现代生物科学导论-06.ppt

1804年：瑞士化学家索苏尔证明水结合到植物的 组织中； 19世纪50年代：法采矿工程师鲍森戈用不含有机 的土壤来种植。发现植物只能利用空气 中的CO2和土壤里的N； 土壤供应的营养只限于某些无机盐，如硝酸盐和磷酸盐，是有机肥料加到土壤中去的。 1817年：法佩尔蒂埃和卡旺托分离出“叶绿素” 1865年：德植物学家萨克斯发现“叶绿素”仅分布在小体—叶绿体，叶绿体内有淀粉积累. 向动态生物化学方向发展，涉及到酶和光合作用的代谢过程。 科学研究是艰难的探索过程！ 1930年: Niel 的假设 — 氧的来源 否定 CO2 → C + O2 C + H2 O → CH2O 依据细菌的光合作用 CO2 +2 H2S → CH2O + H2 O + 2S 通式 CO2 +2 H2X → CH2O + H2 O + 2X 植物 CO2 +2 H2O → CH2O + H2 O + O2 10年后: 同位素示踪法证明 O2来源于H2 O 。 第二节 光的性质与叶绿素 (一)叶绿素的结构 (二)叶绿素的吸收光谱 第三节 光合作用的过程 (一)光反应 内囊体膜上进行。在叶绿素参与下，将光能转变为化学能。叶绿素吸收太阳光能，水分子光解，产生 O2 、H+ 和e ，后者的传递过程中生成两种高能化合物 ATP 和 NADPH 。 1.光系统 叶绿素及其蛋白质复合物，天线色素系统 和电子传递系统组成的单位。 每个系统有200-300个叶绿素分子 ? 光系统Ⅰ( PSⅠ) 1-2个高度特化的叶绿素a 分子—“P700” 是反应中心，光吸收高峰在700nm。 ? 光系统Ⅱ( PS Ⅱ) 少数特化的叶绿素a分子—“P680”是反应中心,光吸收高峰在680nm。 ? 光系统Ⅰ和光系统Ⅱ之间由电子传递链相连结。 3.电子传递链和光合磷酸化 ? 线性非循环电子传递链 ? 循环电子传递链(光系统Ⅰ) ? 光合磷酸化 有光条件下,电子沿电子载体链传 递时合成ATP的过程. 非循环电子流光合作用系统 循环电子流光合作用系统 ? 叶绿素吸收光能→电能→电子流动从叶绿素开始. ? 电子流动→H+化学渗透→ATP合成,电能→化学能. ? 光能→水光解→释放氧气. ? 电子→受体NADP+ → NADPH,电能→化学能. 类囊体膜的工作模型 (二)暗反应-卡尔文循环 利用ATP和NADPH中的能量固定CO2,生成糖类化合物(葡萄糖)。 这个过程不需要光，在基质中进行. 氨基酸 脂肪酸 代谢 ↖↗ 2 磷酸甘油醛 18 ATP 12 NADPH ↓ 1 葡萄糖 第四节 光合作用的意义 (一)太阳能的固定和转换 固定 CO2，释放 O2 . 结合：1500 亿吨碳 250 亿吨氢 释放：4000 亿吨氧 (二)提供最初的能源：食物链的第一级 (三) 保护森林、海洋资源 * * 第六章 光合作用 第一节 早期研究 第二节 光的性质与叶绿素 第三节 光合作用的过程 第四节 光合作用的意义 第一节 早期研究 17世纪：化学家范.赫尔蒙特（Helmont,1577-1644） 首次科学地研究植物的生长。小柳树长大， 土壤重量几乎未变 — 水提供所需物质； 18世纪：英国牧师普利斯特列(Priestley,1733- 1804）在1770年的实验。玻璃罩、老鼠和蜡 烛—植物能放氧； 10年后：荷兰植物生理学家又证明上述实验需要 光照。 绿叶中的光合作用 光合作用 6CO2 +6H2O C6H12O6 + O2 光 绿色细胞 光合作用把光能转化为化学键能. 按对光能需要与否分成两套复杂的反应系统 (一) 光反应 (二) 暗反应 光反应 暗反应 2.光能捕获和传递 叶绿素a,b, 胡萝卜素等. 吸收光能,无 光化学活性. 叶绿素a (P700 or P680) Pq 质体醌 P 质体蓝素 Fd 铁氧还蛋白 铁氧还蛋白 质体蓝素 Calvin 循环