作用）模拟试卷 3 及答案与解析一、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。1 Rubisco 的活化需要( )物质的参与。（A）Mg 2+和 O2（B） CO2 和 Mg2+（C） CO2 和 Cu2+（D）Cu 2+和 Mg2+2 玉米光合产物淀粉的形成和贮藏部位是( )。（A）叶肉细胞液泡（B）叶肉细胞叶绿体基质（C）维管束鞘细胞叶绿体基质（D）维管束鞘细胞细胞质3 光合碳循环最初形成的糖是( )。（A）四碳糖（B）三碳糖（C）五碳糖（D）六碳糖4 光合作用的产物以( ) 和( ) 为主。（A）葡萄糖，果糖（B）果糖，蔗糖（C）蔗糖，淀粉（D）
2、淀粉，脂肪5 Rubisco 的大亚基和小亚基分别由( )基因编码。（A）核基因和叶绿体基因（B）叶绿体基因和核基因（C）叶绿体基因和细胞质基因（D）细胞质基因和叶绿体基因6 光合碳循环(C 4 途径)中的 CO2 受体是( )。（A）RuBP（B） OAA（C） PEP（D）Ru5P7 在其他条件一样的情况下，对某种植物作如下处理：(甲)持续光照 15 min；(乙)光照 5 s 后再做黑暗处理 5 s，连续交替进行 20 min。则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是( )。（A）甲多于乙（B）甲和乙相等（C）甲少于乙（D）无法确定8 能够引起光合作用上升、光呼吸作用下降的条件是(
3、)。（A）提高温度（B）提高光强度（C）提高 CO2 浓度（D）提高氧浓度9 光呼吸的底物是( ) 。（A）乙醇酸（B）丙酮酸（C） OAA（D）RuBP10 C4 途径是澳大利亚的植物生理学家( )首先提出的。（A）Calvin（B） Hatch 和 Slack（C） Mitchcll（D）Emerson11 光呼吸乙醇酸代谢途径的底物主要来源于( )的作用。（A）乙醇酸氧化酶（B） RuBP 加氧酶（C） RuBP 羧化酶（D）PEP 羧化酶12 高粱光合碳同化的第一次羧化发生在( )。（A）叶肉细胞细胞质（B）叶肉细胞叶绿体类囊体膜（C）维管束鞘细胞叶绿体类囊体腔（D）叶肉细胞叶绿体间质
4、13 甘蔗光合碳同化过程中，OAA 还原为苹果酸在( )中进行。（A）维管束鞘细胞质（B）叶肉细胞的叶绿体间质（C）维管束鞘细胞的叶绿体间质（D）叶肉细胞14 玉米光合碳同化中 CO2 的最初受体是( )。（A）磷酸烯醇式丙酮酸（B）苹果酸（C）核酮糖二磷酸（D）草酰乙酸15 CAM 植物叶肉细胞中淀粉和苹果酸含量昼夜变化的趋势是( )。（A）淀粉含量白天增加，苹果酸含量夜间增加（B）淀粉含量和苹果酸含量白天增加（C）淀粉含量夜间增加，苹果酸含量白天增加（D）淀粉含量和苹果酸含量夜间增加16 夜间，CAM 植物的液泡内积累大量的( )。（A）葡萄糖（B）氨基酸（C）蔗糖（D）有机酸17 说明
5、Ruhisco 的特点及其对光合作用的重要性。18 简要说明光对光合酶的调节及其意义。19 光呼吸有什么特点? 说明 C2 循环和 C3 循环的关系。20 试简要分析 C4 植物 Rubisco 与 PEPC 的定位及功能之间的关系。21 在植物细胞中，蔗糖和淀粉是怎样合成的?22 简述景天科植物在光合作用中的碳固定途径及其适应意义。23 光补偿点、光饱和点、CO 2 补偿点、CO 2 饱和点的知识在生产实践中有何应用?24 设计实验证实 CO2 同化场所是叶绿体的基质。25 用实验证明 C3 植物比 C4 植物的 CO2 补偿点高。26 用不含水的有机溶剂如无水乙醇提取植物材料特别是干材料的
