植物生理学作业2答案

1、分析引起植物叶片失绿的生理原因。

植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿体发育及叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。可能的原因有：

（1）光。光是影响叶绿素形成的主要条件。在叶绿素合成过程中从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光。另外由前质体向叶绿体的发育过程也依赖于光。

（2）温度。叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。高温和低温都会抑制叶绿素生物合成过程中酶的活性使叶片失绿。

（3）矿质元素。氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大。

（4）氧。叶绿素的合成过程呼吸作用提供能量以及某些中间产物，因此缺o2时叶绿素的合成受阻，使叶片失绿。

5）水分。缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解，所以干旱时叶片变黄。

2、光合作用中“光反应”与“碳同化”的相互关系。

光合作用的“光反应”与“碳同化”是两个相互依赖相互促进的过程，两者的相互关系体现在：

1）光反应对碳同化的影响。光反应阶段通过原初反应、光合电子传递、光合磷酸化最终生成atp和nadph。它们作为同化力为碳同化过程提供能量和还原力，推动碳同化的不断进行。

因此，没有光反应碳同化就无法进行。

2）碳同化对光反应的影响。碳同化过程利用光反应提供的同化力还原co2，并把atp和nadph转变为adp和nadp+，这一方面消耗了同化力，避免了同化力的积累对光反应的抑制或破坏作用，同时为光反应提供了adp和nadp+，为光反应阶段合成atp和nadph提供了底物，使光反应能够顺利进行。

3、试述为什么c4植物的光合效率一般比c3植物的高。

c3植物和c4植物由于其叶片解剖结构和碳同化方式的不同。它们的光合效率存在明显差异，一般c4植物的光合效率明显高于c3植物。其原因是：

1）结构原因。c3植物的维管束鞘细胞发育不好，无花环型结构，叶绿体无或少，整个光合作用只在叶肉细胞中进行，光合作用产生的淀粉积累会抑制光合作用的顺利进行。c4植物的维管束鞘细胞发育良好，具有花环型结构，叶绿体较大，在维管束鞘细胞中合成淀粉。

维管束鞘细胞与相邻叶肉细胞间的胞间连丝丰富。这些结构特点有利于维管束鞘细胞与相邻叶肉细胞间的物质交换，以及光合产物向维管束的就近转运，防止淀粉积累影响光合。

2）生理原因。pepc对co2的km远小于rubisico，所以c4植物对co2的亲合力大，能充分利用低浓度co2。c4植物将co2泵入维管束鞘细胞，改变了维管束鞘细胞中co2/o2比率，改变了rubisico的作用方向，降低了光呼吸，使维管束鞘细胞中的c3循环顺利进行，提高了光合效率。

c4植物有“co2泵”的作用使维管束鞘细胞中不断富集co2，这也使c4植物co2补偿点明显降低，在低浓度co2的环境下仍然保持较高的光合速率。另外c4植物光饱和点更高，光抑制现象不明显。