生物奥赛之光合作用

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1、植物生理学光合作用1自养型绿色植物的光合作用细菌光合作用细菌化能合成作用同化作用2叶绿体的结构34绿色植物吸收太阳光能,同化CO2和H2O,制造有机物并释放O2的过程。光CO2+H2O*（CH2O)+O2*叶绿体光合作用概念5（一）光合色素的种类、结构、功能叶绿素类：chla(C55H72O5N4Mg,所有放氧生物,包括蓝细菌,不放氧的含细菌叶绿素)、chlb(C55H70O6N4Mg)、chlc、chld类胡萝卜素类：胡萝卜素(C40H56)、叶黄素(C40H56O2)藻胆素类：藻红素、藻蓝素（与蛋白质结合紧密）藻红蛋白、

2、藻蓝蛋白（藻胆蛋白）第一节光合色素及其性质61叶绿素a的结构式chlb此处以-CHO代替-CH3CH2CHHCH3CH3CⅠⅡCH2-CH3NNH-CMgC-HNNH3CⅢⅣCH3HCHⅤCH2HCC=OCH2C-O-CH3C=OOOC2OH391.色素合成条件:光/特殊元素2.色素含量及稳定性问题以及与树叶颜色变化关系3.枫树红叶成因7吸收光谱----叶绿体色素吸收部分光质后，在光谱上出现的暗带。*地面上太阳光：300nm~2600nm*可见光：390nm~770nm（红橙黄绿青蓝紫）*用于光合作用光：400nm~700n

3、m二.光合色素的光学性质(一)吸收光谱8150chlb消100660光chla系50643数mmol-1.cm-150O400500600700(λ/nm)Chla和Chlb在乙醇溶液中的吸收光谱9类胡萝卜素、叶黄素最大吸收区域：蓝紫光区,红光区几乎无吸收10(二)荧光现象和磷光现象荧光现象：叶绿素在透射光下呈绿色，反射光下呈红色11叶绿素功能（1）少数特殊chla具有将光能转为电能作用（2）绝大部分chla和全部chlb具有收集并传递光能的作用类胡萝卜素功能（1）辅助吸收光能（2）保护叶绿素免受光氧化破坏功能辅助色素12原

4、初反应光反应电子传递（光合放氧）（基粒片层）光合磷酸化C3途经暗反应C4途经碳同化（叶绿体基质）CAM途径第二节光合作用的机理13光合作用的步骤1原初反应：光能的吸收、传递和转换光能（光子）→电能（高能电子）2电子传递和光合磷酸化电能（高能电子）→活跃化学能（ATP、NADPH）3碳同化（酶促反应，受温度影响）活跃化学能→稳定化学能（碳水化合物等）三条：C3途径---C3植物C4途径---C4植物CAM途径---CAM植物14聚光色素（天线色素）—不能发生光化学反应只能吸收和传递光能的色素分子（包括大部分chla、全部chl

5、b、胡萝卜素和叶黄素）。相对--------(反应中心色素,少数特殊状态的chla)作用中心—指类囊体中进行光合作用原初反应的最基本的色素蛋白复合体，它至少包括作用中心色素P、原初电子受体A、原初电子供体D（D.P.A）概念第一阶段:原初反应15作用中心色素—引起光化学反应的少数特殊状态的Chla分子。P680P700光系统=聚光色素系统+作用中心16PDAhh光系统PDA——作用中心色素（P），原初电子供体（D）和原初电子受体（A）外围为天线色素17包括光能的吸收、传递和转换。原初反应的步骤：⑴聚光色素吸收光能并传递。

6、⑵反应中心色素吸收光能被激发(Chl*)。光ChlChl*(P)(P*)原初反应18⑶Chl*将一个电子传递给原初电子受体（A），A获得一个电子而Chl缺少一个电子。Chl*(P*)+AChl+(P+)+A-⑷Chl+从原初电子供体（D）获得一个电子，Chl+恢复原状，D失去一个电子被氧化。Chl+(P+)+DChl(p)+D+19小结:原初反应2021⑴反应速度快⑵非酶促反应，不受温度影响3、原初反应的特点22第二阶段.电子传递和光合磷酸化23示循环及非循环电子传递图241定义：叶绿体在光下将ADP和Pi转化为ATP过程2

7、类型：非环式光合磷酸化：在基粒片层进行循环式光合磷酸化：在基质片层进行，补充ATP不足ADP+PiATP光合磷酸化光25形成同化力：ATP、NADPH,存在于基质中循环式光合电子传递时,只形成ATP,不涉及到PSⅡ总结26PQ（质体醌）是H+和电子的传递体，可以在膜内或膜表面移动，在传递电子的同时，将H+从类囊体膜外（叶绿体基质）移入膜内（内囊体腔），造成跨类囊体膜的H+梯度，又称“PQ穿梭”。“PQ穿梭”27（一）C3途径CO2受体是一种戊糖（二磷酸核酮糖RUBP）CO2被固定形成的最终产物是三碳化合物，故称C3途径卡尔文

8、等在50年代提出的，故称卡尔文循环（Calvin循环）C3途径分三个阶段：羧化（固定）、还原、再生第三阶段:光合作用的碳同化281羧化阶段CH2OPC=OrubiscoCH2OPCOOHHCOH+CO2+H2OHCOH+HCOHHCOHCOOHCH2OPCH2OPRuBP2分子PGA(一)