植物生理學(xué)光合作用課件

植物生理學(xué)光合作用課件

光合作用的定義、意義和度量指標(biāo)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(guò)程了解光呼吸的定義、細(xì)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(chǎn)量形成的關(guān)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(chǎn)物400---700nmCO2

和H2O有機(jī)物和O2CO2H2OO2有機(jī)物2021/3/104總反應(yīng)式：氧化還原反應(yīng)本質(zhì)：1.H2O被氧化為O2

2.CO2被還原到糖3.光能的吸收特點(diǎn)：光推動(dòng)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(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物2、把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能3、維持大氣O2與CO2的相對(duì)平衡綠色工廠空氣凈化器能量轉(zhuǎn)換站2021/3/106三、光合作用的度量

P1821、光合速率（光合強(qiáng)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(chǎn)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(zhì)控制物質(zhì)進(jìn)出（光合膜）吸收、傳遞、轉(zhuǎn)變光能同化CO2（基質(zhì)）蛋白質(zhì)，脂類等酶，水，核酸等光合色素，蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)，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(yīng)中心色素

功能吸收、傳遞光能吸收、轉(zhuǎn)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(lán)綠色）

Chlb（黃綠色）化學(xué)結(jié)構(gòu)：雙羧酸酯極性，親水與類囊體膜蛋白結(jié)合共軛雙鍵

卟啉環(huán)頭部葉綠醇尾部羧基與葉綠醇結(jié)合非極性，親脂插入類囊體的疏水區(qū)CH3CHO吸收、傳遞光能轉(zhuǎn)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(xué)結(jié)構(gòu)：不飽和碳?xì)浠衔锼妮疲ü曹楇p鍵）對(duì)稱紫羅蘭酮環(huán)疏水、親脂作用：吸收、傳遞光能；保護(hù)作用2021/3/1013光合色素葉綠素類胡蘿卜素結(jié)構(gòu)雙羧酸酯不飽和碳?xì)浠锓N類ChlaChlb胡蘿卜素葉黃素顏色藍(lán)綠黃綠橙色黃色特點(diǎn)CH3CHOOH作用吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換光能吸收、傳遞光能；保護(hù)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(xué)特性

P148

2021/3/1015類胡蘿卜素的吸收光譜:400-500nm(藍(lán)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(xué)反應(yīng)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(jìn)入第一三線態(tài)光化學(xué)反應(yīng)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(fèi)?。ɑ铙w）2021/3/1018吸收光譜---熒光與磷光現(xiàn)象---光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)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(zhì)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(jī)理

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

電能活躍的化學(xué)能

活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能

光反應(yīng)暗反應(yīng)2021/3/1023光能傳遞概念：P152一、原初反應(yīng)光能吸收光能轉(zhuǎn)換場(chǎng)所：光合膜特點(diǎn)：速度快，需光起點(diǎn)2021/3/1024光合單位P152每吸收與傳遞一個(gè)光子到反應(yīng)中心完成光化學(xué)反應(yīng)所需起協(xié)同作用的色素分子250-300個(gè)聚光色素分子1個(gè)反應(yīng)中心色素分子2021/3/1025反應(yīng)中心

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

·A

→＋－D

·P·A

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

場(chǎng)所：光合膜特點(diǎn)：受光促進(jìn)，不受溫度影響NADPH+H+

ATP同化力eeeeD·P·A－＋2021/3/1028光反應(yīng)由兩個(gè)光系統(tǒng)接力進(jìn)行結(jié)論：PSⅠPSⅡ長(zhǎng)波光反應(yīng)短波光反應(yīng)反應(yīng)中心色素P700 P680NADP+的還原水的光解和放氧作用

反應(yīng)類型

供Cytb6/f電子產(chǎn)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(nèi)）移動(dòng)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(diǎn)

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

2021/3/1032（三）水的光解和放氧

P156----希爾反應(yīng)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(chǎn)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(qū)動(dòng)力---ΔμH+

2021/3/1034類型組成