第六章光合作用(I)2.ppt

天线色素和反应中心色素分子 原初反应是光合作用的起始过程，指光合色素吸收光能所引起的光物理和光化学过程。包括光能的吸收、传递与光化学反应。特点：速度快（10-12 - 10-9s）与温度无关。 天线色素和反应中心色素分子 光合作用需要两个光化学反应的协同作用。一个吸收短波红光（680nm），即光系统Ⅱ(PSⅡ)；另一个吸收长波红光（700nm），即光系统Ⅰ(PSⅠ) 光合电子传递Z链组成 PSⅡ 反应中心的结构模型 闪光对小球藻放氧量的影响 放氧复合体(OEC)在每次闪光后可以积聚1个正电荷，直到积累4个正电荷，然后一次氧化2个H2O，从中获取4个e-。 在PSII蛋白复合体的腔面有一个由三条分子量分别为16kDa，23kDa，33kDa的多肽链所组成的复合体帽结构，它们对于水分子的氧化是需要的。用实验去除它们，水的氧化就会被抑制，重组后又可恢复，因此这个蛋白结构加上Mn聚集体，合称为放氧复合体 。 ②质醌(质体醌,PQ)：PSⅡ反应中心的末端电子受体;PSⅡ复合体- PQ -Cytb6f复合体; 还原态的质体醌在膜内侧把电子传给Cytb6f，氧化时把H+释放至膜腔，这样造成了跨膜的质子梯度，从而可推动光合磷酸化的进行。 ③Cytb6f复合体：　　功能是催化质体醌（PQH2）的氧化和质蓝素（PC）的还原。 ④质蓝素(Plastocyanin，PC) 含铜的蛋白质。介于Cytb6f复合体和PSⅠ之间的电子传递体。铜离子的氧化还原变化传递电子。 ⑤PSⅠ复合体：　　其生理功能是吸收光能，进行光化学反应，传递电子从PC到铁氧还蛋白。 PSⅠ反应中心的结构模型 （二） 光合电子传递的类型  ①非环式电子传递  ②环式电子传递 环式电子传递 非环式电子传递 ATP合成酶复合体模型 ATP合成酶又被称为偶联因子(Coupling factor CF) 或CF1-CF0复合体。 非环式电子传递 光合作用的光反应和暗反应 跨膜质子梯度的建立： 光解H2O，释放O2 ，产生H+留在 类囊体腔内。 经PQ穿梭将H+从基 质转移至类囊体腔内。 基质中形成NADPH 不断消耗H+ 。 质子通过，引起g亚基旋转，g亚基的转动引起b亚基的构象依紧张（T）→松弛（L）→开放（O）的顺序发生改变，完成ADP和Pi的结合、ATP的合成以及ATP的释放过程。 变构学说 在电子传递过程中形成的跨类囊体膜的电化学梯度，主要是pH梯度，是光合合成ATP的能量来源。ATP合成酶利用质子流推动其g亚基转动，引起b亚基的构象发生转变，因而完成ADP与Pi的结合、ATP形成和ATP释放的过程，进行ATP的合成。 变构学说 光能转化效率是指光合产物中贮存在ATP和NADPH中的化学能占光合作用吸收的有效能量的百分率。 光反应中光能被转变为化学能贮藏在ATP和NADPH中，这两种物质可以在暗反应中用于同化CO2，所以NADPH和ATP又称为同化力。 小 结 　叶绿体类囊体膜上密集而有序的排列着色素和电子传递体的蛋白质复合体,不均匀镶嵌在光合膜上。 PSI和PSII两个光系统偶联，其反应中心色素分别是P700和P680，由LHCI和LHCII吸收传递聚集光能，反应中心色素分子电子被激发，在反应中心发生氧化还原—原初反应。 电子和释放的O2来源于水的光解　—　希尔反应。 光能驱动电子经一系列电子传递体交替的氧化还原作用传给NADP+，使其还原为NADPH。 与传递电子偶联形成ATP—光合磷酸化，跨类囊体膜的质子电动势梯度是ATP形成的驱动力。 ATP和NADPH为CO2固定还原的 同化力，实现了高效率的能量转换： 　光能?电子激发能?活跃的化学能。 原初反应 电子传递 光合磷酸化 H2O O2 NADP+ NADPH ADP ATP 囊腔内 基质 光 叶绿素a分子是反应中心色素，而其他叶 绿体色素都是聚光色素。 高等植物叶绿体色素吸收蓝紫光和红光。 水是光合作用中电子的最终供体。 水的光解放氧是光合作用原初反应的一 部分。 PSI主要分布在类囊体的非垛叠区。 ATP是光合作用电子传递的最终电子 受体。 第五节 光能的分配调节和光保护 光能在两个光系统间的不平衡会降低光合作用的效率，而多余的光照更会造成光系统的破坏，因此光能向光系统输送的多少和在两个光系统间的分配比例都是受到精细地调控的。捕光色素蛋白LHCII的磷酸化与光合蛋白复合体在类囊体不同区域间的移动在光能在两个光系统间的分配中起重要的作用。 (一) 植物的一般性减少光破坏的途径 叶面积 叶毛、角质和