植物生理学光合作用课件.ppt

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1、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---700nmCO2和H2O有机物和O2CO2H2OO2有机物总反应式：氧化还原反应本质：1.H2O被氧化为O22.CO2被还原到糖3.光能的吸收特点：光推动的6CO2+6H2OC6H12O6+O2

2、光绿色植物ECO2/（CH2O)=-0.42E1/2O2/H2O=+0.82△E0’＜0△G0’＞0二、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P1821、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

3、、转变光能同化CO2（基质）蛋白质，脂类等酶，水，核酸等光合色素，蛋白质等叶绿素类胡萝卜素藻胆素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b按照分子组成和结构，可分为：(一)光合色素的种类二、光合色素聚光色素反应中心色素功能吸收、传递光能吸收、转换光能种类大多数Chla全部Chlb全部类胡萝卜素少数处于特殊状态的Chla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，

4、亲脂插入类囊体的疏水区CH3CHO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；保护作用光合色素叶绿素类胡萝卜素结构双羧酸酯不饱和碳氢化物种类ChlaChlb胡萝卜素叶黄素颜色蓝绿黄绿橙色黄色特点CH3CHOOH作用吸收、传递与转换光能吸收、传递光能；保护作用含量31叶色绿色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

5、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第一单线态第二单线态第一三线态吸收光能浪费！（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：δ-氨基酮戊酸（ALA）粪卟啉原Ⅲ原卟啉Ⅸ原叶绿素酸酯叶绿酸酯a叶绿素a叶绿素b1.生物合成P1

6、50谷氨酸和α-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稳定的化学能光反应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

7、的色素分子250-300个聚光色素分子1个反应中心色素分子反应中心P153原初电子供体P原初电子受体A次级电子供体D蛋白质反应中心色素直接接受电子的物质直接供给电子的物质维持微环境色素蛋白复合体光化学反应hvD·P·A→*D·P·A→－＋D·P·A→＋－D·P·A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NADPH+H+ATP同化力eeeeD·P·A－＋光反应由两个光系统接力进行结论：PSⅠPSⅡ长波光反应短波光反应反

8、应中心色素P700P680NADP+的还原水的光解和放氧作用反应类型供Cytb6/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（H2O→PQ）Cytb6f(PQ→PC)PSI(PC→NADP+)2.组成膜上（内）移动PQ（PSII→Cytb6f）PC（Cytb6f→PSI）Fd（PSI→NADP+）固定在膜上PQPQH22e+2H+-2e-2H+3.“Z”链特点PSI和PSI