植物生理學(xué)考研復(fù)習(xí)資料第三章植物的光合作用

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1、第四章 植物的光合作用 一、名詞解釋 1．原初反應(yīng) 2．磷光現(xiàn)象 3．熒光現(xiàn)象 4．紅降現(xiàn)象 5．量子效率 6．量子需要量 7．愛默生效應(yīng) 8．PQ穿梭 9．光合色素 10．光合作用 11．光合單位 12．作用中心色素 13．聚光色素 14．希爾反應(yīng) 15．光合磷酸化 16． 同化力 17．共振傳遞18．光抑制 19．光合“午睡”現(xiàn)象 20．光呼吸 21．光補(bǔ)償點(diǎn) 22．CO2補(bǔ)償點(diǎn) 23．光飽和點(diǎn)24．光能利用率 25．復(fù)種指數(shù) 26．光合速率 27．葉面積系數(shù) 二、寫出下列符號(hào)的中文名稱 1．ATP 2．BSC 3．CAM 4．CF1—

2、CFo 5．Chl 6．CoI(NAD+) 7．CoⅡ(NADP+) 8．DM 9．EPR 10．Fd 11．Fe—S 12．FNR 13．Mal 14．NAR 15．OAA 16．PC 17．PEP 18．PEPCase 19．PGA 20．PGAld 21．P680 22．Pn 23．PQ 24．Pheo 25．PSI II 26．PCA 27．PSP 28．Q 29．RuBP 30．RubisC(RuBPC) 31．RubisCO(RuBPCO) 32．RuBPO 33．X 34． LHC 三、填空題 1．光合作用是一種氧化還原反應(yīng)，在反

3、應(yīng)中 被還原， 被氧化。 2．葉綠體色素提取液在反射光下觀察呈 色，在透射光下觀察呈 色。 3．影響葉綠素生物合成的因素主要有 、 、 和 。 4．P700的原初電子供體是 ，原初電子受體是 。P680的原初電子供體是 ，原初電子受體是 。 5．雙光增益效應(yīng)說(shuō)明 。 6．根據(jù)需光與否，籠統(tǒng)地把光合作用分為兩個(gè)反應(yīng)： 和 。 7．暗反應(yīng)是在 中進(jìn)行的，由若干酶所催化的化學(xué)反應(yīng)。 8．光反應(yīng)是在 進(jìn)行的。 9．在光

4、合電子傳遞中最終電子供體是 ，最終電子受體是 。 10．進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所是 。 11．光合作用的能量轉(zhuǎn)換功能是在類囊體膜上進(jìn)行的，所以類囊體亦稱為 。 12．早春寒潮過(guò)后，水稻秧苗變白，是與 有關(guān)。 13．光合作用中釋放的O2，來(lái)自于 。 14． 離子在光合放氧中起活化作用。 15．水的光解是由 于1937年發(fā)現(xiàn)的。 16．被稱為同化能力的物質(zhì)是 和 。 17．類胡蘿素除了收集光能外，還有 的功能。 18．光子的能量與波長(zhǎng)成 。 19．葉綠素吸收光譜

5、的最強(qiáng)吸收區(qū)有兩個(gè)：一個(gè)在 ，另一個(gè)在 。 20．類胡蘿卜素吸收光譜的最強(qiáng)吸收區(qū)在 。 21．一般來(lái)說(shuō)，正常葉子的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例為 。 22．一般來(lái)說(shuō)，正常葉子的葉黃素和胡蘿卜素的分子比例為 。 23．與葉綠素b相比較，葉綠素a在紅光部分的吸收帶偏向 方向，在藍(lán)紫部分的吸收帶偏向 方向。 24．光合磷酸化有三個(gè)類型： 、 和 。 25．卡爾文循環(huán)中的CO2的受體是 。 26．卡爾文循環(huán)的最初產(chǎn)物是 。 27．卡爾文循環(huán)中，催化羧化反應(yīng)的酶是

6、 。 28．通過(guò)卡爾文循環(huán)，每形成一個(gè)六碳糖需消耗 個(gè)ATP。 29．通過(guò)卡爾文循環(huán)，每還原1個(gè)CO2，需消耗 個(gè)NADPH。 30．PSⅡ的光反應(yīng)是短波光反應(yīng)，其主要特征是 。 31．PSI的光反應(yīng)是長(zhǎng)波光反應(yīng)，其主要特征是 。 32．光合作用中，淀粉的形成是在 中。 33．光合作用中，蔗糖的形成是在 中。 34．C4途徑中CO2的受體是 。 35．C4途徑的最初產(chǎn)物是 。 36．C4植物的C3途徑是在 中進(jìn)行的。 37．C3植物的卡爾文循環(huán)是在 中進(jìn)行的。 38

7、．C4植物進(jìn)行光合作用時(shí)，只有在 細(xì)胞中形成淀粉。 39．C4途徑的羧化反應(yīng)首先在 細(xì)胞中進(jìn)行。 40．C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物 。 41．C4途徑的酶活性受光、效應(yīng)劑和 價(jià)金屬離子的調(diào)節(jié)。 42．仙人掌、菠蘿都屬于 植物。 43．光呼吸的底物乙醇酸是RuBP在 酶催化下形成的。 44．光呼吸的底物是 。 45．光呼吸的底物乙醇酸是在 中形成的。 46．光呼吸過(guò)程中CO2的釋放是在 中進(jìn)行的。 47．光呼吸過(guò)程中，乙醇酸的氧化是在 中進(jìn)行的。 48．光呼吸的全過(guò)程是

8、在葉綠體、 和線粒體等三種細(xì)胞器中進(jìn)行的。 49．群體植物的光飽和點(diǎn)比單株 。 50．維持植物正常生長(zhǎng)所需的最低日照強(qiáng)度是 。 51．農(nóng)作物中主要的C3植物有 、 、 等，C4植物有 、 、 等。 四、選擇題 1．磷素營(yíng)養(yǎng)是植物的生命基礎(chǔ)，約占有機(jī)化合物重量的( )。 A．10% B．45% C．60% 2．光合產(chǎn)物主要以什么形式運(yùn)出葉綠體?( ) A．蔗糖 B．淀粉 C．磷酸丙糖 3．C3途徑是由哪位植物生理學(xué)家發(fā)現(xiàn)的?(

