第6章物质的能量转换2叶绿体ppt课件.ppt

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1、第二节叶绿体与光合作用Chapterninechloroplastandphotosynthesis一切生命活动所需的能量来源于太阳能。绿色植物是主要的能量转换者。叶绿体是植物细胞特有的能量转换细胞器，它利用光能同化二氧化碳和水，合成糖，并产生氧气。地球上植物每年将6X1014kg碳转变成糖，同时释放4X1014kg的氧气。绿色植物的光合作用是地球上有机体生存、繁殖和发展的根本源泉。一、叶绿体与质体叶绿体是质体的一种，与其它质体不同，叶绿体是唯一含类囊体膜结构的质体。质体还包括：白色体、有色体、蛋白质体、油质体、淀粉质体，均由前质体分化发育而来。二、叶绿体的形态与数量1.形态：高等植物：

2、呈双凸透镜形。藻：网状、带状和星形等，可达100um2.数量：因种、细胞类型、生态、生理状态不同。高等植物叶肉细胞含50～200个，占细胞质的40%。3.分布：均匀分布在胞质中，或聚集在核周围或沿壁分布，光照影响分布。三、叶绿体的结构由外被(envelope)、类囊体(thylakoid)和基质(stroma)组成。含3种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜，及3种腔：膜间隙、基质和类囊体腔。叶绿体的结构小麦叶细胞：(A)中央液泡周围的细胞质仅极薄的一层,含叶绿体;(B)叶绿体中有淀粉粒和脂滴.(C)基粒由类囊体膜堆垛而成.线粒体和叶绿体的比较1、外被（envelope）由双层膜组成，都是连续

3、的单位膜，厚6-8nm，膜间为10~20nm的膜间隙。外膜有孔蛋白，孔径较大，允许10-13kd的分子通过，通透性较大。内膜通透性低，仅O2、CO2和水能自由通过。内膜上有很多运输蛋白，选择性地转运出入Chl的分子。转运蛋白的运输作用都是协助运输，须依靠浓度梯度的驱动。运输蛋白的另一个机制：交换，如磷酸交换载体：Pi与3-磷酸甘油醛交换内膜上还有起穿梭作用的载体：二羧酸交换载体，基质和胞质间NADP的电子传递是靠这种作用进行2、类囊体（thylakoid）（1）形态结构:单层膜围成的扁平囊，沿叶绿体长轴平行排列。含光合色素和电子传递链。基粒(grana)：多个类囊体堆叠。基质类囊体：基粒

4、间的类囊体。经基质片层相联，全部类囊体形成一个相互贯通的封闭系统。（2）类囊体膜的化学组成蛋白质与脂比值达60:40。脂中磷脂含量仅5-20%，脂肪酸为不饱和亚麻酸，约87%，流动性高。膜蛋白主要有细胞色素b6/f复合体、质体醌(PQ)、质体蓝素(PC)、铁氧化还原蛋白、黄素蛋白、光系统Ⅰ、光系统Ⅱ复合物等。3、叶绿体基质的组成碳固定的酶类：核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPase)，占基质可溶性蛋白总量的60%。叶绿体DNA、蛋白质合成体系：ctDNA、RNA、核糖体等。颗粒:主要是淀粉粒，储存光合产物。四、叶绿体主要功能:光合作用光合作用是能量及物质的转化过程：光能先转化成电能，

5、经电子传递产生ATP和NADPH，最终转化成稳定的化学能储存在糖类化合物中。光合作用分为光反应和暗反应。光反应需光，水的光解和光合磷酸化。暗反应不需光，CO2固定。（一）光反应（lightreaction）通过叶绿素等光合色素吸收光能，将光能转变成化学能，形成ATP和NADPH的过程。可分为3个主要步骤:光能吸收、电子传递、光合磷酸化。1、光吸收指叶绿素分子被光激发至引起第一个光化学反应的过程，包括光能吸收、传递和转换。是光反应最初始的反应，又称原初反应(primaryreaction)主要作用是固定光子。光能被聚光色素吸收后，传递至作用中心。在作用中心发生最初的光化学反应，使电荷分离将

6、光能转变成化学能（1）光合色素叶绿素(chlorophll)：一类含脂的色素，位于类囊体膜中。由2部分组成：核心部位是一个卟啉环,功能是光吸收；另一部分是一个长的脂肪烃侧链，称叶绿醇，侧链插入类囊体膜。类胡萝卜素，帮助叶绿素提高吸光效率。在红藻和蓝细菌中还有藻胆素。叶绿素分子结构植物有几种类型的叶绿素，差别在于烃侧链的不同。主要有叶绿素a和叶绿素b，叶绿素a存在于真核生物和蓝细菌中，叶绿素b存在于高等植物和绿藻中。不同类型的叶绿素对光的吸收也不同。叶绿素a吸收的波长在420-460nm，而叶绿素b吸收的波长在460-645nm（2）光合作用单位(photosyntheticuint)光合

7、作用的功能单位是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物，也叫光系统。每一个光系统有两个基本成分：捕光复合物(lightharvestingcomplex)和光反应中心。A、捕光复合物：由约200个叶绿素分子和一些与蛋白质相连的类胡萝卜素组成。色素分子也称天线色素，捕获光能，并将光能以诱导共振方式传到反应中心色素。叶绿体中全部叶绿素b和大部分叶绿素a、类胡萝卜素和叶黄素都是天线色素。捕光复合体B.反应中心：由1个中心色素分子Ch