第三课光合作用.doc

第三章 光合作用 第一节 光合作用的重要性（Importances of photosynthesis） 绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用（photosynthesis）。 光合作用的重要性，可概括为下列3个方面： 把无机物变成有机物，2、蓄积太阳能量，3、环境保护 第二节 叶绿体及光合作用色素(chloroplast and chloroplast pigments) ) 叶片是进行光合作用的主要器官，而叶绿体是进行光合作用的主要细胞器。 一、叶绿体的结构和成分 （一）叶绿体的结构(Struture of chloroplast) 在电子显微镜下：叶绿体膜（外膜和内膜）；基质；类囊体（grana：）基粒类囊体，基质类囊体。 光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体膜亦称为光合膜。 （二）叶绿体的成分 叶绿体约含75%的水分。 在干物质中，蛋白质、脂类、色素、矿质元素、核苷酸 叶绿体是进行光合作用的主要场所，许多反应都要有酶参与. 二、光合色素的化学特性 高等植物的光合色素有2类：叶绿素和类胡萝卜素，排列在类囊体膜上。 （一）叶绿素 （chlorophyll） 叶绿素中主要有叶绿素a和叶绿素b两种。它们不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂。在颜色上，叶绿素a呈蓝绿色，而叶绿素b呈黄绿色。叶绿素是叶绿酸的酯。叶绿酸是双羧酸，其中的两个羧基分别与甲醇（CH3OH）和叶绿醇（phytol，C20H39OH）发生酯化反应，形成叶绿素。 （二）类胡萝卜素 （carotenoid） 叶绿体中的类胡萝卜素有两种，即胡萝卜素和叶黄素（或胡萝卜醇）。类胡萝卜素也有收集和传递光能的作用，除此之外，还有防护叶绿素免受多余光照伤害的功能。 三、光合色素的光学特性(Optics characteristic of photosynthetic pigments) （一）吸收光谱（absorption spectrum） 叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在波长为640～～,这种光称为磷光。磷光的寿命较长（10-2s）. 四、叶绿素的形成 （一）叶绿素的生物合成(Biosynthesis of chlorophyll) 谷氨酸（或α—酮戊二酸） “诱导共振”方式传递的。 光合反应中心是指在类囊体中进行光合作用原初反应的最基本的色素蛋白结构。光合反应中心至少包括光能转换色素分子、原初电子受体和原初电子供体。高等植物的最初电子供体是水，最终电子受体为NADP。 光能转换为电能的过程： D·P·AD·P*·A→D·P+·A-→D+·P·A- 第四节 光合作过程（Ⅱ）：电子传递与光合磷酸化 一、光系统（photosystem） ①红降与双光增益效应 20世纪40年代，以绿藻和红藻为材料，研究其不同光波的量子产额，发现，小球藻在波长为650~680nm的红光和400-460的蓝紫光去量子效率高，。如，用光波大于685nm （远红光）的光照射时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降，这种现象被称为红降~。 双光增益效应(或爱墨生效应)：1957年爱默生等发现，在用远红光（光波大于685nm ）照射条件下，如补充红光（约650nm) ，则量子产额大增，比这两种波长的光单独照射的总和还要多。这种两种光波促进光合效率的现象，叫双光增益现象（爱默生效应）。 所以，光合作用可能包括两个光化学反应串联进行。已从叶绿体分离出两个光系统，分别由两个光系统完成。PSⅠ，吸收长波红光(700nm)和PSⅡ，吸收短波红光(680nm) ②已从叶绿体分离出两个光系统，每一个光系统具有特殊的色素复合体及一些物质。光系统I（简称PSI）的颗粒较小，直径约11 nm，主要分布在类囊体膜的非叠合部分；光系统Ⅱ（简称PSⅡ）的颗粒较大，直径约17.5nm, 主要分布在类囊体膜的叠合部。光合作用的光化学反应就在.这两个光系统中进行。 二、电子传递体及其功能 （一）. 电子传递 1.光合链 两个光系统之间的电子传递（electron transport）由几种排列紧密的电子传递体完成。各种电子传递体具有不同的氧化还原电位，负值越大代表还原势越强，正值越大代表氧化势越强；根据氧化还原电势高低排列，呈“Z”形，电子定向转移，这就是光合作用中非循环电子传递的Z方案。这一系列互相衔接的电子传递，常被称为光合链（photosynthetic chain）。 2.光合电子传递体的组成与功能 ６复合体复合体离体叶绿体，在光下有氢受体存在时，所进行的分解水并放出氧气的反应，称为希尔反应(Hill re