金識源專高中生物第五章第四節(jié)能量之源光與光合作用素材必修1doc

本文格式為Word版，下載可任意編輯——金識源專高中生物第五章第四節(jié)能量之源光與光合作用素材必修1doc第5章第4節(jié)1.光合色素及其化學(xué)布局在葉綠體內(nèi)，類囊體膜上的色素可以分為兩類一類具有吸收和傳遞光能的作用，包括絕大多數(shù)的葉綠素a，以及全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素；

另一類是少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a，這種葉綠素a能夠捕獲光能，并將受光能激發(fā)的電子傳送給相鄰的電子受體。在類囊體膜中，上述色素并非散亂地分布著，而是與各種蛋白質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物，共同形成稱做光系統(tǒng)的大型復(fù)合物（圖17）。

在葉綠素的分子布局（圖18）中有一個卟啉環(huán)，卟啉環(huán)的中間結(jié)合了一個鎂原子。卟啉環(huán)具有雙鍵和單鍵交織的網(wǎng)絡(luò)布局，使葉綠素分子對確定波長內(nèi)的光具有較強的吸收才能。葉綠素分子還具有一個長的疏水性尾部，有利于葉綠素穩(wěn)定地分布在類囊體膜中。胡蘿卜素是含有11個碳碳雙鍵的化合物，有12種同分異構(gòu)體，常見的是β-胡蘿卜素，葉黃素那么是β-胡蘿卜素的衍生物。

2.光合色素將能量搜集到回響中心光系統(tǒng)由捕光系統(tǒng)和光回響中心組成。其中，捕光系統(tǒng)又被形象地稱做天線，它由數(shù)百個葉綠素等色素分子組成。這些色素分子有序地排列，使捕獲的光能能夠從一個葉綠素分子傳遞給另一個葉綠素分子，并最終將能量搜集到光系統(tǒng)的回響中心?；仨懼行氖怯傻鞍踪|(zhì)和一對特殊的葉綠素分子組成的跨膜復(fù)合體。在這個復(fù)合體中，能量被捕獲并用于激發(fā)這對特殊的葉綠素分子中的電子。受激發(fā)的電子被急速傳遞給相鄰的電子受體，失去電子的葉綠素分子在相關(guān)酶的作用下，獲得水中氧元素的電子而恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，水被氧化成氧氣，并釋放出H。

3.受激發(fā)的電子沿光合鏈傳遞，電子傳遞驅(qū)動ATP和NADPH的合成從回響中心葉綠素分子中激發(fā)的電子，沿著類囊體膜中的一系列電子傳遞體轉(zhuǎn)移，組成光合鏈。光合鏈中能量的變化有兩次起落，涉及兩個光系統(tǒng)。從圖19的左方看，光系統(tǒng)Ⅱ（由于歷史的理由而被誤稱為光系統(tǒng)Ⅱ）的色素吸收光能以后，產(chǎn)生一個高能電子，并將高能電子傳送到電子傳遞體Q（質(zhì)體醌），傳遞到Q上的高能電子就猶如接力賽跑中的接力棒一樣，依次傳遞給細胞色素bf復(fù)合物（由細胞色素蛋白和血紅素基團組成的復(fù)合物）、質(zhì)體藍素（一種分子量較小的含銅蛋白質(zhì)）。電子傳遞驅(qū)動類囊體膜內(nèi)的質(zhì)子泵，在類囊體膜的兩側(cè)建立了質(zhì)子梯度。利用建立起的質(zhì)子梯度，類囊體膜上的ATP合成酶合成了ATP。光系統(tǒng)Ⅱ回響中心的色素失去電子后那么由水中氧元素獲得電子，水那么被分解成氧氣和質(zhì)子。這種由光照引起的電子傳遞與磷酸化作用相偶聯(lián)而生成ATP的過程稱為光合磷酸化。圖19電子傳遞鏈類似于光系統(tǒng)Ⅱ，光系統(tǒng)Ⅰ的色素吸收光能以后，產(chǎn)生一個高能電子，傳送到鐵氧還蛋白（一種分子量較小的含有鐵硫中心的蛋白質(zhì)），光系統(tǒng)Ⅰ回響中心的葉綠素所失去的電子那么由質(zhì)體藍素所傳遞的電子補充，激發(fā)的電子結(jié)果到達NADP，生成NADPH。至此，光合作用形成了恢復(fù)力強大的物質(zhì)NADPH和高能物質(zhì)ATP，為二氧化碳的固定和恢復(fù)打下了根基。

4.二氧化碳的固定和恢復(fù)二氧化碳的固定和恢復(fù)是在葉綠體的基質(zhì)中舉行的，主要通過卡爾文循環(huán)。由于卡爾文循環(huán)的最初產(chǎn)物是3磷酸甘油酸（PGA），是含3個碳原子的化合物，因此又稱三碳循環(huán)。首先，二氧化碳與1，5-二磷酸核酮糖（RUBP）結(jié)合，再加上水，生成2分子的3-磷酸甘油酸。這一回響是由葉綠體基質(zhì)中的核糖二磷酸羧化氧化酶催化的。在ATP和NADPH的參與下，3-磷酸甘油酸進一步被恢復(fù)為3-磷酸甘油醛。一片面3-磷酸甘油醛經(jīng)過一系列生化回響，重新生成1，5-二磷酸核酮糖，維持卡爾文循環(huán)，另一片面被運入細胞質(zhì)（圖20），急速轉(zhuǎn)化為葡萄糖-1-磷酸和果糖-6-磷酸。這兩者經(jīng)過進一步的轉(zhuǎn)化，形成磷酸蔗糖并經(jīng)過水解而變成蔗糖。葉綠體中的3-磷酸甘油醛主要被轉(zhuǎn)化為淀粉。這些淀粉可以暫時儲存在葉綠體的基質(zhì)中，然后水解成葡萄糖，