生物化学光合作用-10.ppt

绿色的力量——光合作用 什么是光合作用? 叶绿体的结构与光合膜 光的性质 叶绿素和辅助色素 光系统 光合作用的两个阶段 (1) 光反应 -ATP和NADPH的形成 (2) 暗反应 -卡尔文循环 光呼吸 第一节 光合作用概况 光合作用是指生物利用太阳光能合成有机分子的过程。 能够进行光合作用的生物体称为光合有机体。 绿色植物、藻类、蓝细菌和某些细菌 三种光合有机体 2 2 2 O O CH O 2H CO2 + ¾ ® ¾ + ) ( 叶绿素 光 2 2A O CH A 2H CO2 + ® ¾ + ) ( 叶绿素 光 2 光合作用的总反应式 + + 2 O H 2 O H 光反应阶段： 光能→化学能 H2O→O2 H+，e-；ATP，NADPH 暗反应阶段： 光合作用 -将光能转变成还原性碳 植物细胞 叶绿体 叶绿体的结构与功能 叶绿体的亚显微结构 叶绿体的模式结构 第二节 光反应 色素与光系统 色素： (1) 中心色素——特殊的叶绿素a 充当光系统中的反应中心 (2) 天线色素（辅助色素） : 其他叶绿素 a 叶绿素 b 和 叶绿素 c 类胡萝卜素-胡萝卜素和叶黄素， 抗氧化剂保护叶绿素l 藻胆素 光系统：组织在类囊体膜上的独立的色素单位 PSI: P700; PSII:P680 叶绿素的化学结构 类胡萝卜素的化学结构 光合色素与蛋白质形成的复合物 不同光合色素的光吸收 光能的吸收和能量转换 叶绿素发出的荧光 光合作用的反应中心 光能吸收后的几种不同去处 内部转变——变成热 荧光 激子转移（共振能量转移）——转移给邻近具有类似电子性质的非激活分子 光氧化——激活的分子失去电子给一个受体分子 后两种过程与光合作用有关 光能吸收后的几种不同去处 PS I 含有： 1) 200 或者更多的叶绿素a 2) 少量的叶绿素 b 3) 与蛋白质结合的类胡萝卜素 4) 一对特殊的叶绿素a（中心色素，被称为P700） 5) 初级电子受体（A0） PS II 含有： 1) 叶绿素a 2) 与蛋白质结合的ß-胡萝卜素 3) 少量的叶绿素 b 4)一对特殊的叶绿素a（中心色素，被称为P680） 5) 初级电子受体——脱镁叶绿素 光系统的组分 光合系统； 光系统Ⅰ（PS -Ⅰ）： 作用中心叶绿素为P700，激发波长是680~700nm,激发 后产生强还原剂和弱氧化剂，还原剂导致NADPH的产生。 光系统Ⅱ（PS -Ⅱ）： 作用中心叶绿素为P680，激发波长小于680nm,激发 后产生强氧化剂和弱还原剂，氧化剂激发水分子裂解放 出氧和电子。 PS-Ⅰ PS-Ⅱ 弱氧化剂 弱还原剂 强还原剂 强氧化剂 ATP NADPH O2 + e- 光（λ﹤700nm） 光（λ﹤680nm） PSⅠ与PSⅡ在光合作用中的相互作用 两个光系统在光反应中的协调一致 Photon Photon 水光解光合系统 产生NADPH 的光合系统 制造ATP 光反应的电子传递 光反应的Z型图 光合磷酸化 在光反应中合成ATP的方式被称为光合磷酸化，其机理类似于氧化磷酸化 循环式光合磷酸化 非循环式光合磷酸化 氧化磷酸化与光合磷酸化的异同 氧化磷酸化 光合磷酸化 发生部位 线粒体内膜 类囊体膜 ATP合酶名称 F1/F0-ATP合酶 CF1/F0-ATP合酶 质子驱动力 电化学势能 化学势能，类囊体膜对Ca2+和Mg2＋较高，因此膜内外电位差很小，但类囊体腔要比线粒体外室小，因此内外pH差较大（基质pH 8，类囊体腔pH 5。 对解偶联剂DNP和FCCP的敏感性 ＋ ＋ 对寡霉素的敏感性 ＋ ＋ 第三节 暗反应 C3 cycle C4 cycle Calvin和Bassham使用14CO2提供给小球藻 ，在不同的时段内杀死小球藻，然后，使用纸层析和放射自显影分析碳固定的产物。 glycerate 3-P RuBP 植物体内的暗反应-CO2 固定 光反应与暗反应的比较 光反应 暗反应 进行产所 类囊体膜 基质 主要底物 H2O、NADP＋、