生物化学--光合作用课件.pptVIP

共产党员在政府工作中，应该是十分廉洁、不用私人、多做工作、少取报酬的模范。共产党员在民众运动中，应该是民众的朋友，而不是民众的上司，是诲人不倦的教师 7.2 光合作用 光反应 + Calvin 循环(“暗反应”) ATP NADPH Aerobic metabolism of animals 光合作用：绿色植物、光合细菌或藻类等将光能转变成化学能的过程，即利用光能，由CO2和H2O合成糖类化合物并释放出氧气的过程，称为光合作用。 光合作用的总反应式可表示如下： 7.2.1 叶绿体及光合色素1．叶绿体 植物的绿色部分含有叶绿体，叶绿体内含有叶绿素等光合色素，是绿色植物进行光合作用的场所。 叶绿体由外膜和内膜组成，内外膜之间有间隙。 膜内为基质，包含有许多可溶性酶，是进行暗反应的场所。 基质内还分布着具有膜结构特点的片层状类囊体。类囊体含有大量可进行光反应的光合色素。 基质 类囊体 外膜 内膜 类囊体内 Dark reaction (Light reaction) 叶绿体基粒 薄片 CO2 + H2O → (CH2O) + O2 light 叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体内有三种膜(外膜、内膜和类囊体膜) 和三个被隔开的独立空间 (膜间隙、基质类囊体空间) 叶绿体在许多方面与线粒体类似! 2．叶绿素 叶绿素是绿色植物叶绿体中吸收光能的主要组分，结构与血红素相似。 包括叶绿素a和叶绿素b。其它的光合色素是类胡萝卜素等。光合细菌和藻类中还含有叶绿素c和藻胆色素等。 叶绿素是一类含镁的卟啉衍生物，带羧基的侧链与一个含有20个碳的植醇形成酯。叶绿素a与b之间的差别在于吡咯环上的一个基团不同。 叶绿素不溶于水，能溶于有机溶剂。叶绿素分子是一个大的共轭体系，在可见光区有很强的吸收。不同的叶绿素分子，它们的特征吸收也不相同：叶绿素a为 680 nm, 叶绿素b为 460 nm。 叶绿素在结构上与血红素相似，只是在共轭环中心被配位的是镁而不是铁 吸收光的共轭体系 The peak molar absorption coefficient of chlorophylls is among the highest observed for organic compounds. 类胡萝卜素类(Carotenoids)在类囊体膜上作为辅助色素吸收光. 共轭多烯是吸收光的部位 叶黄素 ?-胡萝卜素 含有11个共轭双键 ?-胡萝卜素衍生的二元醇 7.2.2 光合作用机制 绿色植物的光合作用由光反应和暗反应组成。 光反应是光能转变成化学能的反应, 即植物的叶绿素吸收光能进行光化学反应，使水分子活化分裂出O2、H+和释放出电子，并产生NADPH和ATP。即光合磷酸化反应和水的光氧化反应。 暗反应为酶促反应，由光反应产生的NADPH在ATP供给能量情况下，使CO2还原成简单糖类的反应。即二氧化碳的固定和还原反应。 光反应过程由光系统I (PS I) 和光系统II (PS II) 共同完成的。 PS I 和PS II又被称为光反应中心。所有放氧的光合细胞中，叶绿体的类囊体膜中都包含有PS I 和PS II。 1．光反应（1）光反应系统 ? 光系统II (PS II) 捕获光能的复合体： 即天线色素, 是由大约200个叶绿素分子、50个类胡萝卜素分子以及12条多肽链等组成的跨膜复合物。 功能：吸收光能，把吸收的激发子再传递给P680。 反应中心：含有20多个蛋白亚基，2个脱镁叶绿素，50个叶绿素a，以及质体醌（在结构和功能和泛醌相似）等电子供体和受体。由于反应中心在波长680 nm 处有最大吸收，又称为P680 。 功能：由天线色素吸收的光能以激发能形式转移入反应中心，并产生一种强氧化剂和一种弱还原剂。 产生氧的复合体:外在膜蛋白，含有能促进水裂解的蛋白（含有Mn2+离子）等。 功能：反应中心产生的强氧化剂在水裂解酶摧化下，将水裂解成氧和电子。这种高能电子是推动暗反应的动力。 质体醌得失电子情况 ? 光系统I (PS I) PS I是一个跨膜复合物，由13条多肽链及200个叶绿素、50个类胡萝卜素以及质体蓝素（简写为PC）和铁氧还蛋白（简写为FD）等组成。 PS I 的反应中心含有130个叶绿素a，它的最大吸收波长为700 nm，所以又称为P700。 Fd是一种水溶性蛋白，含有一个Fe2S2中心。 PS I 在波长为700 nm的光照下被激活，产生一种强还原剂和一种弱氧化剂。强还原剂在铁氧还蛋白作用下，生成NADPH，是暗反应的主要还原剂。PS I产生的弱氧化剂和PS II产生的弱还原剂作用与合成ATP。 ? 细胞色素bf复合物 一个大的多聚蛋白质，在结构