6、叶绿体色素往往效果不佳，为什么?27 试分析矿质元素和光合作用速率的关系。如何做到合理施肥提高作物产量?研究生入学考试植物生理学（光合作用）模拟试卷 3 答案与解析一、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。1 【正确答案】 B【知识模块】 光合作用2 【正确答案】 C【知识模块】 光合作用3 【正确答案】 B【知识模块】 光合作用4 【正确答案】 C【知识模块】 光合作用5 【正确答案】 B【知识模块】 光合作用6 【正确答案】 C【知识模块】 光合作用7 【正确答案】 C【知识模块】 光合作用8 【正确答案】 C【知识模块】 光合作用9 【正确答案】 A【知识模块】 光合作用
7、10 【正确答案】 B【知识模块】 光合作用11 【正确答案】 B【知识模块】 光合作用12 【正确答案】 A【知识模块】 光合作用13 【正确答案】 B【知识模块】 光合作用14 【正确答案】 A【知识模块】 光合作用15 【正确答案】 A【知识模块】 光合作用16 【正确答案】 D【知识模块】 光合作用17 【正确答案】 RUbiSCO 具有双重催化作用。 在光合作用中， Rubisco 催化RuBP 的羧化反应，嗣定 CO2，形成 3-磷酸甘油酸。 在光呼吸中，Rubisco 催化RuBP 的加氧反应，产生的磷酸乙醇酸被磷酸酶催化脱去磷酸而生成乙醇酸。 在CO2O 2 比值高的条件下，R
8、ubisco 的加氧活性被抑制，催化羧化反应，进行碳同化；当 CO2O 2 比值降低时，Rubisco 的加氧活性表现出来，进行光呼吸。 Rubisco 的羧化酶活性和加氧酶活性取决于 CO2O 2 比值，当大气中 CO2O 2 比值降低时，Rubiseo 的加氧活性表现出来，进行光呼吸，消耗光合产物，特别是 C3 植物光呼吸消耗严重，所以如何降低其加氧酶活性以减少光合产物的消耗成为研究的热点。【知识模块】 光合作用18 【正确答案】 C 3 循环中的 RubiSCO、GAPDH、FBPase、SBPase 以及 Ru5PK等都是光调节酶。 光对酶活性的调节至少通过两种方式：一是提供还原力(A
9、TP 和NADPH)和活化因子(包括光合电子传递链的还原性组分等 )使酶活化；二是光通过调节叶绿体间质环境而使酶活性增强。 参与光合碳同化、受光调节的酶在暗中呈钝化态，叶绿体受光后随着光合电子传递，偶联形成 ATP 和 NADPH，同时使光合电子传递链的组分如 Fd-Td(铁氧还蛋白硫氧还蛋白)被还原，使暗中呈钝化态的酶(氧化态 )被还原而活化。这个系统由铁氧还蛋白、铁氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶以及硫氧还蛋门组成，硫氧还蛋白中的硫氢基氧化态(一 SS)与还原态(一 SH)在光暗下发生可逆变化，当 PS受光激发时，酶中的一 SS 一被铁氧还蛋白- 硫氧还蛋白还原酶催化还原成一 SH，导致酶活化。
10、另外，叶绿体受光后，光驱动的电子传递使 H+向类囊体转移， Mg2+则从类囊体腔转移至基质，引起叶绿体基质的pH 值从 7 上升到 8，Mg 2+浓度增加。较高的 pH 值与 Mg2+浓度时 Rubisco 等光合酶活化。【知识模块】 光合作用19 【正确答案】 植物的绿色细胞在光照下不仅进行 CO2 的同化，而且存在依赖光的吸收 O2 和释放 CO2 的反应，被称为光呼吸。光呼吸碳氧化循环是在叶绿体、过氧化物体和线粒体中进行的。在光呼吸碳氧化循环中，乙醇酸、乙醛酸、甘氨酸等均为二碳化合物，因此，光呼吸碳氧化循环又称为 C2 循环。 C 2 循环和 C3 循环即RuBP 的羧化或加氧间的竞争与
