植物生理学光合电子传递课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,光合电子传递方式,1,、概念：,指在原初反应中产生的高能电子经过一系列的电子传递体，传递给NADP+，产生NADPH的过程。,光合链 类囊体膜上的PS,（光系统）和PS（光系统）之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道。,各种电子传递体具有不同的氧化还原电位,负,值越大 还原势越强,正,值越大 氧化势越强,电子传递链上各个载体依氧化还原电势高低，呈“Z”形串联排列，称之为光合作用电子传递的,Z 方案,。,1、由PS,、,Cytb,f、PS,组成,2、P680至P680*，P700至P700*为逆电势梯度，“上坡”过程由聚光素吸收光能后推动。,3、水的氧化与,PS,电子传递相联系，NADP+的还原与,PS,的电子传递相联系。,2、光合电子传递途径,（1）,非环式电子传递：,PS,和PS共同,受光激发，串联起来推动电子传递，从水中夺取电子并将电子最终,传递给NADP,+,，,产生O,2,和NADPH+H,+,，为开放式通路。,（2）环式电子传递：PS受光激发而,PS未受光激发,时，PS产生的电子,传给Fd（铁氧还蛋白）,，通过Cytb,6,f复合体和PC（质蓝素）返回PS，形成了围绕PS的环式电子传递，为闭合式循环。,（3）假环式电子传递：与非环式电子传递途径相似，只是水裂解的电子不传给NADP,+,，而是,传给分子O,2,，形成超氧阴离子自由基，后经一系列反应,形成H,2,O,。（,梅勒反应,）,3、三者的电子传递过程,（1）,非环式电子传递,(noncyclic electron transport),H,2,O,PS,PQ Cytb,f,PC PSFdFNR,NADP,（2）,环式电子传递,(cyclic electron transport),PS,Fd,PQ,Cytb,f,PC,PS,（3）,假环式电子传递,(pseudocyclic electron transport),H,2,O,PS,PQ,Cytb,f,PC PS Fd,O,三、光合磷酸化,1、,定义,指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为ATP的过程。,（由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联产生ATP的过程）,2、类型,非循环光合磷酸化（基粒片层）,循环光合磷酸化（基质片层）,（一）,非循环光合磷酸化（non,cyclic photophosphorylation,）,电子流经PS,、PS，产生ATP、NADPH、O,2。,光,2ATP+2NADPH+O,2,2ADP+2Pi+2NADP,+,+2H,2,O,（二）循环光合磷酸化,(cyclic photophosphorylation),PS,产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外H,+,浓度差，只,引起ATP的形成,，而,不释放O,2,，也无NADP,+,的还原反应。,ADP+Pi,光,ATP,此过程中，电子经过一系列传递后降低了能位，最后经过PC（质蓝素）重新回到原来的起点形成一个闭合回路。,(三)光合磷酸化机制化学渗透假说,在电子传递和ATP合成之间,起偶联作用的是膜内外之间存 在的质子电化学梯度。,1、类囊体的电子传递体中，,PQ可传递电子和质子,，而其他传递体（PC和Fd等）,只传递电子,，不传递质子。,2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留在膜,内侧,，电子进入电子传递链中的PQ。,3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将质子排入膜,内侧,，电子传给PC。,质子浓度和电位：膜,内,侧膜,外,侧，产生质子浓度差和电位差（质子动力），当H,+,沿着浓度梯度返回膜外侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。,（四）ATP合酶（ATP synthase）,是一个大的多亚基单位的复合物。,1、功能：利用质子浓度梯度把ADP和Pi合成ATP，将ATP的合成与电子传递和H,+,跨膜转运偶联起来（偶联因子）。,2、组成,头部（CF,1,）类囊体表面，5种多肽（,）组成。,尾部（CF,0,）伸入类囊体内，4种多肽（,、,）组成。,CF,0,起链接ATP合酶的膜部分和催化部分的作用。,和多肽随意排列，似橘子一样，两者与ADP和磷酸结合，催化ADP的磷酸化，其他多肽起调节作用,（五）PMF驱动ATP合成的机制,人们广泛接受的是1997年的诺贝尔化学奖获得者Paul Boyer最早提出的“结合变化机制”（binding change mechanism）。,质子流经过CF,0,时，释放能量，直接推动多肽,以及与其相连的,和多肽旋转，于是带动多肽转动，构象循环的变化，多肽的旋转引起多肽的构象变化，在多肽上的核苷酸的结合位点也发生变化。,CF,1,有3个不同的核苷酸结合位点，且每一个位点有不同的状态：,松弛（L），与核苷酸结合松弛的位点,紧密（T），与核苷酸紧密结合的位点,开放（O），无底物与核苷酸结合的位点,结合变化机制认为：ADP和Pi一开始结合在O位点，随着质子流的能量推动,多肽旋转120，使这3种核苷酸结合位点的构造也随之发生改变。T位点（含ATP）转变为O位点，释放ATP；L位点（含ADP和Pi）转变为T位点，推动ATP的合成，而不需另外的能量；O位点就恢复与ADP+Pi结合。此时，再一次供给能量，再旋转120，蛋白质构象又重新循环，OLTO，多肽每旋转360，可产生3个ATP分子。,ADP+Pi,Proten Flux,H,2,O,H,+,ATP,合酶作用机理,谢谢！,