9、 ) A．Mitchell B．Hill C．Calvin 4．從進(jìn)化角度看，在能夠進(jìn)行碳素同化作用的三個(gè)類型中，在地球中最早出現(xiàn)的( )。 A．細(xì)菌光合作用 B．綠色植物光合作用 C．化能合成作用 5．地球上的自養(yǎng)生物每年約同化2×1011噸碳素，主要靠( )。 A．陸生綠色植物 B．水生植物 C．光合細(xì)菌 6．葉綠素a和葉綠素b對(duì)可見光的吸收峰主要是在( )。 A．紅光區(qū) B．綠光區(qū) C．藍(lán)紫光區(qū) 7．類胡蘿卜素對(duì)可見光的最大吸收峰在( )。 A．紅光區(qū)

10、B．綠光區(qū) C．藍(lán)紫光區(qū) 8．提取葉綠素時(shí)，一般可用( )。 A．丙酮 B．乙醇 C．蒸餾水 9．PSⅡ的光反應(yīng)是屬于( )。 A．長(zhǎng)波光的反應(yīng) B．短波光反應(yīng) C．中波光反應(yīng) 10．PSI的光反應(yīng)是屬于( )。 A．長(zhǎng)波光反應(yīng) B．短波光反應(yīng) C．中波光反應(yīng) 11．PSⅡ的光反應(yīng)的主要特征是( )。 A．水的光解 B．氧的釋放 C．ATP的生成 12．PSI的光反應(yīng)的主要特征是( )。 A．NADP+的還原 B．ATP的生成 C．氧的

11、釋放 13．引起植物發(fā)生紅降現(xiàn)象的光是( )。 A．450nm的藍(lán)光 B．650nm的紅光 C．大于685nm的遠(yuǎn)紅光 14．引起植物發(fā)生雙光增益效應(yīng)的兩種光的波長(zhǎng)是( )。 A．450nm B．650nm C．大于685nm 15．在光合作用中被稱之為同化能力的物質(zhì)是指( )。 A．ATP B．NADH C．NADPH 16．高等植物碳同化的三條途徑中，能形成淀粉等產(chǎn)物的是( )。 A．卡爾文循環(huán) B．C4途徑 C．CAM途徑 17．高等植物碳同化的三條途徑中，不能

12、形成淀粉等產(chǎn)物的是( )。 A．卡爾文循環(huán) B．C4途徑 C．CAM途徑 18．高等植物正常葉子的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為( )。 A．1：1 B．2：1 C．3：1 19．正常葉子中，葉黃素和胡蘿卜素的分子比例約為( )。 A．2：1 B．3：1 C．4：1 20．植物不能形成葉綠素，呈現(xiàn)缺綠病，可能是缺乏( )。 A．氮 B．鎂 C．鈉 21．光合作用的光反應(yīng)發(fā)生的部位是在( )。 A．葉綠體基粒 B．葉綠體間質(zhì) C．葉綠體膜 2

13、2．光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生的部位是在( )。 A．葉綠體膜 B．葉綠體基粒 C．葉綠體間質(zhì) 23．光合作用中釋放的氧來(lái)源于( )。 A．CO2 B．H2O C．RuBP 24．葉綠體色素中，屬于作用中心色素的是( )。 A．少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a B．葉綠素b C．類胡蘿卜素 25．在葉綠體色素中，屬于聚光色素的是( )。 A．少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a B．類胡蘿卜素 C．大部分葉綠素a、全部葉綠素b和類胡蘿卜素 26．在光合作用的放氧反應(yīng)中不可缺少的元素是( )

14、。 A．鐵 B．錳 C．氯 27．卡爾文循環(huán)中CO2固定的最初產(chǎn)物是( )。 A．三碳化合物 B．四碳化合物 C．五碳化合物 28．C4途徑中CO2固定的最初產(chǎn)物是( )。 A．磷酸甘油酸 B．果糖 C．草酰乙酸 29．C4途徑的CO2的受體是( )。 A．PGA B． PEP C．RuBP 30．光合產(chǎn)物淀粉的形成和貯藏部位是( )。 A．葉綠體間質(zhì) B．葉綠體基粒 C．胞基質(zhì) 31．光合產(chǎn)物蔗糖形成的部位是( )。 A．葉綠體

15、基粒 B．胞基質(zhì) C．葉綠體間質(zhì) 32．光呼吸是一個(gè)氧化過(guò)程，被氧化的底物是( )。 A．乙醇酸 B．丙酮酸 C．葡萄糖 33．光呼吸調(diào)節(jié)與外界條件密切相關(guān)，氧對(duì)光呼吸( )。 A．有抑制作用 B．有促進(jìn)作用 C．無(wú)作用。 34．光合作用吸收的CO2與呼吸作用釋放的CO2達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，外界的CO2濃度稱為( )。 A．CO2飽和點(diǎn) B．O2飽和點(diǎn) C．CO2補(bǔ)償點(diǎn) 35．在高光強(qiáng)、高溫及相對(duì)濕度較低的條件下，C4植物的光合速率。( )。 A．稍高于C3植物 B

16、．遠(yuǎn)高于C3植物 C．低于C3植物 五、是非判斷與改正 1．光合作用中釋放的O2使人類及一切需O2生物能夠生存。( ) 2．光合作用是地球上惟一大規(guī)模將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成貯存的電能的生物學(xué)過(guò)程。( ) 3．細(xì)菌化能合成作用在地球上出現(xiàn)較早，應(yīng)發(fā)生在綠色植物光合作用之前。( ) 4．綠色植物中的葉綠體是由質(zhì)外體發(fā)育而來(lái)。( ) 5．光反應(yīng)之所以能逆熱力學(xué)方向發(fā)生，是由于吸收了光能。( ) 6．葉綠體色素主要集中在葉綠體的間質(zhì)中。( ) 7．葉綠素分子的頭部是金屬卟啉環(huán)，呈極性，因而具有親水性。( ) 8．葉綠體中含有蔗糖合成酶和脂肪酶等幾十種酶

