植物生理学光合作用课件.ppt
第四章 光合作用,光合作用的定义、意义和度量指标 高等植物光合色素的种类、作用及影响叶绿素合成的因素 光合作用的大致过程了解光呼吸的定义、细胞定位及意义 影响光合作用的环境因素（光照和CO2）了解光合作用与作物产量形成的关系,本章要求：,第一节 光合作用概述,一、光合作用的概念,P144,叶片（主要）,部位能源原料产物,400-700nm,CO2 和H2O,有机物和 O2,总反应式：,氧化还原反应,本质：,1.H2O被氧化为O2,2.CO2被还原到糖,3.光能的吸收,特点：,光推动的,E CO2/（CH2O)=-0.42 E 1/2O2/H2O=+0.82E00G00,二、光合作用的意义,1、把无机物转变为有机物2、把光能转变为化学能3、维持大气O2与CO2的相对平衡,绿色工厂,空气净化器,能量转换站,三、光合作用的度量 P182,1、光合速率（光合强度）,呼吸速率,umol.dm-2.h-1,单位：umol.m-2.s-1,真正光合速率,净光合速率,=,+,2、光合生产率,（净同化率）,单位：g.m-2.d-1,第二节 叶绿体与光合色素,一、叶绿体,1.被膜2.类囊体3.间质,控制物质进出,（光合膜）,吸收、传递、转变光能,同化CO2,（基质）,蛋白质，脂类等,酶，水，核酸等,光合色素，蛋白质等,按照分子组成和结构，可分为：,(一)光合色素的种类,二、光合色素,按照功能，可分为：,P152,（P680和P700）,1.叶绿素,种类：Chla（蓝绿色）Chlb（黄绿色）,化学结构,：双羧酸酯,极性，亲水与类囊体膜蛋白结合共轭双键,卟啉环头部,叶绿醇尾部,羧基与叶绿醇结合非极性，亲脂插入类囊体的疏水区,CH3,CHO,吸收、传递光能转换光能,作用：,2.类胡萝卜素,种类：胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）化学结构：不饱和碳氢化合物,四萜（共轭双键）对称紫罗兰酮环疏水、亲脂,作用：吸收、传递光能；保护作用,1.光合色素的吸收光谱,(二)光合色素的光学特性,P148,类胡萝卜素的吸收光谱:,400-500nm(蓝紫),2叶绿素的荧光和磷光现象,概念 P148-149,基态,激发态,第一单线态,第二单线态,三线态,荧光,磷光,放热,放热,放热,Chl,光化学反应,第一单线态Chl分子的去向：放热发射荧光（溶液）进入第一三线态光化学反应,第二单线态Chl分子不能直接用于光合作用,基态,激发态,浪费！,（活体）,吸收光谱-荧光与磷光现象-,光能转变为化学能,Chl 吸收光能,Chl 分子照光激发,(三)叶绿素的合成及其所需条件,原料：步骤：,1.生物合成 P150,谷氨酸和-酮戊二酸,光,2.影响叶绿素合成的外界条件：,（1）光照（2）温度（3）矿质元素（4）水分（5）O2,最低温度约2最适温度约30最高温度约40,氮、镁、铁、锰、铜、锌等,原叶绿素酸酯叶绿酸酯a,第三节 光合作用机理,原初反应电子传递和光合磷酸化碳同化,将光合作用分为三个步骤：,光能电能,电能活跃的化学能,活跃的化学能稳定的化学能,暗反应,光能传递,概念：P152,一、原初反应,光能吸收,光能转换,场所：光合膜特点：速度快，需光,起点,光合单位 P152,每吸收与传递一个光子到反应中心完成光化学反应所需起协同作用的色素分子,反应中心 P153,原初电子供体P原初电子受体A次级电子供体D蛋白质,色素蛋白复合体,光化学反应,由光引起的反应中心色素分子与原初电子受体、供体间的氧化还原反应,二、电子传递与光合磷酸化,场所：光合膜特点：受光促进，不受温度影响,PS,PS,长波光反应 短波光反应,反应类型,供Cyt b6/f电子产生H+（囊腔）,（一）光系统,P155,定位组成作用,-光合膜,-电子传递体,-传递电子,1.概念,（二）光合链,PSII（H2OPQ）Cytb6f(PQPC)PSI(PCNADP+),2.组成,PQ（PSIICytb6f）PC（Cytb6f PSI）Fd（PSI NADP+）,PQ PQH2,3.“Z”链特点,PSI和PSII串联,电子H2ONADP+,二处逆电势梯度,PQ穿梭(H+),（三）水的光解和放氧 P156,-希尔反应,（四）光合磷酸化,条件-光下 部位-叶绿体原料-ADP+Pi产物-ATP,1概念 P158,非环式光合磷酸化环式光合磷酸化假环式光合磷酸化,2类型,驱动力-H+,电子传递与光合磷酸化的结果:H2O的裂解放O2 NADP+还原为NADPH产生ATP,电能,活跃的化学能,
