第四章：植物的光合作用.ppt

光合作用的重点 （一） 叶绿体的结构 叶绿体在荧光显微镜下呈红色 在电子显微镜下的叶绿体 (一)叶绿体的发育、形态及分布 1.发育 2.形态 3.分布 4.运动 1.发育 2.形态 3.分布 4.运动 1.发育 2.形态 3.分布 4.运动 1.发育 2.形态 3.分布 4.运动 (二)叶绿体的基本结构 2.基质及内含物 叶绿体中的DNA 光合膜类囊体片层堆叠的生理意？ 类囊体膜蛋白复合体分布的不均匀性 二、光合色素 的化学特性 （一） 光合色素的结构和性质 2.类胡萝卜素(carotenoid) 及其结构特点 叶色的变化 叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素在类囊体膜中以非共价键与蛋白质结合在一起。 一条肽链上可结合若干色素分子，组成色素蛋白复合体， 推测各色素分子在蛋白中的排列和取向有一定规律，以使光能在色素分子间迅速传递。 (三) 叶绿素的生物合成 2. 影响叶绿素形成的条件 * (2) 温度 叶绿素形成的最低温度约2℃，最适温度约30℃,最高温度约40℃。 秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白，都与低温抑制叶绿素形成有关。 高温下叶绿素分解大于合成，因而夏天绿叶蔬菜存放不到一天就变黄；相反，温度较低时，叶绿素解体慢，这也是低温保鲜的原因之一 小结： 一个叶绿体内基粒的数量及构成基粒的类囊体的数目与细胞的生理需求和环境条件等有关，一般处于生长期或成熟期的叶肉细胞内叶绿体的数目及类囊体垛叠程度高，光、温度、水分、矿质养分供应状况都影响叶绿体的发育。 4.类囊体膜上的蛋白复合体 蛋白复合体：由多种亚基、多种成分组成的复合体。 主要有四类：即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase）。 类囊体膜的蛋白质复合体参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应。 由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为光合膜。 PSI和ATPase 光系统Ⅱ（PSⅡ） Cytb６/f复合体 存在于基质片层和基粒片层非堆叠区 主要存在于基粒片层的堆叠区 分布较均匀 第二节 叶绿体和光合色素 一、叶绿体 二、光合色素 1. 叶绿体的结构 2. 类囊体膜上的蛋白复合体 光合色素的性质和吸收光谱 (1). 叶绿素 在光合作用的反应中吸收光能的色素 三种类型 (2). 类胡萝卜素 (3). 藻胆素 Chl. a、Chl. b （藻类中c.d） 胡萝卜素，叶黄素 藻红素，藻兰素，仅存在于红藻和兰藻中 第二节 叶绿体和光合色素 （三）叶绿素的生物合成 （二）光合色素的吸收光谱 二、光合色素 第二节 叶绿体和光合色素 (一) 光合色素的结构 1、叶绿素 使植物呈现绿色的色素 高等植物含有叶绿素a、b两种。叶绿素a(chla)呈蓝绿色，叶绿素b(chlb)呈黄绿色。 COOCH3 叶绿素a C55H72O5N4Mg COOC20H39 ? COOCH3 叶绿素b C55H70O6N4Mg COOC20H39 ?叶绿素是双羧酸的酯。叶绿素a与b很相似，不同之处是叶绿素a比b多两个氢少一个氧，两者结构上的差别仅在于叶绿素a第二个吡咯环上的一个甲基(-CH3)被醛基(-CHO)所取代(图3-2a)，故前者极性小。 a 叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇(植醇)的“尾巴”。 图3-2 主要叶绿素的结构式 亲水性，脂溶性 四个吡咯环以四个甲烯基构成的卟啉环 叶绿素＋水 叶绿酸钾盐＋甲醇＋叶绿醇 KOH 皂化反应 叶绿素在碱性条件下发生皂化反应 卟啉环上的共轭双键和中央镁离子易被光激发而引起电子得失，使叶绿素具有特殊的光化学性质。 卟啉环中的镁离子可被H＋、Cu＋、Zn＋所置换。 Chl+H+ 去镁叶绿素＋Mg2+ 向叶绿素溶液中放入两滴5％盐酸摇匀，溶液颜色的变为褐色，