2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——植物光合作用機制解析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種色素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，對綠光吸收最少？A.葉綠素aB.葉綠素bC.葉黃素D.?胡蘿卜素2.光反應(yīng)中，水分解產(chǎn)生的主要產(chǎn)物是？A.NADPH和ATPB.O2和NADPHC.CO2和ATPD.O2和ADP3.將光能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能（ATP和NADPH）的過程主要發(fā)生在？A.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.線粒體基質(zhì)C.葉綠體外膜D.類囊體膜4.卡爾文循環(huán)中，CO2被固定成三碳化合物的主要酶是？A.RuBisCOB.ATP合酶C.NADP+還原酶D.鐵氧還蛋白5.C4植物中，初步固定CO2的場所是？A.葉肉細(xì)胞B.維管束鞘細(xì)胞C.根細(xì)胞D.氣孔6.CAM植物通常在哪個時間段進行CO2的固定？A.白天和夜晚B.僅在白天C.僅在夜晚D.僅在光照強度較高時7.光系統(tǒng)II（PSII）中，負(fù)責(zé)將水裂解并傳遞電子的關(guān)鍵組分是？A.P680chlorophyllB.P700chlorophyllC.Cytb-f復(fù)合體D.ATP合酶8.暗反應(yīng)階段，ATP的主要利用場所是？A.類囊體膜B.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C.葉綠體外膜D.線粒體內(nèi)膜9.非光化學(xué)淬滅（NPQ）的主要功能是？A.吸收綠光B.將過剩光能以熱能形式耗散C.增加NADPH產(chǎn)量D.提高ATP合成效率10.與C3植物相比，C4植物在高溫、強光、干旱條件下具有的優(yōu)勢主要是？A.更高的光合速率B.更低的光飽和點C.更高的水分利用效率D.更少的RuBisCO活性二、填空題（每空1分，共15分）1.光合作用的光反應(yīng)階段，水的光解產(chǎn)生________和________，同時釋放________。2.光合作用的光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH用于暗反應(yīng)階段________的還原。3.卡爾文循環(huán)的三個主要階段依次是________、______和________。4.葉綠體中，負(fù)責(zé)吸收藍(lán)紫光的主要色素是________，負(fù)責(zé)吸收紅光的主要色素是________。5.C4途徑中，PEP羧化酶催化的羧化產(chǎn)物是________。6.CAM途徑中，儲存CO2的分子是________。7.光合作用中，將CO2固定成有機物的關(guān)鍵酶是________。8.光系統(tǒng)I（PSI）中，主要吸收________光的色素是P700。9.葉綠體中，連接光反應(yīng)和暗反應(yīng)的代謝物是________和________。10.氧化還原反應(yīng)中，失去電子的分子稱為________，得到電子的分子稱為________。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.光合色素2.電子傳遞鏈3.卡爾文循環(huán)4.光飽和點四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述光反應(yīng)的主要過程及其產(chǎn)物。2.簡述C3植物光合作用的基本過程。3.簡述葉綠體中光系統(tǒng)II和光系統(tǒng)I的功能區(qū)別。4.簡述植物在強光、高溫環(huán)境下可能面臨的光抑制問題及其一種主要的保護機制。五、論述題（每題10分，共20分）1.比較C4途徑和CAM途徑與C3途徑在CO2固定方式、場所、關(guān)鍵酶、適應(yīng)環(huán)境等方面的主要異同點。2.論述ATP和NADPH在光合作用中的重要作用，并說明它們是如何在不同階段被合成和利用的。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.D4.A5.A6.C7.A8.B9.B10.C二、填空題1.[氧氣]和[高能電子]，同時釋放[氧氣]2.[NADPH]3.[碳固定]、[還原]和[再生]4.[葉綠素a]，[葉綠素a]5.[磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)]6.