植物的光合作用1

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1、第四章光合作用Chapter4PhotosynthesisinPlant异养（heterophyte）和自养（autophyte）包括：细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用三种类型。植物的碳素同化作用（carbonassimilation）：自养植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物的过程。第一节光合作用的重要性Section1Conceptandsignificanceofphotosynthesis光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。1.Lightenergy→Chemicalenergy2.CO2→CH2

2、O3.H20→O21、光合作用是把无机物变为有机物的重要途径。CO2——7×1011t/year(有机物5×1011t/year)——“绿色工厂”。2、光合作用是一个巨大的能量转换过程。3×1021J/year。3、光合作用能维持大气中O2和CO2的相对平衡。温室效应(Greenhouseeffect)温室气体(Greenhousegases)——CO2及甲烷。“地球上最重要的化学反应”—诺贝尔奖评语生命科学重大理论问题。与当今人类面临的粮食、能源、资源和环境问题密切相关。光合作用过程非常复杂，比细胞呼吸还要复杂。该领域已有多位诺贝尔奖得主。17世纪，比利时医生Helmont,柳树浇水5年

3、后长到75kg，土壤减少了60kg.100年后，1771英国牧师Priestley，植物让密封玻璃瓶中蜡烛继续燃烧、小鼠能活下去。25年后，荷兰医生Ingenhousz发现上面实验成败取决与“光”CO2+H2O+Light(CH2O)+O21905年，英国植物生理学家Blackman提出光合作用两个阶段：光反应，暗反应（碳反应）；低于35度光合作用强。20世纪30年代，Niel光合细菌；Hill发现Hill反应。表明光和作用释放的氧气来自于水。20世纪50年代，NADP+还原酶和光合磷酸化作用的发现。O2的来源？H2O+CO2→CH2O+O2绿硫细菌和紫硫细菌利用H2S为H源，进行光合作用

4、：2H2S+CO2→CH2O+H2O+2SRobertHill(英)：离体叶绿体及其碎片在强氧化剂（e受体，如Fe3+）溶液中，照光时，可释放O2：2H2O+4Fe3+→4H++O2+4Fe2+用18O标记H2O，释放出18O2：2H2*O+CO2→CH2O+H2O+*O2表明：光合作用本质上是H2O被氧化、CO2被还原的反应。从能量角度可把光合作用划分为3阶段光能的吸收、传递和转换为电能：原初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活跃的化学能转变为稳定的化学能：C的同化二、叶绿体及叶绿体色素Chloroplastanditspigments一、叶绿体的结构

5、和成分二、光合色素的化学特性三、光合色素的光学特性四、叶绿素的形成一、叶绿体的结构和成分外膜：双层，选择性通透，使叶绿体成为独立的亚细胞单位基质（间质）：不定型凝胶状，含丰富的酶、核酸、嗜饿体、核糖体、淀粉粒等类囊体：由膜构成的囊状结构基粒类囊体(基粒片层)*所有的光合色素均位于类囊体膜上。*每个类囊体的膜围成一个腔，腔内充满水和盐类。Thephotographofchloroplastunderelectronicmicroscope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。20～200/cell。Chloroplast:structureandfunction被膜

6、(envelop)类囊体(thylacoid)叶绿体(Chloroplast）外被膜—permeability内被膜—selectivepermeability(H2O,O2,CO2—Free;Pi,TP,aa--Transporters)膜—光合色素、光合链——原初反应、电子传递和光合磷酸化（光合膜photosyntheticmembrane）腔—光合放O2间质（stroma）——光合碳循环酶（Rubisco),CO2固定(同化);DNA，RNA，核糖体70S——部分遗传自主苏云金芽孢杆菌Bt晶体毒素蛋白基因是最早被利用的杀虫基因。叶绿体的起源---内共生学说叶绿体的发育光暗光原质体前质

7、体光合色素叶绿素(Chlorophyll):Chla,b,c,d类胡萝卜素(Carotenoids):胡萝卜素&叶黄素藻胆素(Phycocobilins)藻类光合色素所有的叶绿素和类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中二、光合色素的化学特性(1)Chlorophylls1卟啉环头部：*4个吡咯环，其中心1个Mg与4个环上的N配位结合。*带电，是发生e跃迁和氧化还原反应的位置。*呈极性，亲水，与类囊体膜上的蛋白结合2双羧酸尾部：*