光合作用及光合色素

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1、1、植物所需氮素的来源是？2、氨的同化方式是？主要参与酶？3、生物固氮4、合理施肥的指标5、发挥肥效的措施6、缺素诊断的注意事项温故而知新第一节光合作用的概念及意义1.什么是光合作用？绿色植物吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧的过程。2.光合作用的重要意义：地球上最重要的化学反应。（1）把无机物变成有机物；每秒钟地球上同化碳素超过6000吨，约40%由浮游植物同化，60%由陆生植物同化。食物、化工原料、药材等。（2）蓄积太阳的能量；每年固定7.1×1018KJ，是地球上的主要能源。（3）维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。如果不释放氧气，地球上的氧3000年就会用完，同时形成

2、臭氧，防紫外辐射。第四章光合作用中药教研室-贾晗第二节叶绿体及叶绿体色素绿色叶片是光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的重要细胞器；离体叶绿体光合速率可达完整叶片的80-90%；证明：叶绿体是光合作用的完整单位。中药教研室-贾晗一、叶绿体的结构和成分目前采用细胞匀浆法和分级离心技术将各种细胞器分开进行分析。（一）叶绿体的形态及结构1.外观：扁平椭圆形，直径3-7um，厚2-3um。一个细胞中含有10—100个叶绿体，有利于表面积的扩大，扩大吸收利用光能和二氧化碳。中药教研室-贾晗中药教研室-贾晗中药教研室-贾晗2.结构：被膜——两层选择透性膜；基质——膜以内的基础物质，高度流动性，含

3、有酶等代谢活跃成分，并有淀粉粒和质体颗粒；类囊体——垛叠成基粒，又分为基粒类囊体和基质类囊体，是光反应的场所。3、基粒是高等植物光合细胞特有的膜结构。4.类囊体垛叠的生理意义：（1）有效收集光能，加速光反应；（2）酶的有序排列，有利于代谢的顺利进行。中药教研室-贾晗（二）叶绿体的化学成分1.水分：约占鲜重的75-80%2.蛋白质：叶绿体的结构基础，占干重的30-50%，作为酶催化各类反应。3.脂类：膜成分，占干重的20%左右4.色素：光合色素，占干重的8%5.其他：糖类、氨基酸、核酸和无机元素等。中药教研室-贾晗二、叶绿体色素（一）色素种类：分为叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素。1.叶绿素

4、类:在高等植物中主要含有叶绿素a和叶绿素b。（1）物理性质：溶解性：叶绿素a、b都不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂；颜色：叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。（2）化学性质：亲水性和亲脂性。可置换保色。分子式：中药教研室-贾晗2.类胡萝卜素：包括胡萝卜素和叶黄素。（1）物理性质溶解性：不溶于水，但能溶于有机溶剂；颜色：胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。（2）结构特征：不饱和碳氢化合物；有三种同分异构体。（3）功能收集光能；防护光照伤害叶绿素。中药教研室-贾晗3.藻胆素：红藻和蓝、绿藻类进行光合作用的主要色素。分为藻红素和藻蓝素。常与藻类中的蛋白质结合为藻胆蛋白。结合紧密只

5、有用强酸煮沸才能分开。中药教研室-贾晗（二）色素在叶绿体内的排列两种不同看法：1.叶绿体的片层是由含水蛋白质层和脂类层相间排列而成。色素头尾分别插入其中。2.叶绿体片层是脂类双层膜，球形蛋白镶嵌在脂类双层膜之内，直达膜的里外，叶绿素分子整个排列在蛋白质中。中药教研室-贾晗（三）色素的光学特性1、吸收光谱太阳光的连续光谱：叶绿素的吸收光谱：（1）有两个最强区：640nm-660nm的红光部分和430-450nm的蓝紫光部分；（2）对绿光吸收最少。中药教研室-贾晗（3）叶绿素a、b吸收光谱比较：叶绿素a在红光部分吸收带宽些，在蓝紫光部分窄些，叶绿素b相反；叶绿素a在红光部分吸收带偏向长波

6、，在蓝紫光部分吸收带偏向短光波。（4）胡萝卜素与叶黄素的吸收光谱：最大吸收在蓝紫光部分，不吸收红光（5）藻胆素的吸收光谱：主要吸收绿光、橙光中药教研室-贾晗2、荧光现象与磷光现象（1）荧光现象：叶绿素的乙醇溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色（叶绿素a为血红光，叶绿素b为棕红光）的现象。（2）磷光现象：（3）荧光磷光的寿命：荧光寿命很短为10-8—10-9S；磷光较长为10-2S。（4）叶绿素荧光现象和磷光现象的意义：思考：荧光与磷光有何区别？中药教研室-贾晗四、叶绿素的形成（一）形成过程：第一阶段是合成无色的原叶绿素；第二阶段是无色的原叶绿素在光下被还原为绿色的叶绿素。中药教研

7、室-贾晗（二）影响叶绿素形成的因素：（1）光照：为其主要影响因素（2）温度：通过影响酶活力而影响；（3）矿质元素缺乏：主要是氮、镁、铁、锰、铜、锌（4）几种现象：黄化现象；栽培过密，下部叶色发黄现象；早春寒潮过后水道秧苗变白现象;夏季蔬菜容易变黄现象。中药教研室-贾晗（三）植物的叶色1.叶色是植物叶子各种色素的综合表现。主要为叶绿素和类胡萝卜素两类色素的比例。2.正常叶片中主要色素的比例叶绿素/类胡萝卜素约为：3：1其中：叶绿素a/叶绿素b约为：3：1叶黄