17、。( ) 9．葉綠素不溶于乙醇，但能溶于丙酮和石油醚等有機(jī)溶劑。( ) 10．葉綠酸是雙羧酸，其羧基中的羥基分別被甲醛和葉綠醇所酯化。( ) 11．少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a分子有將光能轉(zhuǎn)變成電能的作用。( ) 12．葉綠體中的葉黃素是胡蘿卜素衍生的醛類。( ) 13．葉綠素具有熒光現(xiàn)象，即在透射光下呈紅色，而在反射光下呈綠色。( ) 14．一般說(shuō)來(lái)，正常葉子的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為2：1。( ) 15．一般說(shuō)來(lái)，正常葉子的葉綠素a和葉綠素b的分子比例約為4：1。( ) 16．一般說(shuō)來(lái)，正常葉子的葉黃素和胡蘿卜素的分子比例約

18、為3：1。( ) 17．一般說(shuō)來(lái)，葉綠素形成的最適溫度是30℃上下。( ) 18．葉綠素a在紅光部分的吸收帶窄些，在藍(lán)紫光部分寬些。( ) 19．葉綠素b比葉綠素a在紅光部分吸收帶寬些，在藍(lán)紫光部分窄些。( ) 20．類胡蘿卜素具有收集光能的作用，還有防護(hù)溫度傷害葉綠素的功能。( ) 21．胡蘿卜素和葉黃素最大吸收帶在藍(lán)紫光部分，也吸收紅光等長(zhǎng)光波的光。( ) 22．藻膽素和類胡蘿卜素一樣，可以吸收光能和傳遞光能。( ) 23．葉片是進(jìn)行光合作用的惟一器官。( ) 24．光合作用所有反應(yīng)都是在葉綠體內(nèi)完成的。( ) 2

19、5．光合作用中任何過(guò)程都需要光。( ) 26．光合作用中的光反應(yīng)是在葉綠體可溶部分進(jìn)行的。( ) 27．光合作用中的暗反應(yīng)是在葉綠體基粒上進(jìn)行的。( ) 28．光合作用的作用中心的基本成分是結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)和脂類。( ) 29．作用中心色素就是指的葉綠素a分子。( ) 30．聚光色素包括大部分葉綠素a和全部的葉綠素b及類胡蘿卜素、藻膽素。( ) 31．在光合鏈中最終電子受體是水，最終電子供體為NADP+。( ) 32．PSⅡ的光反應(yīng)是短波光反應(yīng)，其主要特征是ATP的形成。( ) 33．PSI的光反應(yīng)是長(zhǎng)波光反應(yīng)，其主要特征是水的光解

20、。( ) 34．ATP和NADPH是光反應(yīng)過(guò)程中形成的同化能力。( ) 35．卡爾文循環(huán)并不是所有植物光合作用碳同化的基本途徑。( ) 36．C4途徑中CO2固定酶包括PEP羧化酶和RuBP羧化酶。( ) 37．C3途徑CO2固定酶是PEP羧化酶。( ) 38．植物生活細(xì)胞，在光照下可以吸收氧氣，釋放CO2的過(guò)程，就是光呼吸。( ) 39．植物光呼吸是在葉綠體，過(guò)氧化物體及乙醛酸體三種細(xì)胞器中完成的， 40．光呼吸的底物乙醇酸是在葉綠體內(nèi)形成的。( ) 41．C4植物的光飽和點(diǎn)比C3植物低。( ) 42．C4植物的CO2補(bǔ)低點(diǎn)比C

21、3植物高。( ) 43．植物光合作用所需的CO2主要是通過(guò)葉片水孔進(jìn)入葉子。( ) 44．在弱光下，光合速率降低比呼吸速率顯著，所以要求較高的CO2水平，CO2補(bǔ)償點(diǎn)就高。( ) 45．光合作用中暗反應(yīng)是由酶所催化的化學(xué)反應(yīng)，溫度影響不大。( ) 46．水分缺乏主要是直接的影響光合作用下降。（ ） 47．提高光能利用率，主要通過(guò)延長(zhǎng)光合時(shí)間，增加光合面積和提高光合效率等途徑。( ) 48．光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)主要是脂肪，貯藏著能量。( ) 49．光合作用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中技術(shù)措施的核心。( ) 50．以光合作用的量子需要量推算，光能利用

22、率可達(dá)10%左右，作物約為8%。( ) 六、問(wèn)答題 1．光合作用具有什么重要意義? 2．簡(jiǎn)述高等植物光合色素的種類和功能。 3．植物的葉片為什么是綠色的?秋天樹葉為什么會(huì)呈現(xiàn)黃色或紅色? 4．簡(jiǎn)要介紹測(cè)定光合速率的三種方法及原理。 5．什么叫希爾反應(yīng)?其意義如何? 6．簡(jiǎn)述葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。 7．光合作用的全過(guò)程大致分為哪三大步驟? 8．光合作用電子傳遞中，PQ有什么重要的生理作用? 9．如何證明光合電子傳遞由兩個(gè)光系統(tǒng)參與？ 10．光合磷酸化有幾個(gè)類型?其電子傳遞有什么特點(diǎn)? 11．應(yīng)用米切爾的化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)解釋光合磷酸化機(jī)理并說(shuō)明電子傳遞為何能與光合磷酸化相偶

23、連。 12．葉綠體具有的片層基粒結(jié)構(gòu)垛疊的生理意義如何? 13．高等植物的碳同化途徑有幾條?哪條途徑才具備合成淀粉等光合產(chǎn)物的能力? 14．C3途徑是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的?分哪幾個(gè)階段?每個(gè)階段的作用是什么? 15．光合作用卡爾文循環(huán)的調(diào)節(jié)方式有哪幾個(gè)方面? 16．在維管束鞘細(xì)胞內(nèi)，C4途徑的脫羧反應(yīng)類型有哪幾種? 17．如何解釋C4植物比C3植物的光呼吸低? 18．如何評(píng)價(jià)光呼吸的生理功能? 19．簡(jiǎn)述CAM植物同化CO2的特點(diǎn)。 20．氧抑制光合作用的原因是什么? 21．作物為什么會(huì)出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象? 22．追施N肥為什么會(huì)提高光合速率? 23．生產(chǎn)上為什么要注意合理密植?

