光合作用与生物固氮1

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1、第二章光合作用与生物固氮第一节光合作用CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体一、光合作用的细胞器——叶绿体高等植物的叶绿体多呈扁平的椭圆形,直径约3～6μ,厚约2～3μ.阴叶大于阳叶。20～200个叶绿体/细胞叶绿体在不同光强下的运动：低光下扁平面向光排列，高光强下窄面向光，作避光性排列。弱光强光第一节光合作用电子显微镜下的叶绿体超微结构1、叶绿体结构和发育第一节光合作用叶绿体模拟图第一节光合作用类囊体膜上光合作用复合体分布示意图第一节光合作用第一节光合作用第一节光合作用叶绿体的发育光暗光原质体前质体第一节光合作用光合色

2、素(三大类)叶绿素类(chlorophylls),Chla,Chlb,Chlc,Chld,Chle和细菌叶绿素a,b等类胡萝卜素类(carotenoids),胡萝卜素(carotene)叶黄素(xanthophyll)藻胆素:藻蓝素(phycocyanobilin)藻红素(phycoerythrobilin)。2、光合色素及其光学性质第一节光合作用叶绿素空间结构示意图第一节光合作用(1)叶绿素吸收光谱ab400500600700Waverlength(nm)RelativeabsorbtanceChl吸收光区,红光区(640-

3、660nm),蓝紫光区(410-470nm)。第一节光合作用类胡萝卜素吸收蓝紫光部分。Waverlength(nm)Relativeabsorbtance第一节光合作用第一节光合作用(2)叶绿素合成与环境a、光照原叶绿素酸酯→叶绿素酸酯，叶绿体发育。缺光黄化。b、温度秋天黄叶,早春嫩芽。c、矿质营养。N、Mg——成分Fe、Mn、Zn、Cu——酶活化剂。第一节光合作用二、光合作用的全过程光能转化为电能——原初反应光反应电能转变为活跃的化学能（ATP、NADPH）——电子传递和光合磷酸化暗反应：活跃的化学能变为稳定的化学能——碳同

4、化。第一节光合作用第一节光合作用1、光能转化为电能——原初反应原初反应包括光能的吸收,传递和光化学反应。A、光能吸收第一节光合作用光子能量：光合色素能级差：第二单线态(E2)第一单线态(E1)基态（E0）hh三线态吸收兰紫光吸收红光发射荧光发射磷光叶绿素电子云能级及激发和发射光示意图激发能的传递或光化学反应第一节光合作用PDAhh光合单位PDA——作用中心色素（P），原初电子供体（D）和原初电子受体（A）外围为天线色素第一节光合作用B、光能传递：第一节光合作用聚光色素或天线色素——只起吸收和传递光能,不进行光化学反应的

5、光合色素，全部Chlb和类胡萝卜素,大部分Cha。作用中心色素——吸收光或由集光色素传递而来的激发能后,发生光化学反应引起电荷分离的特殊状态的Cha.第一节光合作用光能通过诱导共振在不同光合色素间的传递，能量逐步下降。h第一节光合作用C、光化学反应：是指反应中心色素分子受光激发引起的氧化还原反应。(P，pigment),(A,accepter)、(D,Donor)组成。第一节光合作用hDPADP*ADP+A—D+PA—PDAhh光合单位PDA——用中心色素（P），原初电子供体（D）和原初电子受体（A）外围为天线色素第一

6、节光合作用2、电能变为活跃的化学能（ATP和NADPH）——电子传递与光合磷酸化。第一节光合作用（1）电子传递光系统Ⅰ（PSⅠ)。PSI的作用中心色素是P700;原初电子供体（D）——PC（;原初电子受体（A）——A0叶绿素;最终推动NADPH形成。第一节光合作用PSI的结构模型第一节光合作用PSI作用中心复合体电子载体的排列图光系统Ⅱ(PSⅡ)。PSⅡ的作用中心色素是P680。原初电子供体（D）——Z（Tyr残基）原初电子受体（A）——Pheo（去Mg叶绿素）PSⅡ的功能常与放O2相联系。第一节光合作用PSII作用中心的结构

7、模型第一节光合作用第一节光合作用P700-1.2-0.8-0.4-0.00.40.81.2MnH2OO2+H+ZP680P680PhQAQBPQFe-SCytfPC*P700*A0A1FXFBFAFdFNRNADP光合电子传递Z字方案图hh第一节光合作用在“Z”链的起点,H2O是最终的电子供体;在“Z”链的终点,NADP+是电子的最终受体。在整个链只有两处(P680→P680*,P700→P700*)是逆氧化还原电位梯度,需光能推动的需能反应。第一节光合作用水光解与氧释放。Hill(希尔)反应(1937)。离体叶绿体(类囊

8、体)加到有适宜氢受体(A)的水溶液中,照光后即有O2放出,并使氢受体(A)还原。2H2O+4Fe3+光4Fe2++2H++O2类囊体第一节光合作用特点：在光下放O2稳定，在暗适应后放O2波动。闪光放氧动力学第一节光合作用第3,7,11,15……隔4次闪光出现一放氧高峰。放氧复