普通生物学0-光合.ppt

;7.1 光合作用的早期研究 1642年 比利时科学家 Helmont ; 氧气的来源1930年，Stanford大学 Niel细菌光合作用： CO2 + H2S CH2O + S CO2 + H2O CH2O + O2 ;10年后 同位素示踪 CO2 + H218O CH2O + 18O2 证明：在光合作用中，不是CO2而是H2O被光解放出了O2。;7.2 光合自养生物是生物圈的生产者; 叶绿体和光合膜 叶片 叶绿体 分布于叶肉组织 气孔控制着CO2 和O2进出叶绿体的形状类似于一个凸透镜，直径范围为2-7 ?m。叶绿体外包被是双层生物膜，膜内含有称为基质的致密液体，悬浮分布于基质中的是一些膜系统，它们是一系列排列整齐的扁平囊状结构称之为类囊体。部分类囊体相互垛叠在一起像一摞硬币，称为基粒;光合膜 是植物利用光能制造食物分子最重要的场所。; 7.3 光的性质与叶绿素;光子照射到某些生物???子 电子跃迁到更高的能量水平 激发态：; 叶绿素叶绿素分子由碳和氮原子组成 卟啉环与叶醇侧链相连结 叶醇侧链插入到类囊体膜中光合作用的色素主要包括叶绿素a，叶绿素b，胡萝卜素，藻胆素等叶绿素a启动光反应;问题:为什么植物都是绿色的？;不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱 1883年，德国 Engelmann 水绵 丝状绿藻 螺旋带状叶绿体 好氧游动的细菌 棱镜 不同波长的光 向着红光和蓝光区域聚集;分光光度计;7.4 光系统与光反应;光系统 由叶绿素分子及其蛋白复合物、天线色素系统和电子受体等组成的 单位称为光系统。光反应由两个光系统及电子传递链来完成。 光系统I（PSI）含有被称为“P700”的高度特化的叶绿素a分子 光系统II（PSII）含有另一种被称为“P680”高度特化的叶绿素a分子 叶绿素b 胡萝卜素 天线色素复合物吸收或捕获太阳能 传递给P700和P680 反应中心叶绿素分子被激发 放出高能电子; 光系统I中 P700被光能激发 原初电子受体 传给铁氧还蛋白 最终电子受体NADP+ 一个氢质子被结合形成还原型的NADPH 形成电子空穴 光系统II的反应中心P680分子受光激发 电子传递链 原初电子受体\质体醌、细胞色素b6-f复合物和质体蓝素到P700 填充了P700的电子空穴 电子传递时 能量逐渐下降 形成跨膜的质子梯度 导致ATP的形成 在光系统II中被激发后失去电子的P680分子如何再生？水裂解 填补空穴 氧气释放 提供氢质子用以形成NADPH. ;非环路的光合磷酸化途径和电子传递链;环路光合磷酸化 环路 高能电子 原初电子受体、铁氧还蛋白、细胞色素、质体蓝素 氧化型的P700分子 基态 电子的能量逐渐降低 ATP; 光反应小结： 1.叶绿素吸收光能并将光能转化为电能，即造成从叶绿素分子起始的电子流动。 2.在电子流动过程中，通过氢离子的化学渗透，形成了ATP，电能被转化为化学能。 3.一些由叶绿素捕获的光能还被用于水的裂解，又称为水的光解，氧气从水中被释放出来。 4.电子沿传递链最终达到最终电子受体NADP+，同时一个来源于水的氢质子被结合，形成了还原型的NADPH，电能又再一次被转化为化学能，并储存于NADPH中。光合作用的暗反应依赖于光反应中形成的ATP和NADPH。;7.5 暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖的形成;二磷酸甘油醛作为中间产物的代谢;有人幻想和设想：有朝一日，科学家将光合作用机理搞清楚，并将植物光合作用的全套基因转移到人的头发中，在头发中模拟光合作用的过程，那么，只要在人的头上撒点水、再晒晒太阳，在头发中便完成了二氧化碳加水合成葡萄糖的过程，葡萄糖从头发中输送到人体的各部分，吃饭的历史使命便可宣告结束了; 植物生长必须依赖于水、泥土、空气和阳光，在光合作用中，不是CO2而是H2O被光解放出了O2。光合自养生物主要包括植物、蓝细菌和其他光合细菌等。 叶绿体双层膜内含有基质和类囊体，光合作用的色素、光系统和电子传递系统都位于类囊体膜上，光合膜是植物利用光能制造食物分子最重要的场所。 叶绿素a是启动光反应的主要色素，其他色素主要起捕捉和转递光能的作用。叶绿素分子是可以被可见光激发的色素分子，在光子驱动下发生的得失电子反应是光合作用过程中最基本的反应。 光合作用分为光反应和暗反应两大部分。光反应发生在类囊体膜上；暗反应发生