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1、果树生理生态学光合与光电子传递李明军西北农林科技大学园艺学院第一节叶绿体一、结构与成分被膜：外膜内膜间质：(含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA核糖体等)类囊体(基粒)基粒片层间质片层叶绿体结构化学组成一叶绿体色素种类及光化学特性叶绿素叶绿素a，兰绿色叶绿素b，黄绿色类胡萝卜素胡萝卜素(α、β、γ)橙黄色叶黄素黄色藻胆素藻红蛋白(仅存在于红藻、蓝藻中)藻蓝蛋白纸层析时(石油醚为流动相)各色素的分布？（极性与位置）为何阴生植物叶绿素b/a比值高？为何b/a可作为植物耐阴性指标？为何定量叶绿素时用红光区吸收波长？类胡萝卜素干扰
2、为何计算叶绿素时用以下公式？Ca=13.95A-6.88A663645Cb=24.96A-7.32A645663Ct=(A/34.5)V/G652叶绿体色素吸收光谱：化学组成二核酸:叶绿体基因组（120多个基因）1.与光合作用有关基因光系统Ⅰ作用中心A1,A2蛋白;光系统ⅡD1,D2蛋白;细胞色素Cytb6/f复合物;ATP合酶;Rubisco大亚基等.2.叶绿体基因表达所需基因rRNA,tRNA,RNA聚合酶,DNA聚合酶,等.3.其他基因化学组成三蛋白质1.色素(脂,核酸)蛋白复合体2.电子载体3.酶4.转运体膜蛋白分
3、布不均衡类囊体膜上的蛋白复合体类囊体膜上含有由多种亚基、多种成分组成的蛋白复合体，主要有四类，即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cytb/f复合体和ATP酶复合体（６ATPase）.蛋白复合体在类囊体膜上的分布特点蛋白复合体在类囊体膜上的分布特点PSⅡ:主要基粒片层的堆叠区PSⅠ与ATPase:非堆叠区Cytb6/f复合体分布较均匀。意义?利于电子传递、H+的转移和ATP合成化学组成四、脂类:膜脂1.糖脂2.磷脂化学组成类囊体(膜)脂特点:1.糖脂含量高,而磷脂相对少.2.不饱和脂肪酸含量高,尤其亚麻酸,使
4、膜富于流动性.3.非双层结构,具不对称性.意义？第一节叶绿体二、功能（不仅仅合成碳水化合物？）1.光合作用全过程2.其他A被固定碳的储存,转运;B亚硝酸盐硫酸盐的还原,蛋白质氨基酸的合成;cDNA,RNA的合成;D脂类,萜类,酚类的合成.第一节叶绿体三、光合单位位于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位,包括:捕光天线系统(聚光色素蛋白复合体,LHC)外周天线内周天线反应中心:中心色素分子(P680,P700)原初电子供体原初电子受体天线移动“天线移动”假说状态转换的意义:1.平衡激发能在光系统间的分配;2.提高光能利用
5、率;3.防御光破坏.第二节原初反应与叶绿素荧光第三节原初反应一、光能的吸收与传递(一)激发态的形成Chl（基态）+hυ10－15SChl*（激发态）(二)激发态的命运激发态不稳定，易发生能量的转变，转变的方式：1.放热为何在能量利用上蓝光没有红光高?由于叶绿素是以第一单线态参加光合作用的。所以一个蓝光光子所引起的光合作用与一个红光光子所引起的光合作用是相同的，多余的能量在降级过程中也是以热能释放。2.发射荧光与磷光3.色素分子间的能量传递(光化学反应)Chl*＋ChlChl＋Chl*1212供体分子受体分子正面背面
6、叶绿体吸收光后，激发了捕光色素蛋白复合体（LHC），LHC将其能量传递到光系统2或光系统1。其间所吸收的光能有所损失，大约3%-9%的所吸收的光能被重新发射出来，其波长较长,也即叶绿素荧光.传递方式:1.激子传递(excitontransfer)2.共振传递(resonancetransfer)传递方向总方向:反应中心,且不可逆.问:接近反应中心的色素分子光谱吸收峰偏向红端?叶绿素b叶绿素a?图聚光系统到反应中心能量传递呈漏斗状光合色素距离反应中心越远，其激发态能就越高，这样就保证了能量向反应中心的传递思考离体色素溶液为什
7、么易发荧光?这是因为溶液中缺少能量受体或电子受体的缘故。在色素溶液中，如加入某种受体分子，能使荧光消失，这种受体分子就称为荧光猝灭剂(fluorescencequencher)，用Q表示，光反应中，Q即为电子受体。猝灭:由于某种原因引起荧光水平的降低.光化学猝灭:光化学反应引起非光化学猝灭:热耗散等色素发射荧光的能量与用于光合作用的能量是相互竞争的，这就是叶绿素荧光常常被认作光合作用效能指标的依据,被认为是光合作用的内探针(无损伤)。以荧光形式发射出来的光能是很少的,还不到吸收的总光能的3%。弱光下,光合机构吸收的光能大约
8、97%被用于光化学反应,2.5%转变成热散失,0.5%被变成荧光发射出来；在很强的光下，全部PSII反应中心关闭时，吸收的光能95%－97%被变成热，而2.5%－5.0%被变成荧光发射。叶绿素荧光分析叶绿素荧光分析具有直观、简便,获得结果迅速,反应灵敏,可定量,对植物无破坏、干扰少的特点。可用于叶绿体、
