植物生理学---光合作用.pptVIP

医学课件 医学课件 类囊体膜上的其他超分子蛋白复合体 除了PSⅠ和PSⅡ外，近年来还从叶绿体类囊体膜分离出另外两种复合体，即细胞色素复合体和ATP酶复合体。 细胞色素复合体含有细胞色素b6、细胞色素f及铁硫蛋白。 医学课件 在光合链中，既可传递电子，又可传递质子，其氧化还原反应：氧化还原电位约为0.1伏。氧化型的PQ从类囊体膜的靠外一侧接受电子，并与膜外质子结合，尔后向内扩散，在膜内侧被细胞色素f氧化，交出电子，同时把质子释放到膜内腔。即伴随PQ氧化和还原作用，使质子从膜外横渡膜进入膜内腔。这种质子的移动与光合磷酸化有关。 质体醌，一种苯醌的衍生物。醌环上联2个甲基，一侧链联着不同数目的异戊二烯单位。植物体中有几种PQ，区别是异戊二烯单位数目不同。叶绿体中最多的是PQ9。 医学课件 ATP酶复合体 ATP酶复合体也称为偶联因子复合物（CF1-CF0）。偶联因子CF1是将光合电子传递与磷酸化相偶联的类囊体膜的表面蛋白；当其与嵌入在类囊体膜的内在蛋白CF0组装成CF1-CF0时，则称为偶联因子复合物。CF0是一种疏水性蛋白，是H＋透过膜的通道。 医学课件 叶绿素三维结构 四个吡咯环通过四个甲烯基连接成的卟啉环 医学课件 医学课件 2. 类胡萝卜素（carotenoids） 高等植物叶绿体中类胡萝卜素有两种：胡萝卜素（carotene）和叶黄素（xanthophyll）； 类胡萝卜素不溶于水，溶于有机溶剂； 颜色：胡萝卜素是橙黄色；叶黄素是黄色； 结构： 医学课件 两种类胡萝卜素结构区别 C40H56 C40H56O2 医学课件 叶绿素的理化性质 溶解特性：含有长的叶醇烃链，具脂溶性 皂化反应：叶绿素是二羧酸酯 取代反应：卟啉环中的镁不稳定，可被质子取代——去镁叶绿素，进而可形成铜代叶绿素 医学课件 三、叶绿素的光学特性 医学课件 叶绿体色素吸收光波后所呈现的吸收光谱。 医学课件 医学课件 叶绿素的吸收光谱chla：430nm、 663nm；chlb：453nm、 645nm 医学课件 类胡萝卜素只在蓝紫光区有强吸收，且范围较宽（400~500nm），故呈黄色。 医学课件 叶绿素的荧光现象和磷光现象 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，反射光下呈红色 磷光现象：叶绿素溶液当去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光 第二单线态 第一单线态 三线态 吸收蓝光 吸收红光 荧光 热 磷光 热 能量 基态 E0 医学课件 荧光现象和磷光现象 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈翠绿色，在反射光下呈棕红色的现象。 医学课件 四 叶绿素的形成 活体内叶绿素代谢旺盛 叶绿素的生物合成途径 影响叶绿素形成的条件 光照 温度 营养元素 氧 水分 叶色和叶绿素含量是反映植物植物营养和生长状况的一个灵敏指标 医学课件 叶绿素的生物合成 叶绿素生物合成的途径 谷氨酸 α-酮戊二酸 二氧戊酸 胆色素原 卟啉原 类卟啉原 Mg-原卟啉 Mg 叶绿素酸酯 叶绿素a 原脱植基叶绿素 光 医学课件 ★ ★ ★影响叶绿素生物合成的因素 最重要的是植物自身的遗传因素 （1）光照：叶绿素生物合成以及叶绿体片层膜系统发育的必需条件。 （2）温度：影响参与叶绿素生物合成酶系的活性。 （3）氧气：通过影响呼吸作用而影响叶绿素合成所需的能量（ATP）。 （4）矿质元素：缺乏N、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn等元素时植物会表现出缺绿症。 （5）水分：缺水抑制叶绿素的合成，加速分解，导致叶片失绿。 其他：叶绿素自身代谢受营养状况影响。 医学课件 §3 光合作用的机理 光合作用包括三大反应步骤 1 原初反应：包括光能的吸收，传递和转换过程，把光能转变为电能 2 电子传递与光合磷酸化：将电能转化为活跃的化学能，生成ATP、NADPH 3 碳同化：利用ATP、NADPH，同化CO2生成碳水化合物，把活跃的化学能转变为稳定的化学能并贮存起来 医学课件 光合作用包括两大反应过程 光反应: 是必须在光下才能进行的，由光所引起的光化学反应，包括原初反应、光合电子传递和光合磷酸化两大步骤；在基粒类囊体（光合膜）上进行。 暗反应: 是在暗处（也可以在光下）进行的，由若干酶所催化的酶促反应，主要是碳同化反应，在叶绿体间质（叶绿体的可溶部分）中进行。 医学课件 光合作用能量转变概况 能量转变 能量载体 能变过程 反应部位 反应属性 光能 电能 活跃化学能 稳定化学能 光量子 电子 ATP NADPH 糖等有机物 原初反应 电子传递 光合磷酸化 碳同化 基粒类囊体 基粒类囊体 叶绿体间质 光反应 光反应 暗反应 医学课件 医学课件 一、原初反应