24、 24．高溫時(shí)光合作用下降的原因是什么? 25．分析植物光能利用率低的原因。 26．提高植物光能利用率的途徑和措施有哪些? 27．在自然條件下，用紅外線CO2分析儀測(cè)得大氣中的CO2濃度為0．665mg／L，水稻葉片光合作用吸收CO2后葉室中的CO2濃度為0．595mg／L，空氣流速為1．0L／分鐘，被測(cè)葉面積為20cm2，求該葉片的光合速率是多少? 28．設(shè)武漢地區(qū)的日照輻射量為502kJ／cm2，或每公頃33．5×108kJ，兩季水稻共產(chǎn)稻谷16 500kg／hm2，經(jīng)濟(jì)系數(shù)按0．5計(jì)算，稻谷含水量為13%，每公斤干物質(zhì)含能量為18003kJ，求該水稻的光能利用率是多少? 29

25、．設(shè)光合作用的光反應(yīng)中，每吸收10mol650nm的紅光量子可形成2molNADPH．H+和3molATP，試求光反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換率是多少? 30．經(jīng)過(guò)卡爾文循環(huán)，3mol CO2合成lmol磷酸丙糖，其自由能變化ΔG,為+1465kJ。與此同時(shí)，光合同化力形成階段產(chǎn)生的9molATP和6molNADPH．H+全部用于磷酸丙糖的形成。請(qǐng)計(jì)算光合碳還原階段的能量轉(zhuǎn)化效肆 參 考 答 案 一、名詞解釋 1．原初反應(yīng)(primary reaction) 包括光能的吸收、傳遞以及光能向電能的轉(zhuǎn)變，即由光所引起的氧化還原過(guò)程。 2．磷光現(xiàn)象(phosphorescence) 當(dāng)去掉光源

26、后，葉綠素溶液還能繼續(xù)輻射出極微弱的紅光，它是由三線態(tài)回到基態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的光。這種發(fā)光現(xiàn)象稱為磷光現(xiàn)象。 3．熒光現(xiàn)象(fluorescence) 葉綠素溶液在透射光下呈綠色，在反射光下呈紅色，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為熒光現(xiàn)象。 4．紅降現(xiàn)象(red drop) 當(dāng)光波大于685nm時(shí)，雖然仍被葉綠素大量吸收，但量子效率急劇下降，這種現(xiàn)象被稱為紅降現(xiàn)象。 5．量子效率(quantum efficiency) 又稱量子產(chǎn)額或光合效率。指吸收一個(gè)光量子后放出的氧分子數(shù)目或固定二氧化碳的分子數(shù)目。 6．量子需要量(quantum requirement) 同化1分子的CO2或釋放1分子的O2所需要的

27、光量子數(shù)目。 7．愛默生效應(yīng)(emerson effect) 如果在長(zhǎng)波紅光(大于685nm)照射時(shí)，再加上波長(zhǎng)較短的紅光(650nm)，則量子產(chǎn)額大增，比分別單獨(dú)用兩種波長(zhǎng)的光照射時(shí)的總和還要高，又稱雙光增益效應(yīng)。 8．PQ穿梭：伴隨著PQ的氧化還原，可使2H+從間質(zhì)移至類囊體膜內(nèi)的空間，即質(zhì)子橫渡類囊體膜，在搬運(yùn)2H+的同時(shí)也傳遞2e至Fe－S，PQ的這種氧化還原往復(fù)變化稱為PQ穿梭。 9．光合色素 指植物體內(nèi)含有的具有吸收光能并將其用于光合作用的色素，包括葉綠素、類胡蘿卜素、藻膽素等。 10．光合作用(photosynthesis）綠色植物吸收陽(yáng)光的能量，同化CO2和H2O，制造

28、有機(jī)物質(zhì)，釋放O2的過(guò)程。 11．光合單位(photosynthetic unit)結(jié)合在類囊體膜上，能進(jìn)行光合作用的最小結(jié)構(gòu)單位。 12．作用中心色素(reaction center pigment)指具有光化學(xué)活性的少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a分子。 13．聚光色素(light harvesting pigment）指沒(méi)有光化學(xué)活性，只能吸收光能并將其傳遞給作用中心色素的色素分子。 14．希爾反應(yīng)(Hill reaction)離體葉綠體在光下所進(jìn)行的分解水并放出氧氣的反應(yīng)。 15．光合磷酸化(photophosphorylation）葉綠體(或載色體)在光下把無(wú)機(jī)磷和ADP轉(zhuǎn)化為A

29、TP，成高能磷酸鍵的過(guò)程。 16． 同化力(assimilatory power）ATP和NADPH是由光合作用光反應(yīng)中由光能轉(zhuǎn)化來(lái)的活躍的化學(xué)能，具有在黑暗中同化CO2成為有機(jī)物的能力，所以被稱為同化力。 17．共振傳遞(resonance transfer）在色素系統(tǒng)中，一個(gè)色素分子吸收光能被激發(fā)后，其中高能電子的振動(dòng)會(huì)引起臨近另一個(gè)分子某個(gè)電子的振動(dòng)（共振），當(dāng)?shù)诙€(gè)分子的電子振動(dòng)被誘導(dǎo)起來(lái)，就發(fā)生電子激發(fā)能的傳遞，第二個(gè)分子又能以同樣的方式激發(fā)傳遞，這種在相同分子內(nèi)依靠電子振動(dòng)在分子內(nèi)傳遞能量的方式稱為共振傳遞。 18．光抑制(photoinhibition）當(dāng)植物光合機(jī)構(gòu)接受的