11、大气中 CO2O 2 比值的高低有关，CO 2O 2 比值高的条件下，Rubisco 的加氧活性被抑制，主要进行 C3 循环；当大气中 CO2O 2 比值降低时，Rubisco 加氧活性表现出来，进行 C2 循环。【知识模块】 光合作用20 【正确答案】 Rubisco 含量丰富，存在于 C4 植物维管束鞘细胞的叶绿体基质中。与叶肉细胞叶绿体相比，维管束鞘细胞中含有较大的叶绿体，其中的基粒垛叠较少，还有丰富的线粒体等其他细胞器，维管束鞘细胞与叶肉细胞间存在大量胞间连丝，有利于光合产物的转运。Rubisco 具有双重催化活性，既催化 RuBP 的羧化反应，形成 3-磷酸甘油酸；又催化 RuBP
12、的加氧反应，产生磷酸乙醇酸。 PEPC 存在于叶肉细胞中，叶肉细胞的 CO2 首先在细胞质中被碳酸酐酶催化形成 HCO3，再在PEPC 催化下，被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)接受而羧化，形成草酰乙酸(OAA) 。OAA 进一步形成苹果酸或天冬氨酸进入维管束鞘细胞。在维管束鞘细胞脱羧释放CO2 被 Rubisco 进一步固定。由于 PEPC 对 CO2 亲和力强，可以迅速固定 CO2 运到维符束鞘细胞，起到 CO2 泵的作用，增加了维管束鞘细胞的浓度，促进 Rubisco 的羧化活性。【知识模块】 光合作用21 【正确答案】 光合作用中，在叶绿体基质中形成的磷酸丙糖经叶绿体被膜上的磷酸转运器与无机
13、磷交换进入细胞质，磷酸二羟丙酮与磷酸甘油醛在醛缩酶催化下形成果糖-1 ，6 二磷酸，由果糖-1，6-二磷酸酯酶催化水解形成果糖-6-磷酸，再由磷酸葡萄糖异构酶与变位酶催化形成葡萄糖-6-磷酸与葡萄糖-1-磷酸。在 UDPG 焦磷酸化酶催化下，形成 UDPG 和焦磷酸。UDPG 是葡萄糖的转移体，可将葡萄糖转移到 F-6-P 上，形成蔗糖。在叶绿体中，当磷酸丙糖输出减慢而积累时，在醛缩酶催化下，生成 F-1，6-P，再脱磷酸成为 F-6-P，后转化为 G-6 P 和 G-1-P。由 ADPG 焦磷酸化酶催化形成作为葡萄糖供体的 ADPG，再由淀粉合酶催化 ADPG 分子中的葡萄糖转移到(14)葡
14、聚糖引物的非还原末端，如此不断延长而形成长链的直链淀粉。支链淀粉是由分支酶催化形成 -1，6-糖廿键的分支葡聚糖链，其分子质量可不断增大，贮存更多的能量。-1 ，6-糖苷键的导入使分子的非还原性末端增加，也有利于 ADPG 焦磷酸化酶和淀粉合酶催化的反应，使之合成更多的淀粉。【知识模块】 光合作用22 【正确答案】 夜间气孔张开，CO 2 进入叶肉细胞，在细胞质中，由 PEPC 催化，迅速发生羧化反应，PEP 与 HCO3-结合生成草酰乙酸；并在 NADP-苹果酸脱氢酶催化下，将草酰乙酸还原为苹果酸，大量苹果酸暂时贮存在叶肉细胞的大液泡中，此时叶片酸化，并维持较低的渗透势以保存水分。白天气孔关
