叶绿体与光合作用.ppt

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1、200811140203叶绿体与光合作用陈柳宏Chloroplastandphotosynthesis引入我们都知道在一定条件下,自养生物能够捕获光能，利用CO2和H2O合成碳水化合物，并释放出CO2。在真核自养生物中捕获光能的反应就发生在叶绿体中。下面我们就叶绿体的来源及结构谈谈其拥有这一特殊功能的原因一、叶绿体的来源与分布Theoriginanddistributionofchloroplast（一）叶绿体的来源(Theoriginofchloroplast)质体：质体是植物细胞中一类细胞器的总称，这类细胞器都是由共同的前提—

2、—前质体分化而来。前质体是一些有双层膜包被着未分化的基质所组成的根据质体是否含有叶绿素和质体可分为：叶绿体白色体有色体蛋白质体油质体淀粉质体白色体白色体不含色素，大多存在于植物的分生组织和储藏组织中。具有制造和储藏淀粉、蛋白质和油脂的功能。由于前质体一直处于黑暗之中导致的。光诱导前质体分化为叶绿体有色体有色体含有类胡萝卜素，不含叶绿素，无类囊体结构。不进行光合作用功能：富积淀粉、脂类（二）叶绿体的形态大小、数量和分布高等植物的叶绿体常为球形、椭圆形或卵圆形，为双凹面。高等植物的叶绿体通常宽2-5微米、长5-10微米叶绿体的大小受遗

3、传和环境的影响。叶绿体的数目引种、细胞类型和生理状况而异。二、叶绿体的结构和化学组成（一）叶绿体的结构叶绿体膜叶绿体是由类囊体基质叶绿体被膜的结构及特性叶绿体是由外膜、内膜、类囊体将内部分成了三个不同的区室：膜间间隙、叶绿体基质和类囊体腔。叶绿体膜的结构和化学组成叶绿体被膜的通透性与内膜转运蛋白内膜和外膜合称为被膜叶绿体膜的结构和化学组成（一）结构叶绿体和线粒体一样是双层膜结构的细胞器，但叶绿体内膜并不向内形成嵴。周质网可以增加内膜的面积膜间间隙将叶绿体的内外膜分开（二）化学组成详见书307页叶绿体内膜的通透性与内膜转运蛋白（一）

4、通透性内膜和外膜通透性不同，外膜通透性大于内膜通透性。内膜是叶绿体的界膜，除CO2、H2O、O2能自由通过内膜外其他物质都不能自由通过叶绿体内膜上有许多运输蛋白，能选择性地转运出入叶绿体的分子（二）内膜转运蛋白叶绿体运输蛋白的一个重要运输机制是通过交换进行的。常见的运输系统入下表：载体功能ATP/ADP交换载体二羧酸交换载体葡萄糖载体乙醇酸载体磷酸交换载体进行细胞质和叶绿体基质间的ATP/ADP交换进行细胞质和叶绿体基质间二羧酸交换将叶绿体及机制中葡萄糖运输到胞质溶胶将细胞质中的乙醇酸运输到细胞质溶胶将细胞质中的无机磷与叶绿体基质

5、中的三碳糖进行交换以二羧酸交换载体为例二羧酸交换载体内膜苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸NADPHNADPHNADP+NADP+类囊体的机构类囊体：由内膜发展而来的膜封闭的扁平小囊类囊体有两种类型：基粒类囊体（granumthlakoid）和基质类囊体（stromathlakoid）基粒：叶绿体中圆盘状的类囊体常常相互堆积在一起形成的柱状颗粒。将构成基粒的类囊体称为基粒类囊体。类囊体膜的化学组成类囊体膜的独特性：（1）、类囊体膜上有CF1颗粒。（2）、相互堆积成基粒。类囊体上的脂主要是汗半乳糖的一些糖脂和具有光吸收作用的之类色素。类囊

6、体蛋白分为内在蛋白和外周蛋白。叶绿体基质概念：叶绿体内膜和类囊体之间的区室成为叶绿体基质。含有：淀粉颗粒（最多）、质球体、酶、核糖体、DNA、RNA等作用：基质是光和作用固定CO2的场所。光合作用三、光合作用（一）光合作用概述6CO2+6H2O+光C6H12O6+O2+化学能光合作用包括光反应和暗反应光反应包括光能的吸收、电子的传递、光合磷酸化。碳固定开始于叶绿体基质，结束于细胞质基质（一）、光吸收条件：光照、光合色素、光反应酶。场所：叶绿体的类囊体薄膜。(色素）过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的

7、催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。意义：①光解水，产生氧气。②将光能转变成化学能，产生ATP，为暗反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH，为暗反应提供还原剂NADPH。光合作用色素类囊体中含两类色素：叶绿素和橙黄色的类胡萝卜素，通常叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3:1，chla与chlb也约为3:1，在许多藻类中除叶绿素a,b外，还有叶绿素c,d和藻胆素，如藻红素和藻蓝素；在光合细菌中是细菌叶绿素等。叶绿素a,

8、b和细菌叶绿素都由一个与镁络合的卟啉环和一个长链醇组成，它们之间仅有很小的差别。类胡萝卜素是由异戊烯单元组成的四萜，藻胆素是一类色素蛋白，其生色团是由吡咯环组成的链，不含金属，而类色素都具有较多的共轭双键。全部叶绿素和几乎所有的类胡萝卜素都包埋在类