30、光能超過(guò)它所能利用的能量時(shí)，引起光合速率降低的現(xiàn)象叫做光合作用的光抑制。 19．光合“午睡”現(xiàn)象(midday depression）指植物光合速率在中午前后下降的現(xiàn)象。引起光合午休的主要因素是大氣干旱和土壤干旱，中午前后的強(qiáng)光、高溫、低CO2濃度等條件影響。 20．光呼吸(photorespiration)植物的綠色細(xì)胞依賴光照放出CO2和吸收O2的過(guò)程。 21．光補(bǔ)償點(diǎn)(light compensation point）同一葉子在同一時(shí)間內(nèi)，光合過(guò)程中吸收的CO2和呼吸過(guò)程中放出的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。 22．CO2補(bǔ)償點(diǎn)(CO2 compensation point)當(dāng)光合吸

31、收的CO2量與呼吸釋放的CO2量相等時(shí)，外界的CO2濃度。 23．光飽和點(diǎn)(light saturation point)增加光照強(qiáng)度，光合速率不再增加時(shí)的光照強(qiáng)度。 24．光能利用率(efficiency of solar energy utilization）單位面積上的植物光合作用所累積的有機(jī)物中所含的能量，占照射在相同面積地面上的日光能量的百分比。 25．復(fù)種指數(shù)：全年內(nèi)農(nóng)作物的收獲面積與耕地面積之比。 26．光合速率(photosynthetic rate)單位時(shí)間單位葉面積吸收CO2的量(或釋放O2的量)。 27．葉面積系數(shù)(leaf area index）綠葉面積與土地

32、面積之比。 二、寫出下列符號(hào)的中文名稱 1．ATP——腺苷三磷酸 2．BSC——維管束鞘細(xì)胞 3．CAM——景天科植物酸代謝 4．CF1-CFo——偶聯(lián)因子復(fù)合物 5．Chl——葉綠素 6．CoI(NAD+)——輔酶I 7．CoⅡ(NADP+)——輔酶II 8．DM——干物質(zhì)重量 9．EPR——電子順磁共振 10．Fd——鐵氧還蛋白 11．Fe-S——鐵硫蛋白 12．FNR——鐵氧還蛋白-NADP+還原酶 13．Mal——蘋果酸 14．NAR——凈同化率 15．OAA——草酰乙酸 16．PC——質(zhì)體藍(lán)素 17．PEP——磷酸稀醇式丙酮酸 18．PEPCas

33、e——PEP羧化酶 19．PGA——3-磷酸甘油酸 20．PGAld——3-磷酸甘油醛21．P680——吸收峰波長(zhǎng)為680nm的葉綠素a 22．Pn——凈光合速率 23．PQ——質(zhì)體醌 24．Pheo——去鎂葉綠素 25．PSI，Ⅱ——光系統(tǒng)I，II 26．PCA——光合碳同化 27．PSP——光合磷酸化 28．Q——半醌離子29．RuBP——1,5二磷酸核酮糖30．RubisC(RuBPC) ——RuBP羧化酶 31．RubisCO(RuBPCO) ——RuBP羧化酶，加氧酶 32．RuBPO——RuBP加氧酶 33．X——P430 即P700的原初電子受體 34．

34、LHC—— 聚光色素復(fù)合體 三、填空題 1．CO2 H2O 2．紅 綠 3．光 溫度 水分 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng) 4．PC Fd Pheo 5．光合作用可能包括兩個(gè)光系統(tǒng) 6．光反應(yīng) 暗反應(yīng) 7．葉綠體間質(zhì)8．基粒類囊體膜(光合膜) 9．H2O NADP+ 10．葉綠體 11．光合膜 12．低溫抑制葉綠素形成 13．H2O 14．氯(C1) 15．希爾(Hill) 16．ATP NADPH+H+ 17．防護(hù)光照傷害葉綠素 18．反比 19．紅光區(qū)藍(lán)紫光區(qū) 20．藍(lán)紫光 21．3：1 22．2：1 23 長(zhǎng)光波 短光波 24．非循環(huán)式光合磷酸

35、化 循環(huán)式光合磷酸化 假循環(huán)式光合磷酸化 25．核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP) 26．3-磷酸甘油酸(PGA) 27．核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPC) 28．18 29．2 30．水的光解和放氧 31．NADP+的還原 32．葉綠體 33．細(xì)胞質(zhì) 34．烯醇式磷酸丙酮酸(PEP) 35．草酰乙酸 36．維管束鞘細(xì)胞 37．葉肉細(xì)胞 38．維管束鞘 39．葉肉 40．低 41．二 42．CAM 43．RuBP加氧 44．乙醇酸 45．葉綠體 46．線粒體 47．過(guò)氧化物體 48．過(guò)氧化物體 49．高 50．大于光補(bǔ)償點(diǎn) 51．水稻 棉

36、花 小麥 甘蔗 玉米 高粱 四、選擇題 1．B 2．C 3．C 4．A 5．A、B 6．A、C 7．C 8．A、B 9．B l0．A，1 1．A、B 12．A 13．C 14．B、C 15．A、C 16．A 17．B、C 18．C 1 9．A 20．A、B 21．A 22．C 23．B 24．A 25．B、C 26．B、C 27．A 28．C 29．B 30．A 31．B 32．A 33．B 34．C 35．B 五、是非判斷與改正 1．(√) 2．(×)化學(xué)能 3． (×)較遲 之后 4． (×)原

37、質(zhì)體 5．(√) 6．(×)基粒之中 7．(√) 8．(×)含有光合磷酸化酶系、CO2固定和還原酶系 9．(×)不溶于水 10．(×)分別被甲醇 11．(√) 12．(×)衍生的醇類 13．(×)綠色，紅色 14．(×)約為3：1 15．(×)3：1 16．(×)2：1 17．(√) 18． (×)寬些，窄些 19． (×)窄些，寬些 20．(×)防護(hù)光照 21．(×)不吸收 紅光… 22．(√) 23．(×)主要 24．(×)主要反應(yīng)是在葉綠體 25．(×)并不是任何過(guò)程 26．(×)光合膜上 27．(×)葉綠體間質(zhì)中 28．(√) 29

