植物生理学-第三章植物的光合作用.ppt

C4howitworksCreateshighconcofCO2HasPEPcarboxylase01030204C4途径的调节光对酶活性调节光对酶量的调节代谢物调节CAM(景天酸代谢)途径：在仙人掌科，凤梨科等植物中进行。FiniSaguarocactus白天有机酸脱羧，参加卡尔文循环。夜间固定CO2，产生苹果酸，贮藏于液泡中。叶绿素分子受光激发后的能级变化”红光区:被红光激发，电子跃迁到能量较低的第一单线态蓝光区:被蓝光激发，电子跃迁到第二单线态。叶绿素：01图8叶绿素分子对光的吸收及能量的释放示意图虚线表示吸收光子后所产生的电子跃迁或发光，实线表示能量的释放，半箭头表示电子自旋方向配对电子的自旋方向：单线态；三线态；第一单线态；第二单线态02(二)激发态的命运放热发射荧光与磷光色素分子间的能量传递光化学反应1.放热Chl*→Chl+热Chl*→ChlT+热ChlT→Chl+热另外吸收蓝光处于第二单线态的叶绿素分子，其具有的能量虽远大于第一单线态的叶绿素分子。但超过部分对光合作用是无用的，在极短的时间内以热能释放。由于叶绿素是以第一单线态参加光合作用的。在能量利用上蓝光没有红光高。激发态的叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量，此过程又称内转换或无辐射退激。2.发射荧光与磷光激发态的叶绿素分子回至基态时，可以光子形式释放能量。荧光。磷光。Chl*Chl＋hν荧光发射ChlTChl＋hν磷光发射磷光波长比荧光波长长，转换的时间也较长，而强度只有荧光的1%，故需用仪器才能测量到。10-9s10-2s离体色素溶液为什么易发荧光？对提取的叶绿体色素浓溶液照光，在与入射光垂直的方向上可观察到呈暗红色的荧光。因为溶液中缺少能量受体或电子受体的缘故。荧光猝灭剂：在色素溶液中，如加入某种受体分子，能使荧光消失。常用Q表示。在光合作用的光反应中，Q即为电子受体。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无效指标的依据。第三节电子传递和光合磷酸化产生了高能电子推动着光合膜上的电子传递。原初反应的结果:引起水的裂解放氧以及NADP+的还原；建立了跨膜的质子动力势，启动了光合磷酸化，形成ATP。这样就把电能转化为活跃的化学能。电子传递的结果:光合链一、电子和质子的传递指定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。希尔(1960)等人提出并经后人修正与补充的“Z”方案。即电子传递是在两个光系统串联配合下完成的，电子传递体按氧化还原电位高低排列，使电子传递链呈侧写的“Z”形。010302(二)光合电子传递体的组成与功能PSII反应中心结构模式图PSⅡ的生理功能是吸收光能，进行光化学反应，产生强的氧化剂，使水裂解释放氧气，并把水中的电子传至质体醌。PSⅡ复合体PSⅡ是含有多亚基的蛋白复合体。组成：聚光色素复合体Ⅱ、中心天线、反应中心、放氧复合体、细胞色素和多种辅助因子。PSⅡ复合体的组成与反应中心中的电子传递(2)水的氧化与放氧CO２+2H２O*光叶绿体(CH２O)+O2*+H２O01放氧复合体(OEC)又称锰聚合体(M,MSP)，在PSⅡ靠近类囊体腔的一侧，参与水的裂解和氧的释放。水的氧化反应是生物界中植物光合作用特有的反应，也是光合作用中最重要的反应之一。02每释放1个O２需要从2个H2O中移去4个e-，同时形成4个H＋。03(三)光合电子传递的类型根据电子传递到Fd后去向，将光合电子传递分为三种类型。非环式电子传递H２O→PSⅡ→PQ→Cytb６/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→NADP＋4个e-，2个H2O，1个O2，2个NADP+，8个光量子，8个H+2.环式电子传递(1)PSⅠ中环式电子传递：PSⅠ→Fd→PQ→Cytb６/f→PC→PSⅠ环式电子传递不发生H2O的氧化，也不形成NADPH，但有H+的跨膜运输，可产生ATP，每传递一个电子需要吸收一个光量子。(2)PSⅡ中环式电子传递：P680→Pheo→QA→QB→Cytb559→P680也有实验指出PSⅡ中环式电子传递为：P680→Cytb559→Pheo→P680Cytb5593.假环式电子传递0102030405也叫做梅勒反应(Me