15、闭，夜间贮存的苹果酸从液泡转移到细胞质中，被 NADP-苹果酸酶催化脱羧，或由羧激酶催化 OAA 脱羧。释放 CO2 进入叶绿体，在卡尔文循环中得以再固定。 意义：CAM 植物白天气孔关闭，当夜间温度降低、相对湿度升高时气孔才开放，保存水分、提高水分利用效率，以适应高温干旱的生态环境。【知识模块】 光合作用23 【正确答案】 植物的光补偿点和光饱和点显示了植物叶片对强光和弱光的利用能力，代表了植物的需光特性。在选用某地区栽培作物品种及正确选择间种、套作的作物以及林带树种搭配方面，在决定作物的密植程度方面有藏要的参考价值，可考虑如何降低作物的光补偿点，而提高作物的光饱和点，以最大限度地利用日光能
16、。一般 C4 植物的 CO2 饱和点和 CO2 补偿点比 C3 植物低。因此，在低 CO2 浓度时，C4 植物的光合效率高于 C3 植物。在温度升高、光照较弱、水分亏缺等条件下，CO2 补偿点上升，光合作用下降。在温室栽培中，加强通风、增施 CO2 可防止植物出现 CO2“饥饿” ；在大田生产中，增施确机肥，经土壤微生物分解释放 CO2，能有效地提高作物的光合效率。【知识模块】 光合作用24 【正确答案】 提取完整的叶绿体，把叶绿体的基质和叶绿体的被膜或类囊体的膜分开，在基质和膜上分别检测光反应和碳还原反应活性，如果在分离的叶绿体的基质中检测到碳还原反应活性而无光反应活性，则证实 CO2 同化
17、场所是在叶绿体的基质而不是在叶绿体的被膜或类囊体的膜上。 (1)在适宜的条件下，提取具有生理活性的完整叶绿体。 (2)将提取的完整叶绿体放入低渗液中，止叶绿体被膜破裂，然后高速离心，上清液中含有叶绿体的基质，沉淀为叶绿体的被膜和类囊体的膜。 (3)分别在上清液和沉淀中加入 14CO2 同化底物，肴在哪里能同化 14CO2，结果是只有上清液能进行 CO2 同化反应，生成含有 14C 光合产物。 (4) 将上清液和沉淀电泳，看在哪里有同化 CO2 的酶类结果是只有上清液中含有同化 CO2 的酶类。而从类囊体的膜上仅分离 m PS，PS ，Cyt b 6f 和 ATP 合酶等蛋白复合体和其他组分。【
18、知识模块】 光合作用25 【正确答案】 把 C3 植物(如小麦)和 C4 植物(如高粱)放在同一密闭容器中，照光一定时间后会出现小麦首先死亡，一段时间后高粱也死亡的现象。 光下随着光合作用的进行，室内的 CO2 浓度越来越低。当低于 C3 植物(如小麦) 的 CO2 补偿点时，小麦没有净光合，只有消耗，不久便死亡。此时 CO2 浓度仍高于 C4 植物(如高粱)的 CO2 补偿点，所以仍能进行光合作用。当 CO2 浓度低于 C4 植物的 CO2 补偿点时，高粱因不能进行光合作用而死亡。【知识模块】 光合作用26 【正确答案】 因叶绿素与蛋白质结合很牢，须经过水解被提取，故用不含水的有机溶剂如无水
19、乙醇提取植物材料特别是干材料的叶绿体色素往往效果不佳。【知识模块】 光合作用27 【正确答案】 植物生命活动所必需的矿质元素，都对光合作用速率有着直接或间接的影响，按功能将与光合作用有关的矿质元素归纳如下：(1)叶绿体及叶绿素组分：N，P，S，Mg，C，H，O ；(2)影响叶绿素的形成：N，Mg，Fe，Mn，Cu，Zn；(3)水的光解放氧： Mn，Cl，Ca；(4)光含电子传递： Fe，Cu，S；(5)同化力形成： Mg，P，K，H；(6)酶活化： K，Mg ，Zu，Mn；(7)促进光合产物运输：K，B，P；(8)光合作用原料： C，H，O；(9)影响气孔开放： K， Ca。由此可见，为了夺取作物高产，在给作物施肥时，除了施用大量元素之外，还需要配合微量元素的施用。无机肥与有机肥配合施用，同时要考虑到作物不同需肥彤态及不同生育期的需求差别，才能全面、合理。【知识模块】 光合作用