38、．(×)指的特殊狀態(tài)的葉綠素a 30．(√) 31． (×)受體是NADP+ 供體為水32．(×)水的光解和放氧 33．(×)NADP+的還原 34． (√) 35．(×)是所有36．(√) 37．(×)RuBPC 38．(×)植物綠色細(xì)胞 39．(×)及線粒體40．(√) 41．(×)比C3植物高 42．(×)比C．植物低 43．(×)葉片氣孔 44．(√) 45． (×)影響很大 46．(×)間接的 47．(√) 48．(×)主要是糖類 49．(√) 50．(×)一般作物為2%左右 六、問(wèn)答題 1．光合作用具有什么重要意義? (1)光合作用是制

39、造有機(jī)物質(zhì)的重要途徑。(2)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榭少A存的化學(xué)能。(3)光合作用可維持大氣中氧和二氧化碳的平衡。 2．簡(jiǎn)述高等植物光合色素的種類和功能。 高等植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的色素有兩類，即葉綠素和類胡蘿卜素。葉綠素是一種雙羧酸的酯，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色。葉綠素a和葉綠素b的基本結(jié)構(gòu)相同，都具有一個(gè)親水的鎂卟啉環(huán)頭部和一個(gè)親脂的葉醇鏈尾部。類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素，前者為橙黃色，后者為黃色，二者結(jié)構(gòu)相似，都是不飽和的碳?xì)浠衔?。絕大部分葉綠素a分子和全部的葉綠素b、類胡蘿卜素都具有收集光能的作用，類胡蘿卜素還有防護(hù)光照傷害葉綠素的功能。少數(shù)具有特殊狀態(tài)的葉綠素a

40、分子有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿淖饔谩? 3．植物的葉片為什么是綠色的?秋天樹葉為什么會(huì)呈現(xiàn)黃色和紅色? 光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收很少，所以植物的葉片呈綠色。秋天樹葉變黃是由于低溫抑制了葉綠素的生物合成，已形成的葉綠素也被分解破壞，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉片呈現(xiàn)黃色。至于紅葉，是因?yàn)榍锾旖禍兀w內(nèi)積累較多的糖分以適應(yīng)寒冷，體內(nèi)可溶性糖多了，就形成較多的花色素，葉子就呈紅色。 4．簡(jiǎn)要介紹測(cè)定光合速率的三種方法及原理。 測(cè)定光合速率的方法：(1)改良半葉法：主要是測(cè)定單位時(shí)間、單位面積葉片干重的增加量。(2)紅外線CO2分析法：其原理是CO2對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2量的

41、多少與紅外線降低量之間有一線性關(guān)系。(3)氧電極法：氧電極由鉑和銀所構(gòu)成，外罩以聚乙烯薄膜，當(dāng)外加極化電壓時(shí)，溶氧透過(guò)薄膜在陰極上還原，同時(shí)產(chǎn)生擴(kuò)散電流，溶氧量越高，電流愈強(qiáng)。 5．什么叫希爾反應(yīng)?其意義如何? 離體葉綠體加到具有適當(dāng)氫接受體的水溶液中，的反應(yīng)，稱為希爾反應(yīng)。在光下所進(jìn)行的水分解，并放出氧。這一發(fā)現(xiàn)使光合作用機(jī)理的研究進(jìn)入了一個(gè)新階段，是開始應(yīng)用細(xì)胞器研究光合電子傳遞的開始，并初步證明了氧的釋放是來(lái)源于水的。 6．簡(jiǎn)述葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。 葉綠體外有兩層被膜，分別稱為外膜和內(nèi)膜，具有選擇透性。葉綠體膜以內(nèi)的基礎(chǔ)物質(zhì)稱為間質(zhì)。間質(zhì)成分主要是可溶性蛋白質(zhì)(酶)和其他代謝活躍

42、物質(zhì)。在間質(zhì)里可固定CO2形成和貯藏淀粉。在間質(zhì)中分布有綠色的基粒，它是由類囊體垛疊而成。光合色素主要集中在基粒之中，光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過(guò)程是在基粒的類囊體膜上進(jìn)行的，又稱光合膜。 7．光合作用的全過(guò)程大致分為哪三大步驟? (1)原初反應(yīng)，即光能的吸收傳遞和轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。(2)電子傳遞和光合磷酸酸化，即電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能過(guò)程。(3)碳同化，即活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能過(guò)程。 8．光合作用電子傳遞中，PQ有什么重要的生理作用? 光合電子傳遞鏈中質(zhì)體醌數(shù)量比其他傳遞體成員的數(shù)量多出好幾倍，具有重要生理作用：(1)PQ具有脂溶性，在類囊體膜上易于移動(dòng)，可溝通數(shù)個(gè)電子傳遞鏈，也有助

43、于兩個(gè)光系統(tǒng)電子傳遞均衡運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)伴隨著PQ的氧化還原，將2H+從間質(zhì)移至類囊體的膜內(nèi)空間，既可傳遞電子，又可傳遞質(zhì)子，有利于質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)形成，進(jìn)而促進(jìn)ATP的生成。 9．如何證明光合電子傳遞由兩個(gè)光系統(tǒng)參與？ （1）紅降現(xiàn)象和雙光增益效應(yīng) 紅降現(xiàn)象是指用大于680nm的紅光照射時(shí)，光合作用量子效率急劇下降的現(xiàn)象；雙光增益效應(yīng)是指在照射680nm的紅光時(shí)同時(shí)補(bǔ)加稍波長(zhǎng)短的紅光（650nm），量子效率會(huì)大大增加的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象暗示光合機(jī)構(gòu)中存在兩個(gè)光系統(tǒng)，一個(gè)能吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅光，而另一個(gè)只能吸收波長(zhǎng)稍短的紅光。 （2）光合放O2的量子需要量大于8 從理論上講一個(gè)光量子可引起一個(gè)分子激

