植物的光合作用--修改.ppt

第三章 植物的光合作用 植物的碳素营养 植物干物质中90%以上是碳水化合物。 碳是构成植物的骨架，是植物体重最多、最主要的元素。 2、按碳素营养的方式 3、按同化碳素所学能源的不同： 二、植物的光合作用 1、定义 CO2 + H2O → （CH2O）＋ O2 2、重要性 ① 把无机物变成有机物 ② 蓄积太阳能 ③ 环境生态平衡作用 “地球上最重要的化学反应” 第二节 叶绿体及叶绿体色素 一、叶绿体的结构和成分 （一）叶绿体的结构 叶绿体膜：双层膜 基质 基粒 基粒类囊体 基质类囊体或片层 片层系统 嗜锇滴或脂类滴 光合膜 基粒类囊体垛叠的生理意义 （二）叶绿体的成分 水，蛋白质，色素，无机盐 二、光合色素的化学特性 (一）叶绿素 叶绿素a和b 化学特性： 叶绿素是叶绿酸的酯 不溶于水而溶于有机溶剂 分子结构： Mg —卟啉环 分子共轭体系 极性“头”与亲脂“尾” 收集和传递光能的作用 叶绿素的分子结构 (二) 类胡萝卜素 胡萝卜素：C40H56 叶黄素（胡萝卜醇）：C40H56O2 结构特点：两端具有对称排列的紫罗兰酮环，中 间以9个共轭双键相连接。 作用：收集和传递光能及防止叶绿素的光氧化 叶绿体中光合色素的分布 三、光合色素的光学特性 (一）辐射能量 光子 光量子 E = Lhc / λ （二）光合色素的吸收光谱 太阳光的连续光谱 叶绿素的吸收光谱 430～450 nm 640～660 nm 胡箩卜素和叶黄素的吸收光谱 410～480 nm (三) 荧光现象与磷光现象 叶绿素的荧光现象 Chla/b（基态） → 吸 收光量子 → 激发态 → 重返基态 → 荧光、热 叶绿素的磷光现象 从第一三线态 → 基态 →磷光 （黑暗中） 叶绿素的光激发 四、叶绿素的形成 （一）叶绿素的生物 合成 1、谷氨酸→ 胆色素原 2、4PBG → 原卟啉IX 3、原卟啉IX→ 叶绿素酯a 4、叶绿素酯a → 叶绿素a （二）植物的叶色 叶绿素:类胡箩卜素 = 3:1 叶绿素a:b = 3:1 叶黄素:胡箩卜素 = 2:1 影响叶色的环境因素 光照：黄花现象 温度 矿质营养 第三节 光合作用的机制 光合作用过程是植物将光能转变为化学能的过程。3个步骤： 1）原初反应：光能的吸收、传递和转换为电能； 2）电子传递和光合磷酸化：电能转变为活跃的化学能； 3）碳同化：活跃的化学能再转变为稳定的化学能。 一、原初反应 1、原初反应的概念 为光合作用 最初的反应，它 包括对光能的吸 收、传递以及将 光能转换为电能 的具体过程。 光与叶绿体的相互作用 2、光合单位 = 聚光色素系统 ＋ 反应中心 1）反应中心色素： 为少数叶绿素a分子，既能吸光，又能在吸光后被激发，释放一个高能电子，并发生光化学反应。 2）聚光色素： 为大多数色素分子，只 吸收光能，不引起光化学 反应，仅把吸收的光能传到作用中心色素，又叫做天线色素。 3、光合反应中心 指在类囊体中进行光合作用原初反应的最基本的色素蛋白结构。 反应中心色素 原初电子供体 原初电子受体 光能传递方式： 诱导共振 原初反应的基本过程 D·P·A →D·P*·A →D·P+·A- →D+·P·A- ? D·P·A 为光系统或反应中心 Acceptor （原初电子受体） Pigment （作用中心色素） Donor（原初电子供体） 二、电子传递与光合磷酸化 （一）光系统 1、光量子产额： 2、红降现象: 〉685 nm 3、双光增益效应: FR(685 nm) + R(650 n