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第三章 植物的光合作用 植物分自养植物：可以利用无机碳化合物作营养，并把它合成有机物，这类植物称为自养植物。 异养植物：只能利用现成的有机物作营养，这类植物称为异养植物。 碳素同化作用：自养植物吸收CO2转变成有机物质的过程。 碳素同化作用： 细菌光合作用 绿色植物光合作用 化能合成作用 第一节 光合作用的意义 光合作用：绿色植物在光下同化CO2和H2O，合成有机物质并释放O2的过程。 CO2+2H2O*→ （CH2O）+O2*+H2O CO2被还原 H2O被氧化 意义：一.光合作用是合成有机物质的最重要途径 二.光合作用是巨大的能量转换过程。 三.光合作用净化空气，改善人类居住生活环境。 四.光合作用的碳循环，带动了自然界其他元素的循环。 第二节 叶绿体及其光合色素 一．叶绿体的结构化学组成 （一）叶绿体的形态与结构 1.叶绿体的形态 高等植物绿色细胞中的叶绿体多呈椭圆形，一般直径为3-6nm，厚约2-3nm。每个叶肉细胞含50-200个叶绿体。 2.叶绿体的结构 外被：内外两层膜,是选择透性膜，对物质有选择性。 间质：被膜以内的基础物质，含有可溶性蛋白质,RuBP羧化酶/加氧酶（Rubisco），起着CO2固定和还原的作用, DNA、RNA、核糖体、多糖、淀粉粒、嗜锇滴，淡黄色液体。 片层结构：类囊体，每个片层是由自身闭合的单层膜组成，外形象一只扁平的囊，叫类囊体，若干个类囊体堆叠在一起既成为基粒。 类囊体分两种：形成基粒的类囊体叫基粒类囊体。（浓绿色） 连接基粒之间的单个类囊体叫间质类囊体。 这两种类囊体起着光合作用,又叫光合膜。 回纹结构：间质类囊体往往与几个基粒相连接，好象高层建筑之间的“空中走廊”，连成复杂的膜系统。叶绿体中类苯体堆叠成基粒，使捕获光能的机构高度密集，更有效地收集光能，加速光反应进行；同时由于膜系统构成酶的排列支架，犹如形成一条长形传送带，促进代谢进行。 光合作用的能量转化过程是在类囊体膜上进行的，叫光合膜。 （二） 叶绿体的化学成分 水 75%——80% 干物质 蛋白质 30%——50% 脂类 20%——30-% 色素 8%左右 灰分元素 10%左右 贮藏物质 10%——20% 二.叶绿体色素的种类与特性 叶绿体色素 叶绿素 Chl 类胡萝卜素 藻色素 （藻类） 1.叶绿体色素的结构及其化学特性 (1)叶绿素类 叶绿素：Chl a C55H72O5N4Mg 蓝绿色 Chl b C55H70O6N4Mg 黄绿色 叶绿素是双羧酸酯，一个-COOH被甲基酯化，另一个-COOH被叶绿醇基（C20H39OH）酯化。（图） 结构：Chl 由4个吡咯环和4个甲烯基（-CH=）组成叶啉环，Mg居于中央与N形成镁卟啉（2个配位键，2个共价键），Mg偏向带正电荷，4个N偏向带负电荷呈极性具亲水性——头部。 还有由-C-和-COOH组成的副环（同素环，含相同元素的环V），-COOH以酯键与甲醇结合。第IV吡咯环侧链上的丙酸以酯键与叶绿醇结合，残基为C-H结构，具亲脂性—尾部。 头与尾互相垂直，Mg卟啉环存在着一个由连续共扼双键组成的共扼体系，其中电子易被激发，能吸收光能，并诱导共振方式快速而高效传递光能。 叶绿醇C20H39OH，以酯键和酸结合，叶绿醇以异戊二烯基单位组成的双萜。 少数特殊状态的Chl a 将光能转换为电能，Chl吸收、传递光能。 (2)类胡萝卜素 类胡萝卜素：胡萝卜素和叶黄素。它不溶于水，而溶于有机溶剂。 胡萝卜素：C40H56不饱和的碳氢化合物，呈橙黄色，它有三种同分异构体，即α——.β——.γ——胡萝卜素。β——胡萝卜素含量最多。 叶黄素：胡萝卜素衍生的醇类，C40H56O2、，呈黄色。 类胡萝卜素分子都含有一条共扼双键的长链。在它的两端各有一个对称排列的紫罗兰酮环。 类胡萝卜素的作用：①收集光能的作用，并将吸收的光能传递给Chla分子； ②使Chl免遭光氧化伤害，起光保护作用。 上述四种叶绿体色素都是与蛋白质结合形成色素蛋白