44、發(fā)，放出一個(gè)電子，那么釋放一個(gè)O2，傳遞4個(gè)電子只吸收4個(gè)光量子。而實(shí)際測(cè)得光合放氧的最低量子需要量為8～12。證實(shí)了光合作用電子傳遞要經(jīng)過(guò)兩個(gè)光系統(tǒng)，有兩次光化學(xué)反應(yīng)。 （2）類囊體膜上存在PSI和PSII色素蛋白復(fù)合體 現(xiàn)在已經(jīng)用電鏡觀察到類囊體膜存在PSI和PSII顆粒，能從葉綠體中分離出PSI和PSII色素蛋白復(fù)合體，在體外進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)與電子傳遞，并證實(shí)PSI與NADP+的還原有關(guān)，而PSII與水的光解放氧有關(guān)。 10．光合磷酸化有幾個(gè)類型?其電子傳遞有什么特點(diǎn)? 光合磷酸化可分為三個(gè)類型：(1)非循環(huán)式光合磷酸化，其電子傳遞是一個(gè)開放的通路。。(2)循環(huán)式光合磷酸化，其電子

45、傳遞是一個(gè)閉合的回路。(3)假循環(huán)式光合磷酸化，其電子傳遞也是一個(gè)開放的通路，但其最終電子受體不是NADP+，而是O2。 11．應(yīng)用米切爾的化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)解釋光合磷酸化機(jī)理并說(shuō)明電子傳遞為何能與光合磷酸化相偶連。 在光合鏈的電子傳遞中，PQ可傳遞電子和質(zhì)子，而Fe－S蛋白，Cytf等只能傳遞電子，因此，在光照下PQ不斷地把接收來(lái)的電子傳給Fe—S蛋白的同時(shí)，又把從膜外間質(zhì)中獲得的H+釋放至膜內(nèi)，此外，水在膜內(nèi)側(cè)光解也釋放出H+，所以膜內(nèi)側(cè)H+濃度高，膜外側(cè)H+濃度低，膜內(nèi)電位偏正，膜外側(cè)偏負(fù)，于是膜內(nèi)外便產(chǎn)生了質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)差(△pmf)即電位差和pH差，這就成為產(chǎn)生光合磷酸化的動(dòng)力，膜內(nèi)側(cè)高化

46、學(xué)勢(shì)處的H+可順著化學(xué)勢(shì)梯度，通過(guò)偶聯(lián)因子返回膜外側(cè)，在ATP酶催化下將ADP和Pi合成為ATP。 用實(shí)驗(yàn)可以證明電子傳遞與光合磷酸化相偶連，在葉綠體體系中加入電子傳遞抑制劑如DCMU（商品名為敵草隆），光合磷酸化就會(huì)停止；如果在體系中加入磷酸化底物ADP與Pi，則會(huì)促進(jìn)電子傳遞。 12．葉綠體具有的片層基粒結(jié)構(gòu)垛疊的生理意義如何? 光合膜的垛疊意味著捕獲光能的機(jī)構(gòu)高度密集，更有效地收集光能，加速光反應(yīng)；其二，膜系統(tǒng)往往是酶的排列支架，膜垛疊就猶如形成一個(gè)長(zhǎng)的代謝傳送帶，使代謝順利進(jìn)行。從系統(tǒng)發(fā)育角度來(lái)看，光合膜垛疊有利于光合進(jìn)程，是一個(gè)進(jìn)化特性。 13．高等植物的碳同化途徑有幾條?

47、哪條途徑才具備合成淀粉等光合產(chǎn)物的能力? 有三條：卡爾文循環(huán)、C4途徑和景天科植物酸代謝途徑。只有卡爾文循環(huán)才具備合成淀粉等光合產(chǎn)物的能力，而C4途徑和景天科植物酸代謝途徑只起到固定和轉(zhuǎn)運(yùn)CO2的作用，即CO2泵的作用。 14．C3途徑是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的?分哪幾個(gè)階段?每個(gè)階段的作用是什么? C3途徑是卡爾文(Calvin)等人發(fā)現(xiàn)的?？煞譃槿齻€(gè)階段：(1)羧化階段。CO2被固定，生成3—磷酸甘油酸，為最初產(chǎn)物。 (2)還原階段。利用同化力(NADPH、ATP)將3—磷酸甘油酸還原成3—磷酸甘油醛, 光合作用中的第一個(gè)三碳糖。(3)更新階段。光合碳循環(huán)中形成的3—磷酸甘油醛，經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)變，

48、再重新形成RuBP的過(guò)程。 15．光合作用卡爾文循環(huán)的調(diào)節(jié)方式有哪幾個(gè)方面? (1)酶活性調(diào)節(jié)。光通過(guò)光反應(yīng)改變?nèi)~的內(nèi)部環(huán)境，間接地影響酶的活性。如間質(zhì)中pH的升高，Mg2+濃度升高，可激活RuBPCase和Ru5p激酶等。如果在暗中，這些酶活性就下降。 (2)質(zhì)量作用的調(diào)節(jié)。代謝物的濃度可以影響反應(yīng)的方向和速率。 (3)轉(zhuǎn)運(yùn)作用的調(diào)節(jié)。葉綠體內(nèi)的光合最初產(chǎn)物磷酸丙糖，從葉綠體運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)的數(shù)量，受細(xì)胞質(zhì)里的Pi數(shù)量所控制。Pi充足，進(jìn)入葉綠體內(nèi)多，就有利于葉綠體內(nèi)磷酸丙糖的輸出，光合速率就會(huì)加快。 16．在維管束鞘細(xì)胞內(nèi)，C4途徑的脫羧反應(yīng)類型有哪幾種? (1)NADP蘋果酸酶類

