植物生理学 第四章 植物光合作用.PPT

第4章 光合作用（Photosynthesis） 第1节 光合作用的研究历史及意义第2节 能量转换细胞器 —— 叶绿体第3节 光合色素 第4节 光反应第5节 光合碳同化第6节 影响光合作用的因素第7节 提高植物光能利用率的途径 第1节 光合作用的研究历史及意义 The sun is the universal source of energy in the biosphere. As earth’s primary producers, green plants are the ultimate solar collectors. They harvest the energy of sunlight by converting light energy to chemical energy, which they store in bonds formed when they synthesize carbohydrates from carbon dioxide and water. Plant use much less than 1% of the radiant energy. 光合作用的研究历史 有机物质的来源? O2的来源? 光合作用的本质? 挖掘光合作用的潜力? 超级稻、高光效能源植物 … … 袁隆平院士、匡廷云院士 H2O + CO2 → CH2O + O2O2 的来源？ 绿硫细菌和紫硫细菌利用H2S为H源，进行光合作用： 2H2S + CO2 → CH2O + H2O + 2S Robert Hill(英)：离体叶绿体及其碎片在可以被还原的物质（e受体，如Fe3+）溶液中，照光时，可释放O2： 2H2O+ 4Fe3+ → 4H+ + O2 + 4Fe2+ 用18O标记H2O，释放出18O2： 2H2*O+ CO2 → CH2O + H2O + *O2 表明：光合作用的本质是H2O被氧化、 CO2被还原的反应. 第2节 能量转换细胞器 —— 叶绿体 叶绿体的电镜照片 叶绿素(Chlorophyll): Chl a, b, c(褐藻 ), d(红藻 ) 类胡萝卜素(Carotenoids): 胡萝卜素 叶黄素 藻胆素( Phycocobilins) 藻类光合色素 所有的叶绿素和类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中 叶绿素的化学结构和性质：1、 卟啉环头部： 4个吡咯环，其中心1个Mg与4个环上的N配位结合； 带电，是发生电子跃迁和氧化还原反应的位置； 呈极性，亲水，与类囊体膜上的蛋白结合。2、 双羧酸尾部：  1个羧基在副环(E)上的以酯键与甲基结合——甲基酯化； 另一个羧基（丙酸）在D环上与植醇（叶绿醇）结合——植醇基酯化； 非极性，亲脂，插入类囊体的疏水区，起定位作用 类胡萝卜素的化学结构和性质 1. 8个异戊二烯单位形成的四萜 2. 两头对称排列紫罗兰酮环 3. 不饱和C、H结构，疏水、亲脂 光合色素的吸收光谱 Chl: 强吸收区: 640-700nm(红) 400-500nm(蓝紫); 不吸收区: 500-600nm (呈绿） Carotene: 强吸收区: 400-500 (蓝紫); 不吸收区：500以上（呈黄色或红棕色） 颜色 紫外 紫 蓝 绿 黄 橙 红 远红 红外 波长 100~ 400~ 425~ 490~ 550~ 585~ 640~ 700~ 740 (nm) 400 425 490 550 585 640 700 74