[蘋果酸]7.[RuBisCO]8.[遠(yuǎn)紅]9.[三碳糖磷酸(3-PGA)]和[NADPH]10.[還原劑]，[氧化劑]三、名詞解釋1.[光合色素：指能夠吸收和傳遞光能，參與光合作用的色素分子，主要包括葉綠素和類胡蘿卜素。]2.[電子傳遞鏈：指位于類囊體膜上的一系列電子載體，電子沿此鏈順能級梯度傳遞，驅(qū)動質(zhì)子跨膜運輸，形成質(zhì)子梯度。]3.[卡爾文循環(huán)：指暗反應(yīng)階段中，CO2被固定并還原生成糖類分子的代謝途徑，主要在葉綠體基質(zhì)中進行。]4.[光飽和點：指在一定光強度范圍內(nèi)，光合速率隨光強度增加而增加，當(dāng)光強度超過某一閾值后，光合速率達(dá)到最大并不再增加，該點稱為光飽和點。]四、簡答題1.[光反應(yīng)的主要過程包括：光能被光合色素吸收，激發(fā)電子躍遷；激發(fā)態(tài)電子通過電子傳遞鏈傳遞，釋放能量用于合成ATP；水在光系統(tǒng)II中被光解，補充電子并釋放氧氣；NADP+在NADP+還原酶的作用下被還原為NADPH。主要產(chǎn)物是ATP、NADPH和氧氣。]2.[C3植物光合作用的基本過程：在葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中，CO2被RuBisCO催化固定在三碳糖磷酸（PEP）上，生成磷酸甘油酸（3-PGA）；3-PGA在ATP和NADPH的作用下被還原生成三碳糖（如甘油醛-3-磷酸）；部分三碳糖用于合成有機物，部分通過光合碳循環(huán)再生PEP，維持循環(huán)進行。]3.[光系統(tǒng)II（PSII）主要吸收紅光，利用光能將水分解產(chǎn)生氧氣和電子，并將電子傳遞給電子傳遞鏈，同時合成ATP。光系統(tǒng)I（PSI）主要吸收遠(yuǎn)紅光，利用光能將接收到的電子（來自PSII或質(zhì)子梯度驅(qū)動）再次激發(fā)，并將高能電子傳遞給NADP+還原酶，用于合成NADPH。功能上，PSII負(fù)責(zé)光能捕獲和氧化水的放氧，PSI負(fù)責(zé)將電子注入NADPH。]4.[光抑制問題：指在強光、高溫等不利條件下，光系統(tǒng)II吸收的光能超過了其耗散和轉(zhuǎn)化能力，導(dǎo)致光系統(tǒng)II核心組分（如D1蛋白）被破壞，從而抑制光合作用的現(xiàn)象。一種主要的保護機制是非光化學(xué)淬滅（NPQ），通過捕光復(fù)合體吸收過剩光能，并將其以熱能形式耗散掉，從而保護光系統(tǒng)II免受光損傷。]五、論述題1.[C4與CAM途徑都是植物適應(yīng)干旱、高溫、強光等非光飽和環(huán)境，提高CO2利用效率的機制，但它們在CO2固定方式和時間上有所不同。相同點：最終都在葉綠體基質(zhì)中通過卡爾文循環(huán)固定CO2并合成糖；都利用PEP羧化酶固定CO2；都減少了Rubisco在高CO2濃度下的氧化反應(yīng)（photorespiration）。不同點：CO2固定方式：C4植物在葉肉細(xì)胞中先將CO2固定在PEP上形成C4酸，然后C4酸被轉(zhuǎn)運到維管束鞘細(xì)胞釋放CO2，在高CO2濃度下進行卡爾文循環(huán)。CAM植物在夜間打開氣孔吸收CO2，與PEP結(jié)合形成蘋果酸或天冬氨酸儲存起來，白天關(guān)閉氣孔，在光照下將儲存的酸運到葉綠體中釋放CO2進行卡爾文循環(huán)。場所：C4途徑中CO2固定在葉肉細(xì)胞，暗反應(yīng)在維管束鞘細(xì)胞。CAM途徑中CO2固定和暗反應(yīng)都在葉肉細(xì)胞中進行，但時間不同。關(guān)鍵酶：C4途徑關(guān)鍵酶是葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶和維管束鞘細(xì)胞中的Rubisco。CAM途徑關(guān)鍵酶是夜間PEP羧化酶和白天葉綠體中的Rubisco。適應(yīng)環(huán)境：C4途徑主要適應(yīng)高溫、強光、干旱環(huán)境。CAM途徑主要適應(yīng)極度干旱、溫度變化大的環(huán)境。]2.[ATP和NADPH在光合作用中起著至關(guān)重要的還原劑和能量貨幣的作用。重要作用：ATP：作為高能磷酸化合物，攜帶的化學(xué)能用于暗反應(yīng)中三碳糖磷酸的磷酸化，是糖類合成等耗能過程所需的能量來源。NADPH：作為還原劑，攜帶的高能電子和質(zhì)子用于還原卡爾文循環(huán)中的3-PGA，將無機碳轉(zhuǎn)化為有機碳，是暗反應(yīng)中碳固定所需的還原力。合成與利用：ATP和NADPH都是在光反應(yīng)階段合成的。光反應(yīng)中，光能被光系統(tǒng)II和光系統(tǒng)I吸