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光合作用 §1 光合作用及其重要性 光合作用Photosynthesis : 绿色植物利用叶绿体色素所吸收的光能将简单的低能的无机物H2O、CO2转化为复杂的富含能量的有机物同时放出O2的过程。 光合作用的意义： 无机物→有机物：　植物每年同化C　2×1011吨， 太阳能→化学能：　植物年贮能3× 1021焦耳。 净化环境，调节大气成分： 　　CO2→O2 光合作用导致游离氧的产生，使生命延伸到陆地，并改变了大气成分。 光合作用使大气中的CO2、O2保持相对稳定。 §2　叶绿体和叶绿体色素 一、叶绿体的结构 注： 原核生物内没有叶绿体，但有些原核生物如蓝藻具有光合作用色素和光合作用有关的酶，细胞内有片层结构供其附着，所以也能够进行光合作用。 二、　叶绿体色素 种类 叶绿素chlorophyll 类胡萝卜素carotenoid 藻胆素phycobilin 表：放氧生物叶绿体色素的组成 Question: 所有进行光合放氧的生物都具有那种色素： A．叶绿素a, 叶绿素b??? ?????B．叶绿素a, 叶绿素c C．叶绿素a, 类胡萝卜素???D．叶绿素a，藻胆素 以下对蓝藻生理性质的描述不正确的是：（ ） A．光合自养生物，含有叶绿素a，b和β胡萝卜素 B．含有固氮酶，可进行生物固氮 C．无有性生殖现象 D．某些蓝藻在有机质丰富的水体中过量繁殖可导致水华的产生 化学特性 叶绿素 组成　chla: C55H72O5N4Mg; chlb: C55H70O6N4Mg 化学结构 不溶于水，但可溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚等有机溶剂。Chla呈蓝绿色，Chlb呈黄绿色。 在提取叶绿体色素时，通常用的试剂有哪些 A．80％的丙酮 B．甘油 C．氯仿 D．95％乙醇 A D 藻胆素： 结构：由4 个 吡咯环通过共轭双键连在一起(相当于把chl的卟啉环拉直)。 作用：吸收光能。 溶于稀盐酸和热水中，藻红素呈红色，藻蓝素呈蓝色。 三 叶绿体色素的光学特性 太阳光的连续光谱与光的能量 太阳光的连续光谱： 光的能量：q=hv=hc/λ E=N hv=N hc/λ 其中h为普朗克常数（6.63×10-34J·S）,v是频率。N为阿伏加德罗常数，E为每一摩尔光子所具有的能量(称为该种光的爱因斯坦值。) 由上式可见，不同波长的光，频率不同，所含能量也不同： 2) 叶绿体色素对太阳光的选择吸收 A: 叶绿素 B.其它色素 类胡萝卜素吸收蓝光，光吸收在400~500nm；藻红素吸收绿光和黄光；光吸收在420~600nm，藻蓝素吸收橙红光，光吸收在500~650nm。 3)荧光现象和磷光现象 叶绿体溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，称为荧光现象 。在去掉光源后(10-2~102S)，仍能发出红光，称为磷光现象。 荧光和磷光现象说明了： 叶绿素能被光所激发，这是将光能转化为化学能的第一步。 在植物活体上看不到荧光现象，而在叶绿素提取液中可见，说明活体植株叶绿素所吸收的光能被传递下去，用于光合作用了。 §3 光合作用机理 目前已证实，光合作用分光反应和暗反应两个阶段，前者发生在类囊体膜上，后者发生在叶绿体基质中。 光反应 暗反应 碳的固定： 形成稳定的化学能 一 原初反应 Primary Reaction 原初反应是光合作用的起点，它包括光能的吸收、传递以及将光能转化为电能，这一切都发生在类囊体膜上。 光能的吸收与传递 光照到叶绿体上时，类囊体膜上的叶绿体色素吸收光能而激发，由于 色素分子排列紧密及其特殊的共轭体系，光量子可在色素分子间以诱导共振的方式传递，最后传给反应中心的chla。 Antenna complex acts as energy funnel 例： 类囊体膜上天线色素分子的排列是紧密而有序的，从外到内依次排列，这种排列有利于能量向反应中心转移，并且保证能量不能逆向传递。属于这种排列的有： A．类胡萝卜素、叶绿素b、叶绿素a B．类胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b C．叶绿素b、叶绿素a、类胡萝卜素 D．叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素 A 二 电子传递和光合磷酸化 原初反应产生的电子，经光合电子传递链传递下去，并最终生成活跃的化学能ATP和NADPH Ⅰ：电子传递需两个光系统：PSⅠ和PSⅡ 两个光系统的发现： 　　　———红降现象和双光增益效应 红降 red drop:　Emerson在1943年研究不同波长的光的光合效率时发现，当光的波长大于685nm时，虽然仍在叶绿素的吸收范围，但光合量子产额（每吸收1个光量子所放出O2的个数或吸收CO2的个