《光合作用》ppt课件

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1、第一章光合作用第一节意义定义绿色细胞吸收光能、同化CO2和H2O，制造有机物并释放O2的过程称光合作用。可以如下方程式表示：CO2+H2O→CH2O+O2第一节意义意义包括把无机物合成为有机物、蓄积太阳能和释放氧气三个方面。光合作用是自然界最重要的化学反应（沈允钢语），而光合作用的能源是几乎取之不尽、用之不竭的太阳能，原料是地球表面最普遍存在的CO2和H2O，于常温、常压下合成了有机物，所以是地球表面最神奇的过程之一。第二节叶绿体及其色素叶绿体结构和成分叶绿体色素的化学特性叶绿体色素的物理特性叶绿体结构和成分一般形态结构成分一般形态高等植物叶绿体形态大体一致，一般为

2、透镜形，直径约3-6微米，厚2-3微米。藻类叶绿体则有带状、网状、星状等。如水绵为长条螺旋状，衣藻为杯状等。结构结构被膜基质片层系统被膜电镜下观察，可见叶绿体被膜为两层膜结构，外层为外被，内层为内被。被膜有控制代谢物质进出的功能，是一个选择性屏障。基质利用现有手段还未观察到基质内更细微的结构，但可见到一些特殊的颗粒。如淀粉粒、核糖体、DNA丝、亲锇颗粒等。淀粉是光合作用产物。核糖体和DNA丝有编码和合成叶绿体自身部分蛋白质的作用，因此叶绿体为半自主性细胞器。亲锇颗粒本质为脂类物质，数量在暗中生长植物中有所增加，但在光照下膜合成时数量减小，所以亲锇颗粒起脂质储库作用。

3、如从叶绿体中分离、提纯亲锇颗粒，可知其主要成分为醌类物质。片层系统电镜下可见片层系统悬浮在基质中，整个片层系统由许多片层组成。每个片层呈自身闭合的囊状结构，故片层亦称类囊体。两个以上片层互相垛叠构成基粒，构成基粒的类囊体称基粒类囊体，或基粒片层。另有一些较大的类囊体同时参与几个基粒的垛叠，把几个基粒连接起来，这样的类囊体为基质类囊体或基质片层。应该注意的是基粒为高等植物细胞所特有，原核细胞因为没有细胞器（光合细菌及蓝绿藻），类囊体分布在整个细胞中。许多藻类虽有叶绿体结构，但无基粒，仅有基质片层平行排列。成分水分脂类蛋白质水分叶绿体含水量为75%-80%脂类脂类物质（

4、包括色素）占干物质的20%-50%，色素单独占8%。脂类物质中，色素负责光能吸收、传递等。糖脂、磷脂和硫脂则是片层膜的结构物质，其中最重要的是糖脂。线粒体膜以磷脂在脂类中含量较高，而叶绿体则以糖脂为主，常见糖脂为单半乳糖甘油双酯、双半乳糖甘油双酯，另有葡萄糖硫酯、磷脂酰甘油等硫脂和磷脂。质体醌也属脂类，它是光合电子传递链的成员。蛋白质蛋白质占干物质30%-50%蛋白质主要分布在片层膜和基质中。片层膜中的蛋白质主要包括目前已经分离出的四种蛋白复合体，分别为PSI、PSII、Cytb/f复合体和ATP合酶复合体等，这些复合体都有复杂的成分，相关内容将在以后讲述。上述复合

5、体在原初反应、电子传递和光合磷酸化中起作用。基质中蛋白质主要为催化碳同化反应的各种酶，其中Rubisco约占基质蛋白总量的50%以上，是地球上最丰富的蛋白质之一。叶绿体色素的化学特性叶绿体色素的结构叶绿体色素的化学性质叶绿素的结构叶绿素分子的头部为四个吡咯环由四个甲烯基连成的卟啉环，环中央有一个镁原子；第四吡咯环上丙酸基与长链脂肪醇叶绿醇成酯，同素环上甲酸基与甲醇成酯，故为双羧酸酯。叶绿素的结构类胡萝卜素的结构β-胡萝卜素分子两端各具一个紫罗兰酮环，中间以共轭双键相连，叶黄素为胡萝卜素衍生的醇类，二者均为具40个碳原子的四萜。类胡萝卜素的结构叶绿体色素的化学性质均为

6、脂溶性叶绿素可发生皂化反应叶绿素卟啉环中镁原子可被铜、锌原子取代叶绿体色素的物理特性吸收光谱荧光和磷光现象吸收光谱吸收光谱荧光和磷光现象激发态第二单线态第一单线态荧光现象三线态磷光现象荧光和磷光现象第三节光合作用机制原初反应电子传递和光合磷酸化碳同化一原初反应原初反应是光合作用的第一幕，包括光能吸收、传递和转换过程，其结果是引起一个氧化还原反应。1完成原初反应的机构原初反应由分属于光系统I（PSI）、光系统II（PSII）色素蛋白复合体的聚光色素系统和作用中心完成，作用中心又由中心色素、原初电子供体和原初电子受体组成。聚光色素系统作用中心原初电子供体中心色素原初电子

7、受体2聚光色素和中心色素上述聚光色素和中心色素的概念由来需从量子产额和量子需要量讲起。量子产额为每吸收一个光量子的放氧分子数或同化二氧化碳分子数，量子需要量为每释放一分子氧或每同化一分子二氧化碳需要吸收的光量子数，很显然量子需要量是量子产额的倒数。经测定量子产额1/8左右，量子需要量8左右。试验表明一个叶绿素分子吸收一个光量子需时8分钟，吸收8个光量子需时60多分钟，而事实上光合放氧并不需如此长的时间，所以解释为色素有聚光色素和中心色素的区别，前者起吸收、传递光能的作用，后者则有光化学活性，类囊体膜中除P700,P680为中心色素外，其余色素均为聚光色素，均属聚