植物生理学3 光合作用ppt课件.ppt

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1、第三章植物的光合作用植物碳素同化作用（自养植物吸收二氧化碳（CO2），合成有机物质的过程），有三种类型：细菌光合作用—光合细菌（包括绿色硫细菌、紫色硫细菌和紫色非硫细菌）在光照下利用硫化氢、异丙醇等无机或有机的还原剂，把CO2还原为有机物。绿色植物光合作用—绿色植物在光下同化CO2和H2O，合成有机物质（主要是碳水化合物）并释放O2的过程。化能合成作用—一些不含色素的好气性细菌（如氢细菌、硫细菌、氨细菌、硝化细菌等），不能利用日光，但能用硫化氢、氢、氨等物质氧化时所放出的化学能去同化CO2。绿色植物的光合作用一、光合作用的概念和意义光绿色植物光绿色植物光

2、合作用本质上一种氧化还原反应。水是还原光剂，CO2是氧化剂；通过这个反应将低能化合物转变为高能化合物，将光能转变为化学能。光合作用的实质就是物质转变和能量转变。（二）光合作用的意义（重要性）1.把无机物变成有机物（约2千亿吨CO2∕年，5千亿吨有机物质∕年）既为自身又为生物界提供了有机物来源。2.把光能转化为储存的化学能（3.2×1021J能量∕年）光合作用是巨大的能量转换过程。3.保护环境，净化空气光合作用维持大气中O2和CO2浓度的相对平衡，净化空气，保护环境。（释放O25.35千亿吨∕年）4.光合作用的碳循环过程，带动了自然界其他元素的循环。光合作

3、用是地球上生命生存、繁荣和发展的根本源泉。v叶绿体是光合作用的重要细胞器。二、叶绿体和光合色素v（一）叶绿体的超微结构及功能v高等植物的叶绿体多呈椭圆形，一般直径3～6µm，厚约2～3µm。其大小和数目随物种、细胞种类、生理状况和环境而不同。v例如栅栏组织多于海绵组织，背阴地区的植物多于、大于向阳地区的植物。v大多数高等植物每个叶肉细胞含有50～200个叶绿体，占细胞质体积的40%。叶绿体一般均匀分布在细胞质中，有时也靠近核或细胞壁。外界条件（特别是光的强弱）常会影响到叶绿体在细胞内的位置分布。叶绿体的结构v在电子显微镜下观察叶绿体由三部分组成：叶绿体膜

4、、片层系统和间质（基质）。基粒叶绿体膜基质基质类囊体基粒类囊体叶绿体的结构：叶绿体膜：双层膜，外膜透性大，内膜有选择透性，是控制代谢物质进出的屏障叶可溶性蛋白质及其它代谢活跃物质。呈绿间质（基质）高度流动状态，酶系统便存在于其中。羧化酶约占可溶性蛋白质的50%，光合体产物的碳素同化过程就在间质中进行。片层系统（绿色层基质片层（基质类囊体）膜系统—类囊体）：基粒基粒类囊体光能的吸收与转化基粒（由多个类囊体垛叠组成）基质类囊体（贯穿在两个或两个以上基粒之间没有发生垛叠的类囊体，其片层称为基质片层）v一个典型的成熟的高等植物的叶绿体，含有20~200个甚至更多

5、的基粒，一个基粒约由5~30个基粒类囊体组成（二）叶绿体的化学组成与光合色素水分：75%干物质：25%蛋白质占30-45%，脂类20-40%，灰分10%，色素8%，储藏物质10-20%灰分:Fe，Cu，Zn，K，P，Ca，Mg等v叶绿体色素（光合色素）叶绿素高等植物叶绿体类胡萝卜素色素（光合色素）藻胆素—藻类v1、叶绿体色素的结构及其化学特性v叶绿素：主要有两种COOCH3v叶绿素a：蓝绿色C32H30ON4MgCOOC20H39分子式：C55H72O5N4Mgv叶绿素b：黄绿色COOCH3C32H28O2N4MgCOOC20H39分子式：C55H70O

6、6N4Mgv都是双羧酸酯（双羧酸中一个羧基被甲基酯化，另一个被叶醇基酯化。）。都不溶于水，易溶于酒精、丙酮等有机溶剂。结构：叶绿素分子从形状上看有一个“头部”和一条“尾巴”。尾部为叶绿醇链，是亲脂性；头部为卟啉环，由四个吡咯环通过四个甲烯基连成大环，环中央是Mg，偏正电荷，N偏负电荷。所以头部具极性,是亲水的。亲水端与Pr结合，亲脂端与脂类分子结合。叶绿素a（chla）、b（chlb）之间的区别仅在于“头部”第二个吡咯环上—CH为—CHO取代。3类胡萝卜素：有两种，胡萝卜素：橙黄色，分子式：C40H56，不饱和碳氢化合物；叶黄素：黄色，分子式：C40H5

7、6O2，胡萝卜素衍生的醇类。不溶于水，溶于有机溶剂。结构：一条共轭双键的两端各具有一个对称排列的紫罗兰酮环，中间以共轭双键相连，叶黄素与胡萝卜素的区别是紫罗兰酮环的第四位碳上加氧，极性更强。胡萝卜素有α、β、γ三种同分异构体，最常见的是β－胡萝卜素上述四种叶绿体色素都是与蛋白质结合形成色素蛋白复合体，分布在类囊体（光合）膜上。类囊体膜2、叶绿体色素的光学特性（1）光合色素的吸收光谱v类胡萝卜素（胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱有两个强吸收区：叶黄素）只在蓝紫光区有红光区（640~660nm）最强的吸收，且范围较宽蓝紫光区（430~450nm）（400~500n

8、m），不吸对橙、黄、绿光的吸收较少，尤对绿收红光等长波的光，故呈光吸收最少，故叶