植物生理學光合作用課件

光合作用的定義、意義和度量指標高等植物光合色素的種類、作用及影響葉綠素合成的因素光合作用的大致過程了解光呼吸的定義、細胞定位及意義影響光合作用的環(huán)境因素（光照和CO2）了解光合作用與作物產量形成的關系

本章要求：※※2021/3/102第一節(jié)光合作用概述2021/3/103一、光合作用的概念P144

葉片（主要）部位能源原料產物400---700nmCO2

和H2O有機物和O2CO2H2OO2有機物2021/3/104總反應式：氧化還原反應本質：1.H2O被氧化為O2

2.CO2被還原到糖3.光能的吸收特點：光推動的6CO2+6H2OC6H12O6+O2光綠色植物ECO2/（CH2O)

=-0.42

E1/2O2/H2O=+0.82△E0’＜0△G0’＞02021/3/105二、光合作用的意義1、把無機物轉變?yōu)橛袡C物2、把光能轉變?yōu)榛瘜W能3、維持大氣O2與CO2的相對平衡綠色工廠空氣凈化器能量轉換站2021/3/106三、光合作用的度量

P1821、光合速率（光合強度）呼吸速率umol.dm-2.h-1單位：umol.m-2.s-1真正光合速率凈光合速率=+2、光合生產率（凈同化率）單位：g.m-2.d-1

2021/3/107第二節(jié)葉綠體與光合色素2021/3/108一、葉綠體1.被膜2.類囊體3.間質控制物質進出（光合膜）吸收、傳遞、轉變光能同化CO2（基質）蛋白質，脂類等酶，水，核酸等光合色素，蛋白質等2021/3/109葉綠素類胡蘿卜素藻膽素胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b

按照分子組成和結構，可分為：

(一)光合色素的種類二、光合色素2021/3/1010

聚光色素

反應中心色素

功能吸收、傳遞光能吸收、轉換光能

種類大多數(shù)Chla全部Chlb全部類胡蘿卜素少數(shù)處于特殊狀態(tài)的Chla

按照功能，可分為：P152（P680和P700）2021/3/10111.葉綠素種類：Chla（藍綠色）

Chlb（黃綠色）化學結構：雙羧酸酯極性，親水與類囊體膜蛋白結合共軛雙鍵

卟啉環(huán)頭部葉綠醇尾部羧基與葉綠醇結合非極性，親脂插入類囊體的疏水區(qū)CH3CHO吸收、傳遞光能轉換光能作用：2021/3/10122.類胡蘿卜素種類：胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）化學結構：不飽和碳氫化合物四萜（共軛雙鍵）對稱紫羅蘭酮環(huán)疏水、親脂作用：吸收、傳遞光能；保護作用2021/3/1013光合色素葉綠素類胡蘿卜素結構雙羧酸酯不飽和碳氫化物種類ChlaChlb胡蘿卜素葉黃素顏色藍綠黃綠橙色黃色特點CH3CHOOH作用吸收、傳遞與轉換光能吸收、傳遞光能；保護作用含量31葉色綠色2021/3/10141.光合色素的吸收光譜

(二)光合色素的光學特性

P148

2021/3/1015類胡蘿卜素的吸收光譜:400-500nm(藍紫)2021/3/10162．葉綠素的熒光和磷光現(xiàn)象概念P148-149基態(tài)

激發(fā)態(tài)

第一單線態(tài)

第二單線態(tài)

三線態(tài)

熒光磷光放熱放熱放熱Chl光化學反應2021/3/1017第一單線態(tài)Chl分子的去向：放熱發(fā)射熒光（溶液）進入第一三線態(tài)光化學反應第二單線態(tài)Chl分子不能直接用于光合作用基態(tài)激發(fā)態(tài)第一單線態(tài)第二單線態(tài)第一三線態(tài)吸收光能浪費?。ɑ铙w）2021/3/1018吸收光譜---熒光與磷光現(xiàn)象---光能轉變?yōu)榛瘜W能Chl吸收光能Chl分子照光激發(fā)2021/3/1019(三)葉綠素的合成及其所需條件原料：步驟：δ-氨基酮戊酸（ALA）糞卟啉原Ⅲ原卟啉Ⅸ原葉綠素酸酯葉綠酸酯a

葉綠素a

葉綠素b1.生物合成P150谷氨酸和α-酮戊二酸光2021/3/10202.影響葉綠素合成的外界條件：（1）光照（2）溫度（3）礦質元素（4）水分（5）O2最低溫度約2℃最適溫度約30℃最高溫度約40℃氮、鎂、鐵、錳、銅、鋅等原葉綠素酸酯葉綠酸酯a2021/3/1021第三節(jié)光合作用機理

※2021/3/1022原初反應電子傳遞和光合磷酸化碳同化將光合作用分為三個步驟：光能電能

電能活躍的化學能

活躍的化學能穩(wěn)定的化學能

光反應暗反應2021/3/1023光能傳遞概念：P152一、原初反應光能吸收光能轉換場所：光合膜特點：速度快，需光起點2021/3/1024光合單位P152每吸收與傳遞一個光子到反應中心完成光化學反應所需起協(xié)同作用的色素分子250-300個聚光色素分子1個反應中心色素分子2021/3/1025反應中心

P153原初電子供體P原初電子受體A次級電子供體D蛋白質反應中心色素直接接受電子的物質直接供給電子的物質維持微環(huán)境色素蛋白復合體2021/3/1026光化學反應hvD·P·A→*D·P·A→－＋D·P

·A

→＋－D

·P·A

由光引起的反應中心色素分子與原初電子受體、供體間的氧化還原反應2021/3/1027二、電子傳遞與光合磷酸化

場所：光合膜特點：受光促進，不受溫度影響NADPH+H+

ATP同化力eeeeD·P·A－＋2021/3/1028光反應由兩個光系統(tǒng)接力進行結論：PSⅠPSⅡ長波光反應短波光反應反應中心色素P700 P680NADP+的還原水的光解和放氧作用

反應類型

供Cytb6/f電子產生H+（囊腔）（一）光系統(tǒng)2021/3/1029P155定位組成作用---光合膜---電子傳遞體---傳遞電子1.概念（二）光合鏈2021/3/1030PSII（H2O→PQ）Cytb6f(PQ→PC)PSI(PC→NADP+)2.組成膜上（內）移動PQ（PSII→Cytb6f）PC（Cytb6f→PSI）Fd（PSI→NADP+

）固定在膜上PQPQH22e+2H+-2e-2H+2021/3/10313.“Z”鏈特點

PSI和PSII串聯(lián)電子H2O→NADP+二處逆電勢梯度PQ穿梭(ΔμH+)

2021/3/1032（三）水的光解和放氧

P156----希爾反應2H2O*+2A2AH2+O2*

光葉綠體氧化劑2021/3/1033（四）光合磷酸化條件--光下部位--葉綠體原料--ADP+Pi產物--ATP1．概念P158非環(huán)式光合磷酸化環(huán)式光合磷酸化假環(huán)式光合磷酸化2．類型驅動力---ΔμH+

2021/3/1034類型組成