3第三章 植物的光合作用

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講授內(nèi)容和目標(biāo)：

把握植物光合作用的概念和生理基礎(chǔ)，了解葉綠體色素的結(jié)構(gòu)組成和生理作用。了解環(huán)境因素同植物光合作用之間的關(guān)系，了解植物光合作用在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

重點(diǎn)突出介紹光合作用的機(jī)理和研究方法。

學(xué)時(shí)分派：6學(xué)時(shí)。具體內(nèi)容：

光合作用的定義：太陽光能

CO2+H2O=====（CH2O）+O2綠色細(xì)胞

綠色植物利用太陽光能同化二氧化碳和水成為有機(jī)物質(zhì)并蓄積太陽光能的過程。

第一節(jié)光合作用的重要性1.合成有機(jī)物質(zhì)

光合作用是地球上規(guī)模最大的有機(jī)物質(zhì)的合成過程。l每年同化2×1011t碳素。浮游植物同化40%，陸地植物同化60%。

為人類和動(dòng)物界提供最終的食物來源。

為人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供原料：棉花、木材、石油、橡膠等。

2.蓄積太陽光能

植物在合成有機(jī)物質(zhì)的同時(shí)將太陽光能儲(chǔ)存到了有機(jī)化合物中。每年儲(chǔ)存的太陽光能有3×1021J。為人類的生存提供能源：

–生命活動(dòng)的能源——食物。–煤炭、石油的能源。–沼氣、柴草等

3.生態(tài)平衡

大氣CO2的平衡：

二氧化碳是溫室氣體，其濃度的增加可以使地球的溫度增加。大氣氧氣的平衡：

–氧氣是一切需氧生物生存的必需條件。–氧氣是臭氧層形成的基礎(chǔ)。

其次節(jié)葉綠體及葉綠體色素

葉片是光合作用的主要器官，葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的主要細(xì)胞器。葉綠體色素是植物進(jìn)行光合作用吸收光能的主要物質(zhì)。一.葉綠體的結(jié)構(gòu)和成分

1.葉綠體的外部形態(tài)

高等植物的葉綠體大多數(shù)呈圓形，直徑3~6mm，厚2~3mm。每平方毫米葉片含有3×107~5×107個(gè)葉綠體。2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)

外被——葉綠體膜，外膜、內(nèi)膜。基質(zhì)基粒嗜鋨滴

類囊體：基粒類囊體基質(zhì)類囊體

（二）葉綠體的成分

水分75%，干物質(zhì)25%。在干物質(zhì)中：蛋白質(zhì)30%~45%，脂類20~40%，保存物質(zhì)（淀粉等）10~20%，灰份10%，少量的其它成分。

二.光合色素

定義：存在于葉綠體中在光合作用中參與光能的吸收和傳遞的色素。（一）葉綠素chlorophyll

是一類含鎂的卟啉化合物。有chla、chlb、chlc、chld等多種。分子式：

葉綠素aC55H72O5N4Mg葉綠素bC55H70O6N4Mg分子結(jié)構(gòu)：

2.吸收光譜

葉綠素分子的激發(fā)狀態(tài)：

3.熒光和磷光熒光：

處于第一單線態(tài)的電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光。磷光：

處于三線態(tài)的電子向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光。

（二）類胡蘿卜素Carotenoid1.胡蘿卜素carotene

不飽和的碳?xì)浠衔铮篊40H56。

1）結(jié)構(gòu)式：

2）胡蘿卜素吸收光譜

3）生理作用

吸收光能參與光合作用；保護(hù)葉綠素不被光氧化。2.葉黃素xanthophyll

是胡蘿卜素衍生的醇類，胡蘿卜醇carotenol。C40H56O2

1）結(jié)構(gòu)式：

3）生理作用

吸收光能參與光合作用；保護(hù)葉綠素不被光氧化。（三）藻膽素Phycobilin

藻膽素是紅藻、藍(lán)藻等藻類中參與光能吸收的色素，尋常與蛋白質(zhì)結(jié)合成為藻膽蛋白(phycobiliprotein)。分為藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白。

1、分子結(jié)構(gòu)：由生色團(tuán)和蛋白質(zhì)組成，溶于稀鹽溶液和水。其中藻膽蛋白的生色團(tuán)：藻紅蛋白的生色團(tuán)與藻藍(lán)蛋白的生色團(tuán)

2、吸收光譜

3、生理功能吸收光能參與光合作用。第三節(jié)光合作用的機(jī)理引言

CO2+H2O=====（CH2O）+O2-

光反應(yīng)：在光下進(jìn)行的由光所直接引起的反應(yīng)。暗反應(yīng)：在暗處進(jìn)行的不需要光的反應(yīng)。

從能量轉(zhuǎn)化的角度的進(jìn)一步研究說明，光合作用分為三部分：光能的吸收傳遞和轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能

活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)