植物生理学光合作用ppt课件.ppt

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1、第四章光合作用第四章光合作用地球上生命的故事如同地球本身的故事一样是从太阳开始的光合作用的一般概念叶绿体及其色素光合作用机制1—光反应光合作用机制2—CO2的固定和还原影响光合作用的因子碳素营养方式碳素是植物体内含量最多的一种元素，一切有机物都是在碳素骨架的基础上形成的，因此碳素营养是植物生命活动的基础。按碳素营养方式的不同，植物可分为两种：异养植物：利用现成有机物质生存，包括大部分微生物和少数高等植物。自养植物：把无机碳转化成有机碳供自身利用，包括绝大部分高等植物。碳素同化作用自养植物吸收无机碳（CO2）转变成有机物质的过程称

2、为植物的碳素同化作用（Carbonassimilation）。自然界的碳素同化有三种类型：植物的光合作用、细菌的光合作用和化能合成作用碳素同化作用细菌光合作用红硫细菌：CO2+2H2S(CH2O)+2S+H2O红色非硫细菌：CO2+2（CH3）2CHOH（CH2O）+2（CH3）2C=O+H2O化能合成作用亚硝化细菌：2NH3+3O22HNO2+2H2O硝酸细菌：2HNO2+O22HNO3绿色植物光合作用CO2+2H2O*（CH2O）+O2*+H2O§1光合作用的一般概念6H2O+6CO2C6H12O6+6O2ΔG0'=686千

3、卡hγ概念：绿色植物吸收光能，将CO2和H2O同化为有机物，并释放O2的过程光合作用的意义自然界最大规模的物质转变自然界规模巨大的能量转变对环境的维持和保护带动了自然界其他物质的循环理论和实践的重大意义§2叶绿体及其色素叶绿体的结构及化学组成叶绿体中的色素叶绿素的光学特性叶绿素的形成一、叶绿体的结构和化学组成叶绿体的形状、大小和数目叶绿体的结构及化学组成双层膜包被基质(间质)基粒类囊体基粒类囊体基质类囊体2.叶绿体的结构叶绿体外被（双层膜，外膜透性大，内膜有选择透性）内容物液态基质绿色层膜系统可溶性蛋白（酶）、DNA、RNA、核

4、糖体、糖类、亲锇颗粒（脂类）等基质片层（基质类囊体）基粒基粒类囊体10~1003叶绿体的化学组成水75%~78%干物质中:蛋白质30%~50%—酶及结构基础脂类(含色素)20%~30%—膜，光反应的场所色素8%—光能的吸收和转换，存在于膜系统中无机盐10%—Fe、Cu、Zn、K、P、Ca、Mg等糖10%~20%—贮藏物及反应中间物DNA、RNA、核糖体—相对独立的遗传体系二叶绿体中的色素包括叶绿素类、类胡萝卜素类和藻胆素类叶绿素类：叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c，d类胡萝卜素类：叶黄素和胡萝卜素叶黄素C40H56O2胡萝卜素C40

5、H56植物的叶色是由叶片中各色素的相对含量决定的，除取决与叶绿体色素外，也与细胞中花青素含量有关。花青素的合成与胞内可溶性糖累积有关叶绿素类/类胡萝卜素类≈3/1chla/chlb≈3/1叶黄素/胡萝卜素≈2/11叶绿素的结构及理化性质chla的分子结构示意叶绿素三维结构四个吡咯环通过四个甲烯基连接成的卟啉环2.类胡萝卜素（carotenoids）高等植物叶绿体中类胡萝卜素有两种：胡萝卜素（carotene）和叶黄素（xanthophyll）；类胡萝卜素不溶于水，溶于有机溶剂；颜色：胡萝卜素是橙黄色；叶黄素是黄色；结构：两种类

6、胡萝卜素结构区别C40H56C40H56O2叶绿素的理化性质溶解特性：含有长的叶醇烃链，具脂溶性皂化反应：叶绿素是二羧酸酯取代反应：卟啉环中的镁不稳定，可被质子取代——去镁叶绿素，进而可形成铜代叶绿素三、叶绿素的光学特性叶绿体色素吸收光波后所呈现的吸收光谱。叶绿素的吸收光谱chla：430nm、663nm；chlb：453nm、645nm类胡萝卜素只在蓝紫光区有强吸收，且范围较宽（400~500nm），故呈黄色。叶绿素的荧光现象和磷光现象荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，反射光下呈红色磷光现象：叶绿素溶液当去掉光源后，

7、还能继续辐射出极微弱的红光第二单线态第一单线态三线态吸收蓝光吸收红光荧光热磷光热能量基态E0荧光现象和磷光现象荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈翠绿色，在反射光下呈棕红色的现象。四叶绿素的形成活体内叶绿素代谢旺盛叶绿素的生物合成途径影响叶绿素形成的条件光照温度营养元素氧水分叶色和叶绿素含量是反映植物植物营养和生长状况的一个灵敏指标叶绿素的生物合成叶绿素生物合成的途径谷氨酸α-酮戊二酸二氧戊酸胆色素原卟啉原类卟啉原Mg-原卟啉Mg叶绿素酸酯叶绿素a原脱植基叶绿素光★★★影响叶绿素生物合成的因素最重要的是植物自身的遗传因素（1）光照：

8、叶绿素生物合成以及叶绿体片层膜系统发育的必需条件。（2）温度：影响参与叶绿素生物合成酶系的活性。（3）氧气：通过影响呼吸作用而影响叶绿素合成所需的能量（ATP）。（4）矿质元素：缺乏N、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn等元素时植物会表现出缺绿症。（5）水分：缺水抑制