49、型；(2)NAD蘋果酸酶類型；(3)PEP羧激酶類型。 17．如何解釋C4植物比C3植物的光呼吸低? C4植物，PEP羧化酶對(duì)CO2親和力高，固定CO2的能力強(qiáng)，在葉肉細(xì)胞形成C4二羧酸之后，再轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞，脫羧后放出CO2，就起到了CO2泵的作用，增加了CO2濃度，提高了RuBP羧化酶的活性，有利于CO2的固定和還原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸進(jìn)行，所以C4植物光呼吸測(cè)定值很低。 而C3植物，在葉肉細(xì)胞內(nèi)固定CO2，葉肉細(xì)胞的CO2／O2的比值較低，此時(shí)，RuBP加氧酶活性增強(qiáng)，有利于光呼吸的進(jìn)行，而且C3植物中RuBP羧化酶對(duì)CO2親和力低，光呼吸釋放的CO2，不易被重新固

50、定。 18．如何評(píng)價(jià)光呼吸的生理功能? (1)有害方面：減少了光合產(chǎn)物的形成和累積，不僅不能貯備能量，還要消耗大量能量。 (2)有益之處：①消除了乙醇酸的累積所造成的毒害。②此過(guò)程可以作為丙糖和氨基酸的補(bǔ)充途徑。③防止高光強(qiáng)對(duì)葉綠體的破壞，消除了過(guò)剩的同化力，保護(hù)了光合作用正常進(jìn)行。④消耗了CO2之后，降低了O2／CO2之比，可提高RuBP羧化酶的活性，有利于碳素同化作用的進(jìn)行。 19．簡(jiǎn)述CAM植物同化CO2的特點(diǎn)。 這類植物晚上氣孔開放，固定CO2，在PEP羧化酶作用下與PEP結(jié)合形成蘋果酸累積于液泡中。白天氣孔關(guān)閉。液泡中的蘋果酸便運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)，放出CO2，放出的CO2參與卡爾

51、文循環(huán)形成淀粉等。 20．氧抑制光合作用的原因是什么? (1)加強(qiáng)氧與CO2對(duì)RuBP的結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)，提高光呼吸速率。(2)氧能與NADP競(jìng)爭(zhēng)接受電子。使NADPH合成量減少，使碳同化需要的還原能力減少。(3)氧接受電子后形成的超氧自由基會(huì)破壞光合膜。(4)在強(qiáng)光下氧參與光合色素的光氧化，破壞光合色素。 21．作物為什么會(huì)出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象? (1)水分在中午供給不上、氣孔關(guān)閉。(2)CO2供應(yīng)不足。(3)光合產(chǎn)物淀粉等來(lái)不及分解運(yùn)走，累積在葉肉細(xì)胞中，阻礙細(xì)胞內(nèi)CO2的運(yùn)輸。(4)生理鐘調(diào)控。 22．追施N肥為什么會(huì)提高光合速率? 原因有兩方面：一方面是間接影響，即能促進(jìn)葉片面積增大，

52、葉片數(shù)目增多，增加光合面積。另一方面是直接影響，即促進(jìn)葉綠素含量急劇增加，加速光反應(yīng)。氮亦能增加葉片蛋白質(zhì)含量，而蛋白質(zhì)是酶的主要組成成分，使暗反應(yīng)順利進(jìn)行。總之施N肥可促進(jìn)光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)。 23．生產(chǎn)上為什么要注意合理密植? 栽培作物如果過(guò)稀植物個(gè)體光能利用率高，但作物群體不能充分利用光能；如果過(guò)密，田間郁閉，中下層葉片受到光照少，往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，這些葉子不能制造養(yǎng)分反而變成消耗器官。因此，過(guò)稀過(guò)密都不能獲得高產(chǎn)。合理密植的原則是在群體植株達(dá)到最大時(shí)，能否保持良好的通風(fēng)透光條件。 24．高溫時(shí)光合作用下降的原因是什么? 一方面是高溫破壞葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并使葉綠體的

53、酶鈍化；另一方面是在高溫時(shí)呼吸速率大于光合速率，表觀光合作用降低。 25．分析植物光能利用率低的原因。 光能利用率低的原因：(1)輻射到地面的光能只有可見光的一部分能被植物吸收利用。(2)照到葉片上的光被反射、透射。吸收的光能，大量消耗于蒸騰作用。(3)葉片光合能力的限制。(4)呼吸的消耗。(5)CO2、礦質(zhì)元素、水分等供應(yīng)不足。(6)病蟲害。 26．提高植物光能利用率的途徑和措施有哪些? (1)增加光合面積：①合理密植；②改善株型。 (2)延長(zhǎng)光合時(shí)間：①提高復(fù)種指數(shù)；②延長(zhǎng)生育期；③補(bǔ)充人工光照。 (3)提高光合速率：①增加田間CO2濃度；②降低光呼吸。 27．求該水稻葉片

54、的光合速率 光合速率=(C1－C2)×V×60/S×100=(0．665－0．595)×1．0×60/20×100 =21．0(mgCO2／dm2．h) 水稻葉片的光合速率為21．0mgCO2／dm2．h。 28．求該水稻的光能利用率： (1)一年內(nèi)實(shí)際干物質(zhì)產(chǎn)量為：16500×2×(1－13%)=33000×0．87=28710(kg) (2)一年內(nèi)每公頃地的輻射量為：502×10000×10000=5．020×1010 (3)每公斤干物質(zhì)固定能量18003kJ，則28710×18003=5．17×108(kJ) (4)光能利用率=×100%=1．03% 29．求光反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換率： (1)l0mol 650nm紅光量子所含能量：E=28600×10／650×4．1868=1842(kJ) (2)3mol ATP氧化成ADP和Pi可釋放能量：3×7．5×4．1868=94．2(kJ) (3)2mol NADPH．H+氧化時(shí)可釋放能量2×52．5×4．1868=439．6(kJ) (4)光合作用光反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換率：×100%=29% 30． 求光合碳還原階段的能量轉(zhuǎn)化效率： (1)6molNADPH氧化時(shí)可釋放能量：1319kJ。 (2)9molATP氧化成ADP+Pi可釋放能量：287kJ。 (3)能量轉(zhuǎn)化效率：=91%