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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,*,7 光合作用,主讲:,7.1 光合作用早期研究,7.2 光合自养生物是生,物圈生产者,7.3 光性质与叶绿素,7.4 光系统与光反应,7.5 暗反应与葡萄糖,形成,1/23,7.1 光合作用早期研究,1642年 比利时科学家,Helmont,1770年英国牧师,Priestley,大玻璃罩 老鼠 蜡烛,显微镜 气孔,2/23,氧气起源,1930年，Stanford大学 Niel,细菌光合作用：CO,2,+H,2,S CH,2,O +S,CO,2,+H,2,O CH,2,O +O,2,植物光合作用表示式,：,3/23,10年后 同位素示踪 CO,2,+H,2,18,O CH,2,O +,18,O,2,证实：在光合作用中，不是CO,2,而是H,2,O被光解放出了O,2,。,4/23,7.2 光合自养生物是生物圈生产者,光合自养生物,植物利用太阳能制造食物分子供自我代谢需要，原料CO,2,和H,2,O，为其它生命直接或间接地提供了食物，是生物圈生产者；,光合自养生物主要种类,陆生植物,藻类,光合细菌,植物：自养,食肉动物 食草动物,真菌：以有机物为营养,5/23,叶绿体和光合膜,叶片 叶绿体 分布于叶肉组织 气孔控制着CO,2,和O,2,进出叶绿体形状类似于一个凸透镜，直径范围为2-7,m。叶绿体外包被是双层生物膜，膜内含有称为基质致密液体，悬浮分布于基质中是一些膜系统，它们是一系列排列整齐扁平囊状结构称之为,类囊体,。部分类囊体相互垛叠在一起像一摞硬币，称为基粒,6/23,光合膜,是植物利用光能制造食物分子最主要场所。,7/23,7.3 光性质与叶绿素,光是一个电磁波 粒子性质 光子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,日光经过棱镜折射，形成连续不一样波长光，即可见光谱,光性质,8/23,光子照射到一些生物分子 电子跃迁到更高能量水平 激发态：,叶绿素分子是一个能够被可见光激发色素分子，在光子驱动下发生得失电子反应是光合作用过程中最基本反应。,9/23,叶绿素,叶绿素分子由碳和氮原子组成 卟啉环与叶醇侧链相连结 叶醇侧链插入到类囊体膜中,光合作用色素主要包含叶绿素a，叶绿素b，胡萝卜素，藻胆素等,叶绿素a开启光反应,10/23,问题:为何植物都是,绿色,？,11/23,不一样波长光作用下光合效率称为作用光谱,1883年，德国 Engelmann 水绵 丝状绿藻 螺旋带状叶绿体 好氧游动细菌 棱镜 不一样波长光 向着红光和蓝光区域聚集,12/23,分光光度计,13/23,7.4光系统与光反应,光反应,发生在类囊体膜上,暗反应,发生在叶绿体基质中,14/23,光系统,由叶绿素分子及其蛋白复合物、天线色素系统和电子受体等组成,单位称为,光系统,。光反应由两个光系统及,电子传递链,来完成。,光系统I,（PSI）含有被称为“P700”高度特化叶绿素a分子,光系统II,（PSII）含有另一个被称为“P680”高度特化叶绿素a分子,叶绿素b 胡萝卜素 天线色素复合物吸收或捕捉太阳能 传递给P700和P680,反应中心叶绿素分子被激发 放出高能电子,15/23,光系统I中 P700被光能激发 原初电子受体 传给铁氧还蛋白 最终电子受体NADP,+,一个氢质子被结合形成还原型NADPH 形成电子空穴 光系统II反应中心P680分子受光激发 电子传递链 原初电子受体质体醌、细胞色素b,6,-f复合物和质体蓝素到P700 填充了P700电子空穴 电子传递时 能量逐步下降 形成跨膜质子梯度 造成ATP形成 在光系统II中被激发后失去电子P680分子怎样再生？水裂解 填补空穴 氧气释放 提供氢质子用以形成NADPH.,光能传递和电子传递链,16/23,非环路光合磷酸化路径和电子传递链,17/23,环路光合磷酸化,环路 高能电子 原初电子受体、铁氧还蛋白、细胞色素、质体蓝素 氧化型P700分子 基态 电子能量逐步降低 ATP,18/23,光反应小结：,1.叶绿素吸收光能并将光能转化为电能，即造成从叶绿素分子起始电子流动。,2.在电子流动过程中，经过氢离子化学渗透，形成了ATP，电能被转化为化学能。,3.一些由叶绿素捕捉光能还被用于水裂解，又称为水光解，氧气从水中被释放出来。,4.电子沿传递链最终到达最终电子受体NADP,+,，同时一个起源于水氢质子被结合，形成了还原型NADPH，电能又再一次被转化为化学能，并储存于NADPH中。,光合作用暗反应依赖于光反应中形成ATP和NADPH。,19/23,7.5 暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖形成,12NADPH+12H,+,+18ATP+6CO,2,C,6,H,12,O,6,+12NADP,+,+18ADP+18Pi,叶绿体基质中,不停消耗ATP和NADPH，固定CO,2,形成葡萄糖循环反应，Calvin循环,20/23,二磷酸甘油醛作为中间产物代谢,21/23,有些人幻想和构想：有朝一日，科学家将光合作用机理搞清楚，并将植物光合作用全套基因转移到人头发中，在头发中模拟光合作用过程，那么，只要在人头上撒点水、再晒晒太阳，在头发中便完成了二氧化碳加水合成葡萄糖过程，葡萄糖从头发中输送到人体各部分，吃饭历史使命便可宣告结束了,22/23,植物生长必须依赖于水、泥土、空气和阳光，在光合作用中，不是CO,2,而是H,2,O被光解放出了O,2,。光合自养生物主要包含植物、蓝细菌和其它光合细菌等。,叶绿体双层膜内含有基质和类囊体，光合作用色素、光系统和电子传递系统都位于类囊体膜上，光合膜是植物利用光能制造食物分子最主要场所。,叶绿素a是开启光反应主要色素，其它色素主要起捕捉和转递光能作用。叶绿素分子是能够被可见光激发色素分子，在光子驱动下发生得失电子反应是光合作用过程中最基本反应。,光合作用分为光反应和暗反应两大部分。光反应发生在类囊体膜上；暗反应发生在叶绿体基质中。,类囊体膜上由叶绿素分子及其蛋白复合物、天线色素系统和电子受体等组成单位称为光系统。,光反应发生时，光系统I反应中心P700被光能激发，将其高能电子传递给最终电子受体NADP,+,，与起源于水氢质子结合形成NADPH；同时光系统II反应中心P680分子受光激发，放出高能电子由光系统II流向光系统I，这一过程中电子能量逐步下降造成跨膜质子梯度造成ATP形成；光系统II中强氧化态P680分子又使水裂解放出电子，填补了P680电子空穴，氧气从水中被释放。,光合作用暗反应是不停消耗光反应形成ATP和NADPH并固定CO,2,形成葡萄糖循环反应。,本章摘要,23/23,
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