第四章光合作用.pptVIP

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光合作用的早期研究 1642年 比利时科学家 Helmont 1779年:荷兰人Ingenhouszv 发现植物只有在光下才能净化 空气,而在黑暗中植物同样可以恶化空气.证明光对 植物是必需的 1782年:瑞士J. Senebier用化学方法证明,CO2是光合作用 必需的,O2是光合作用产物 1804年:N.T.De Saussure进行第一次定量测定,指出H2O参 与光合作用,植物释放O2的体积大致等于CO2的体积 1864年:J.V.Sachs观测到照光的叶片生成淀粉粒,证明光合 作用形成有机物 2.光合反应中心和光合单位 是类囊体上进行光合作用原初反应的色素蛋白结构,基本成分是结构蛋白质和脂类,主要包括原初电子供体(primary electron Donor, D)、光能转换色素分子(P)和原初电子受体(primary electron Accptor, A ) 。 由聚光色素系统和反应中心组成光合单位。约300个左右的色素分子围绕1个反应中心色素组成一个光合单位 3.光化学反应: 原初反应的光化学反应实际就是由光引起的反应中心色素分子与原初电子受体间的氧化还原反应。 最初电子供体 H2O 最终电子受体 NADP+ 原初反应使光系统的反应中心发生电荷分离,产生的高能电子推动着光合膜上的电子传递。 电子传递的结果: ●引起水的裂解放氧以及NADP+的还原; ●建立了跨膜的质子动力势,启动了光合磷酸化,形成 ATP。这样就把电能转化为活跃的化学能。 二、电子传递与光合磷酸化 红降:用波长大于685 nm的光波照射实验材料时,光量子 可被叶绿素大量吸收,但量子产额急剧下降。 双光增益效应:在远红光(波长大于 685nm)条件下,如 补充红光(波长 650nm)则量子产额大增, 比这两种波长的光单独照射时的总和还要大。 这样两种波长的光促进光合效率的现象叫做 双光增益效应或爱默生效应。 1.光合链(photosynthetic chain) 光合链是指定位在光合膜上的,由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道,即电子传递是在两个光系统串联配合下完成的,电子传递体按氧化还原电位高低排列,使电子传递链呈侧写的“Z”形。 (一)电子传递 (1)电子传递链主要由光合膜上的PSⅡ、Cytb6/f、PSⅠ 三个复合体串联组成。 (2)电子传递有二处是逆电势梯度,即P680至P680*,P700 至 P700*,这种逆电势梯度的“上坡”电子传递均由聚光 色素复合体吸收光能后推动,而其余电子传递都是顺电 势梯度进行的。 (3)水的氧化与PSⅡ电子传递有关,NADP+的还原与PSⅠ电 子传递有关。电子最终供体为水,水氧化时,向PSⅡ传 交4个电子,使2H2O产生1个O2 和4个H+ 。电子的最终 受体为NADP+。 (4)PQ是双电子双H+传递体,它伴随电子传递,把H+从类 囊体膜外带至膜内,连同水分解产生的H+ 一起建立类 囊体内外的H+电化学势差,并以此而推动ATP生成。 2.PSⅡ复合体 PSⅡ的生理功能是利用光能,氧化水和还原质体醌,这两个反应分别在类囊体膜的两侧进行,即在腔一侧氧化水释放质子,在基质一侧还原质体醌。 ●PSⅡ复合体的组成与反应中心中的电子传递 聚光色素复合体Ⅱ、核心复合体、放氧复合体等亚单位组成 Pheo QA QB 叶绿体基质 类囊体腔 光系统II电子运转和水的光解 核心蛋白复合体 集光复合体 氢离子 2 4 e- 氢离子浓度高 氢离子浓度低 PQH2可移动 的电子载体 2H+ Cytb6f *水的氧化与放氧 放氧复合体(OEC) ,在PSⅡ靠近类囊体膜腔表面。 3.电子从PSII向PSI的传递 4. PSI的电子运转和NADP+的还原 PSII PSI 叶绿体基质 类囊体腔 光合单位 非循环光合磷酸化和循环光合磷酸化 (二)光合磷酸化 ATP合酶 第三节 碳同化 12NADPH+12H++18ATP+6CO2 C6H12O6+12NADP++18ADP+18Pi 将ATP和NADPH中活跃的化学能,转换为储存在糖类中稳定的化学能,在较长时间内供给生命活动的需要.

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