植物生理光合作用.ppt

玉米叶片的花环结构C 花环结构(kranz anatomy)：在叶脉的维管束周围有一层富含叶绿体的维管束鞘细胞，其外为一至数层叶肉细胞，两类细胞间有许多胞间连丝相连，从横剖面看好似一束花环 C4途径的CO2受体是叶肉细胞质中的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）催化下，固定HCO3-，生成草酰乙酸 PEPC 对HCO3-的亲和力极大 3.水的光解(water photolysis) 水的光解是Hill于1937年发现的。指将离体的叶绿体加到具有氢受体的水溶液中，照光后即发生水的分解而放出氧气的过程 2H2O+2A 2AH2+O2 此反应称为 Hill反应。其中A为氢的接受体，被称为Hill氧化剂。许多物质可作为氢的接受体，如2,6 -二氯酚靛酚、苯醌、NADP+、草酸高铁氰化钾等 光光 叶绿体 Hill 反应的意义：将光合作用的研究深入到了细胞器水平。证实光合放氧来自于水 在类囊体腔一侧有三条外周多肽，其中一条33000的多肽为锰稳定蛋白(manganese stablizing protein，MSP)，它们与Mn、Ca+2、Cl-一起参与氧的释放，称为放氧复合体(oxygen-evolving complex，OEC) 4.光合磷酸化 (photophosphorylation) 叶绿体在光照下把无机磷和 ADP合成 ATP的过程称为光合磷酸化 光合磷酸化根据电子传递方式的不同分为： 非环式光合磷酸化 (noncyclic photophosphorylation) 环式光合磷酸化 (cyclic photophosphorylation) 假环式光合磷酸化 (pseudocyclic photophosphorylation) 光合磷酸化的抑制剂 1.电子传递抑制剂 抑制光合电子传递的试剂 2.解偶联剂 解除电子传递与磷酸化作用之间相偶联的试剂 3.能量传递抑制剂 直接作用于ATP合成酶，抑制磷酸化作用的试剂 同化力(assimilatory power) 在电子传递和光合磷酸化作用中形成的 ATP和 NADPH，可用于以后的 CO2同化，故二者合称为同化力 三、CO2同化途径 CO2同化是指植物利用同化力将CO2转化为糖类的过程，在叶绿体的基质中进行。高等植物CO2同化途径有三条：C3 途径、 C4 途径、CAM途径 （一）C3途径(C3 pathway) 又称卡尔文循环 ( The Calvin cycle )、还原磷酸戊糖途径 1.生化过程 卡尔文循环在叶绿体间质中进行，大致分三个阶段：羧化阶段、还原阶段和再生阶段 （1）羧化阶段 (carboxylation phase) Rubisco （2）还原阶段(reduction phase) 3-磷酸甘油醛是光合作用产生的第一个磷酸糖，也是最简单的一个糖它是在消耗同化力的基础上产生的 （3）RuBP再生阶段 (regeneration phase) 2. C3途径的调节 （1）光的调节 卡尔文循环中的RuBP羧化酶、NADP-GAP脱氢酶、FBP酯酶、SBP酯酶、Ru5P激酶等在光下被活化，在暗中被钝化，称为光调节酶（2）转运的调节 Pi运转器 （3）质量作用的调节 （二）C4途径 ( C4 pathway ) CO2固定后的初级产物是草酰乙酸（OAA），是一个含有四个碳的化合物，故此条固定CO2的途径称C4途径 具有C4途径的植物叫做C4植物，大多起源于热带或亚热带。常见的有：玉米、高粱、甘蔗等。C4植物叶片基本都存在花环结构(kranz anatomy) 3.植物的叶色 植物的叶色是各种色素的综合表现。取决于叶绿素和类胡萝卜素的比例 叶片出现红色是由于花色素积累的缘故 第三节 光合作用的机理 光合作用的机理分为三个主要阶段：原初反应、电子传递和光合磷酸化、碳同化 一、原初反应 原初反应(primary reaction) 是 光合作用的起点。包括光能的吸收、传递和光化学反应。原初反应速度极快，为10-12－10-9s，可以在液氮温度下进行 1.光能的吸收 光能是依赖光合色素吸收的。根据光合色素功能的不同，可将其分为： ①反应中心色素 (reaction centre pigments) ②聚光色