植物生理学 3光合作用.ppt

第三章 光合作用Photosynthesis 12 学时 第三章 光合作用※ 内容提要： 第一节 光合作用的研究历程 第二节 光合作用的概念及生理意义 第三节 叶绿体及光合色素 第四节 光合作用的机制※ 第五节 光合作用的生理生态 第六节 同化物的运输与分配 第七节 光合作用与农业生产 作业6-11 第三章 光合作用 重点： 光合作用的机理及其影响因素； 光能利用率; 同化物运输、分配机制及影响因素。 难点： 光合作用机理。 第三章 光合作用 碳素同化（carbon assimilation）:自养生物吸收CO2 ，将其转变为有机物的过程。包括细菌光合作用和化能合成作用、绿色植物光合作用。 第一节 光合作用的研究历程 与光合作用研究有关的诺贝尔奖成果： 1961，卡尔文循环； 1965，叶绿素的人工合成； 1978，能量转换的化学渗透学说； 1988，细菌光合反应中心三维结构； 1992，电子传递的马库斯理论； 1997，ATP酶催化ATP合成的变构学说。 第一节 光合作用的研究历程 1727，Hales(英国人，最早的西方农业科学家,著有植物之测量)：植物的营养有一部分可能来自于空气； 1771，Priestley(英国人)：以薄荷枝条、燃烧着的蜡烛、小鼠等为材料进行试验，发现绿色植物可以“净化”空气（1776）； 1779，Ingenhousz(荷兰人)：植物只有在光下才能净化空气（1779年定为光合作用的发现年）； 第一节 光合作用的研究历程 1782，Senebier（瑞士人）：CO2是光合作用必需的，O2是光合作用的产物； 1804，Saussure（德国人）：水和CO2参与光合作用，植物释放O2的体积大致等于吸收CO2的体积（第一次定量测定光合作用）； 1864，Sachs（德国人）：光合作用生成有机物（观测到照光的叶片生成淀粉粒）； 第一节 光合作用的研究历程 1939，Hill(英国人,Cambridge University)：发现在有受氢体存在下，光照射叶绿体可以将水分解释放出氧气，同时可将CO2还原为糖（Hill reaction）: 光 CO2 + H2O (CH2O) + O2 叶绿体 第一节 光合作用的研究历程 1941,Ruben Kamen(美国人)：光合作用中释放的氧气来自于H2O（ H218O和C18O2同位素标记实验）： 光 CO2* + 2H2O* (CH2O*) + O2* + H2O* 叶绿体 至此，人们对光合作用的本质有了较深的了解。 第一节 光合作用的研究历程 1957，Calvin、Benson和Bassham(美国人): CO2同化的C3循环 ; 1960，Hill(英国人):光合电子传递链“Z”字形方案； 1960’S，Hatch Slack（澳大利亚人）:CO2同化的C4循环； 至此，已基本了解光合作用的大致过程. 第二节 光合作用的概念及生理意义 一、光合作用的概念 光合作用（photosynthesis）: 绿色植物吸收光能，同化CO2和H2O，制造有机物并释放O2的过程. 光 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 绿色植物 二、光合作用速率的测定方法 第二节 光合作用的概念及生理意义 三、光合作用的重要性 地球上一切生命存在、繁荣和发展的根本源泉。 1、有机物来源：光合作用合成5千亿吨葡萄糖/年； 2、能量来源：光合作用蓄积太阳能3×1021J/年； 3、环境保护：呼吸和燃烧消耗 3.15千亿吨O2/年，而光合释放5.35千亿吨O2/年，吸收2千亿吨CO2/年。 一、叶绿体的结构 叶绿体被膜：双层单位膜，控制代谢物质进出的屏障 基质：光合作用的暗反应场所。主要成分是可溶性蛋白质及其它代谢活性物质。羧化酶约占可溶性蛋白质的50﹪，还有DNA、RNA、核糖体、淀粉体、嗜锇颗粒（叶绿体的脂类仓库）等。 类囊体：基质类囊体、基粒类囊体. 类囊体膜：光合作用的光反应场所,又叫光合膜 类囊体腔：水光解 一、叶绿体的结构 基粒----由2个或更多的类囊体垛叠组成 类囊体垛叠的生理意义： 使捕光机构密集，提高捕光能力，加速光反应。 膜系统是酶的排列支架，膜垛叠形成一个长的代谢传递