(改)第三章 植物的光合作用.ppt

光合作用的意义和研究历史 叶绿体和光合色素 光合作用机理 光呼吸 影响光合速率的外界因素 光合作用与农业生产 ;概述 一、自养植物和异养植物 1、异养植物(Heterophyte) 2、自养植物(Autophyte) 二、碳素同化作用(Carbon assimilation) 1、光合作用(Photosynthesis) 光 CO2 +H2O (CH2O ) + O2 叶绿体; 2、细菌光合作用 (Bacterial photosynthesis) 光、叶绿素 CO2 + H2S CH2O + H2O+S 3、化能合成作用(Chemosynthesis) 化能合成细菌 ;三、光合作用的重要性 1、把无机物变成有机物 有机物质的重要来源 2、蓄积太阳能量 把光能转化成化学能 3、环境保护 大气中氧气的重要来源;第一节 叶绿体和叶绿体色素;;㈡ 叶绿体的成分 1、水分(75%) 2 、蛋白质(30~45%)—催化剂 3 、脂类(20~40%)—膜成分 4 、色素(8%)—与蛋白质结合，电子传递 5 、无机盐(10%) 6 、储藏物质(如淀粉等，10~20%) 7 、NAD+、NADP+、醌（如质体醌），起传递氢原子或电子的作用。;二、光合色素 1、分类 叶绿素:类胡萝卜素=3:1 所以叶片一般呈绿色 叶绿素a:叶绿素b=3:1 叶黄素:胡萝卜素=2:1 解释：秋后或衰老的叶片多呈黄色，秋后枫树叶子呈红色;2、光合色素化学结构与性质 ⑴叶绿素（chlorophyll) 叶绿素不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有 机溶剂。其化学组成如下： chla: C55H72O5N4Mg chlb: C55H70O6N4Mg 叶绿素是叶绿酸的酯。叶绿酸是双羧酸，其羧基中的 羟基分别被甲醇和叶绿醇所酯化。所以其分子式为： ;叶绿素b以－CHO 代替－CH3;⑵胡萝卜素和叶黄素：四萜类、有α- 、β-、γ- 三种异构体。不溶于水，但能溶于有机溶剂。 ①胡萝卜素： 是一不饱和的碳氢化合物，分子式为C40H56。它的两头 具有一个对称排列的紫罗兰酮环，它们中间以共轭双键 （4个异戊二烯）相联接。 ②叶黄素由胡萝卜素衍生而来，分子式为C40H56O2，是 个醇类物质，它在叶绿体的结构中与脂类物质相结合。 ⑶藻胆素 藻类进行光合作用的主要色素??不溶于有机溶剂，溶于 水。常与蛋白质结合为藻胆蛋白（藻红蛋白和藻蓝蛋 白）。 　;β-胡萝卜素;3、光合色素的光学特性 ⑴辐射能量 光波是一种电磁波，对光合作用有效的可见光的波长是400~700nm之间。光同时又是运动着的粒子流，这些粒子称为光子，或光量子。光子携带的能量和光的波长的关系如下：E=N h c/λ E=(6.02×1023)×(6.6262×10-34)×频率 阿伏伽德罗常数 普朗克常数 (光速/波长) 上式表明：光子的能量与波长成反比。 ⑵吸收光谱 ;①叶绿素的吸收光谱 叶绿素吸收光的能力很强，如果把叶绿素溶液放在 光源和分光镜之间，就可以看到有些波长的光线被吸 收了。在光谱中就出现了暗带，这种光谱叫吸收光谱。 两个最强烈的吸收区，一个是波长为640~660的红 光部分，另一个是430~450的蓝紫光部分。此外，在光 谱的橙光，黄光和绿光部分只有不明显的吸收带，其 中尤以对绿光的吸收最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。 chla和chlb的吸收光谱很相似，但略有不同。 ②类胡萝卜素的的吸收光谱 最大吸收在蓝紫光部分，不吸收红光等波长的光。 ;叶绿素b;图3-8 α-胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱;⑶作用光谱 指在能量相同而波长不同的光下，测定其光合强 度所得的变化曲线。 作用光谱与叶绿素a的吸收光谱基本一致，说明光合作用吸 收的光一般是由叶绿素a吸收的，其它色素吸收的光都传递给叶 绿素a，然后引起光化学反应。 ⑷荧光现象和磷光现象 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反