【植物生理学】第3章--光合作用.pptx
第四章植物的光合作用;碳素营养是植物的生命基础。按照碳素营养方式的不同，植物可分为两种：
1）只能利用现成的有机物作营养，这类植物称为异养植物(heterophyte)，如某些微生物和少数高等植物；
2)可以利用无机碳化合物作营养，并且将它合成有机物，这类植物称为自养植物(autophyte)，如绝大多数高等植物和少数微生物。
绿色植物光合作用最广泛，合成的有机物质最多，与人类的关系也最密切。;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;Carboncycle;第一节光合作用的概念、意义和研究历史;1.光合作用总反应式确定;19世纪40年代初，由发现能量守恒定律的RobertMayer明确提出了植物同化日光能的原理，明确了光合作用的总反应方程式：;
这一错误的假设是如何被纠正的呢?
（1）细菌光合作用
1930年，Stanford大学Niel
细菌光合作用：CO2+H2SCH2O+S
CO2+H2OCH2O+O2;
（2）希尔反应和希尔氧化剂；
4Fe3++2H2O4Fe2++4H++O2
(3)18O的研究:;2.光反应和暗反应；;;第二节叶绿体与光合色素;
基粒
;Movie;光合膜
是植物利用光能制造食物分子最重要的场所。;第二节叶绿体与光合色素;二、光合色素的化学特性;（一）叶绿素;（二）类胡萝卜素
胡萝卜素和叶黄素是由8个异戊二稀单位组成的四萜;（一）吸收光谱：
日光经过棱镜折射，形成连续不同波长的光，即可见光谱
光是一种电磁波粒子性质光子的能量与其波长成反比
紫光波长最短，能量最大；红光波长较长，能量小;叶绿素a和b的吸收光谱主要在兰紫光区和红光区
胡萝卜素和叶黄素在兰紫光区
它们都不吸收绿光，所以叶片主要为绿色。
;叶绿素a和b吸收光谱和作用光谱：;（二）荧光与磷光现象;荧光与磷光;（一）合成途径
以谷氨酸和α-酮戊??酸为原料，经一系列酶的催化，首先形成无色的原叶绿素，然后在光下被还原成叶绿素。;;
;第二节叶绿体与光合色素;第三节光合作用的机理;第三节光合作用的机理;一、原初反应
概念：
包括光能的吸收、传递与转换过程
特点：
1.速度快10-12秒
2.与温度无关（可在液氮温度下进行）;;（二）光能的传递;P反应中心色素分子
P*激发态反应中心色素分子
A原初电子受体
D原初电子供体
;原初反应总结;二、电子传递和光合磷酸化
(一)光系统;
两个现象
1.红降(reddrop)波长大于685nm
2.双光增益效应或爱默生效应
爱默生(Emerson)1957年波长大于685nm补充红光波长约650nm;从叶绿体分离出两个光系统,每一个光系统具有特殊的色素复合体及一些物质。
光系统Ⅰ(photosystemⅠ,简称PSⅠ)的颗粒较小，直径为11nm，主要分布在类囊体膜的非叠合部分；
光系统Ⅱ(photosystemⅡ，简称PSⅡ)的颗粒较大，直径为17.5nm，主要分布在类囊体膜的叠合部分。
两者的组成成分有所不同。
;（二）光合电子传递体及其功能
1.PSⅡ
（1）PSII的结构与功能;（2）PSⅡ的水裂解放氧
PSⅡ的一个重要功能是进行水裂解。
希尔反应：
;;这一结果实际上否定了第一种可能性。;;（3）PSⅡ中的电子传递
;QA是单电子传递体，每次反应只接受一个电子生成半醌
它的电子再传递至QB，
QB是双电子传递体，QB可两次从QA接受电子以及从周围介质中接受2个H+而还原成氢醌(hydroquinone)QH2。
这样生成的氢醌可以与醌库的PQ交换，生成PQH2。;;2.细胞色素b6f复合体;3.PSⅠ;;4.光合电子传递链
光合链：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。经过补充和修改而形成的“Z”方案。
;光合链的特点;电子传递和质子传递过程;电