高级植物生理学.ppt

研究意义和动态 意义 热点: (1)放O2机理. (2)光合作用运转及调节. (3)光抑制 (4)叶绿素荧光及其应用 (5)对光、CO2响应模型及机制  第一节 叶绿体 一、 结构与成分 被膜： 外膜 内膜 间质 ：(含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA 核糖体等) 类囊体 (基粒) 基粒片层 间质片层 化学组成 一 叶绿体色素 种类及光化学特性 叶绿素 叶绿素a，兰绿色 叶绿素b，黄绿色 类胡萝卜素 胡萝卜素(α、β、γ)橙黄色 叶黄素 黄色 藻胆素 藻红蛋白 (仅存在于红藻、蓝藻中) 藻蓝蛋白 化学组成 二 核酸:叶绿体基因组（120多个基因） 1.与光合作用有关基因 光系统Ⅰ作用中心A1,A2蛋白;光系统ⅡD1,D2蛋白; 细胞色素Cytb6/f复合物;ATP合酶;Rubisco大亚基等. 2.叶绿体基因表达所需基因 rRNA,tRNA,RNA聚合酶,DNA聚合酶,等. 3.其他基因 化学组成 三 蛋白质 1.色素(脂,核酸)蛋白复合体 2.电子载体 3.酶 4.转运体 膜蛋白分布不均衡 化学组成 四、 脂类:膜脂 1.糖脂 2.磷脂 化学组成 类囊体(膜)脂特点: 1.糖脂含量高,而磷脂相对少. 2.不饱和脂肪酸含量高,尤其亚麻酸,使膜富于流动性. 3.非双层结构,具不对称性. 意义？ 第一节 叶绿体 二、 功能（不仅仅合成碳水化合物？） 1.光合作用全过程 2.其他 A 被固定碳的储存,转运; B 亚硝酸盐硫酸盐的还原,蛋白质氨基酸的合成; c DNA,RNA的合成; D 脂类,萜类,酚类的合成. 第一节 叶绿体 三、 光合单位 位于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位,包括: 捕光天线系统(聚光色素蛋白复合体,LHC) 外周天线 内周天线 反应中心:中心色素分子(P680,P700) 原初电子供体 原初电子受体 “天线移动”假说 状态转换的意义: 1.平衡激发能在光系统间的分配; 2.提高光能利用率; 3.防御光破坏. 第三节 原初反应 一、光能的吸收与传递 (一) 激发态的形成 Chl（基态）+hυ 10－15S Chl*（激发态） (二)激发态的命运 激发态不稳定，易发生能量的转变，转变的方式： 1.放热 为何在能量利用上蓝光没有红光高? 由于叶绿素是以第一单线态参加光合作用的。所以一个蓝光光子所引起的光合作用与一个红光光子所引起的光合作用是相同的，多余的能量在降级过程中也是以热能释放。 2. 发射荧光与磷光 3.色素分子间的能量传递(光化学反应) Chl*1＋ Chl2 Chl1＋Chl*2 供体分子 受体分子   传递方式: 1.激子传递(exciton transfer) 2.共振传递(resonance transfer) 传递方向 总方向:反应中心,且不可逆. 问:接近反应中心的色素分子光谱吸收峰偏向红端? 叶绿素b 叶绿素a ? 离体色素溶液为什么易发荧光? 这是因为溶液中缺少能量受体或电子受体的缘故。 在色素溶液中，如加入某种受体分子，能使荧光消失，这种受体分子就称为荧光猝灭剂(fluorescence quencher)，用Q表示，光反应中，Q即为电子受体。 猝灭:由于某种原因引起荧光水平的降低. 光化学猝灭:光化学反应引起 非光化学猝灭:热耗散等 色素发射荧光的能量与用于光合作用的能量是相互竞争的，这就是叶绿素荧光常常被认作光合作用效能指标的依据,被认为是光合作用的内探针(无损伤)。 叶绿素荧光分析 叶绿素荧光分析具有直观、简便,获得结果迅速,反应灵敏,可定量,对植物无破坏、干扰少的特点。 可用于叶绿体、叶片,也可以遥感用于群体、群落。它既是室内光合基础研究的先进工具,也是室外自然条件下诊断植物体内光合机构运转状况、分析植物对逆境响应机理的重要方法。 叶绿素(a)荧光及其应用 1.活体叶绿素荧光的起源 2.荧光产率(ＰＳⅡ量子产率) Φf=Kf /(Kf + Kh+ Kp×