[理化生]光合作用1.ppt

光合作用(photosynthesis)概念 第一节 光合作用的重要性 粮食危机 世界卫生组织的年度报告说，世界上每１４个儿童中就有一人因为营养不良死亡，在不发达国家，儿童死亡人数有５０％是营养不良造成的。 在生产实践中，光合作用是农业生产中技术措施的核心，也是植物生理学的主攻方向之一，又是自然科学中的一个重点科研领域。 第二节 叶绿体及其色素 一 叶绿体的结构和成分 （一）叶绿体的结构 1.叶绿体被膜 由两层单位膜组成，两膜间距5～10nm。外膜上无叶绿素， 主要功能是控制物质的进出，维持光合作用的微环境。 膜对物质的透性受膜成分和结构的影响。膜中蛋白质含量高，物质透过膜的受控程度大。 外膜 非选择性膜 。分子量小于10000的物质如蔗糖、核酸、无机盐等能自由通过。内膜 选择透性膜。 2.基质及内含物 基质：被膜以内的基础物质。 以水为主体，内含多种代谢活性物以及多种可溶性蛋白质等 基质中能进行多种多样复杂的生化反应 含有还原CO2与合成淀粉的全部酶系 ——碳同化场所 含有氨基酸、蛋白质、DNA、RNA、还原亚硝酸盐和硫酸盐的酶类以及参与这些反应的底物与产物 ——N代谢场所 含脂类等物质及其合成和降解的酶类——脂、色素等代谢场所 基质是淀粉和脂类等物的贮藏库 —— 淀粉粒与锇滴 第二节 叶绿体及其色素 3.类囊体 类囊体分为二类： 基质类囊体 又称基质片层，伸展在基质中彼此不重叠； 基粒类囊体 或称基粒片层，可自身或与基质类囊体重叠，组成基粒。 （二） 叶绿体的成分 水 蛋白质 脂类 无机盐 代谢产物 DNA、RNA 光合色素的化学特性 （一）叶绿素 1.叶绿素（chlorophyll）的分子结构 COOCH3 叶绿素a C32H30ON4Mg COOC20H39 COOCH3 叶绿素b C32H28O2N4Mg COOC20H39 共振传递 在色素系统中，一个色素分子吸收光能被激发后，其中高能电子的振动会引起附近另一个分子中某个电子的振动(共振)，当第二个分子电子振动被诱导起来，就发生了电子激发能量的传递，第一个分子中原来被激发的电子便停止振动，而第二个分子中被诱导的电子则变为激发态，第二个分子又能以同样的方式激发第三个、第四个分子。这种依靠电子振动在分子间传递能量的方式就称为“共振传递”。 （二）类胡萝卜素 1.类胡萝卜素结构：含胡萝卜素和叶黄素，前者分子式为C40H56；后者分子式是C40H56O2. 2.溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂。 3.颜色：胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。 4.在光合中的作用：可吸收和传递光能；还可保护叶绿素分子，使其在强光下不致被光氧化而破坏。 第三章 植物的光合作用 对提取的叶绿体色素浓溶液照光，在与入射光垂直的方向上可观察到呈暗红色的荧光。 激发态的命运 1.放热 激发态叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量。 此过程又称内转换或无辐射退激。 2.发射荧光与磷光 激发态叶绿素分子回至基态时，以光子形式释放能量。 3.色素分子间的能量传递 激发态色素分子把激发能传递给处于基态的同种或异种分子而返回基态的过程。 4.光化学反应 激发态色素分子把激发的电子传递给受体分子。 光合色素的光学特性 1.辐射能量 E=Nh?=Nhc/λ 光子的能量与波长成反比。 2.吸收光谱 叶绿素吸收光谱的两个最强区：红光区640-660nm蓝紫光区430-450nm。 类胡萝卜素的最大吸收带在蓝紫光部分。 3.荧光现象和磷光现象 (二） 第三章 植物的光合作用 第一节 光合作用的重要性 第二节 叶绿体及其色素 一 叶绿体的结构和成分 二 光合色素的化学特性 三 光合色素的光学特性 三 （一） 叶绿体体色素 叶绿体色素 吸收和传递光能 吸收和传递光能 将光能转变成电能 大多数叶绿素a 全部叶绿素b 全部类胡萝卜素 少数特殊状态 的叶绿素a （二） 叶绿体在荧光显微镜下呈红色 叶绿素分子对光的吸收及