光合作用专题讲义.docx

光合作用专题讲义基质类囊体:贯穿在基粒I光合作用专题讲义桂林中学 唐海萍[竞赛要求]光合作用的概念及其重大意义光合作用的场所和光合色素光合作用的全过程(光系统I和光系统II)(光呼吸)外界条件对光合作用的影响(饱和点、补偿点)光合作用的原理在农业生产中的应用[知识梳理]一・光合作用概述「叶绿体腐膜1基质(分布与暗反应有关的酶,:叶绿体中由许多'基粒类囊体:组成基粒的?⑴分布:类囊体膜(光合膜)⑵种类及作用①、叶绿素(3):叶绿素b(3:1),吸收、传递光能,少数叶绿素a能转换光能。主要吸收蓝紫光和红橙光②、类胡萝卜素(1):胡萝卜素和叶黄素(2:1),吸收、传递光能。主要吸收蓝紫光③、藻胆素:常结合成藻胆蛋白。主要有藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白三类。作用:吸收传递光能。仅存在藻类。应注意吸收光谱只说明光合色素吸收的光段,不能进一步说明这些被吸收的光段在光合作用中的效率,要了解各被吸收光段的效率还需研究光合作用的作用光谱,即不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈绿色,而在反射光下呈红色的现象。磷光现象:叶绿素在去掉光源后,还能继续辐射出极微弱的红光(用精密仪器测知)的现象。呈态第二单线态第一单线态色秦分子对光能的吸收janfeM的转亜示意图荧光现象和磷光现象图示3、光合过程光反应暗反应三个1、原初2、电子传递和3、碳同化阶段反应光合磷酸化能量转变光能f电能电能一活跃化学能活跃化学能一稳定化学能贮能物质量子十电子ATP、NADPH糖类(磷酸丙糖)转变部位类囊体片层类囊体片层叶绿体基质光能的吸收、传递和转换原初反应:为光合作用最初的反应,它包括光合色素对光能的吸收、传递以及将光能转换为电能的具体过程(图5・1)。光子閔r_1百划!右囲由忍附:参加原初反应的色素「反应中心色素(“陷阱”色素):具光化学活性,2作用捕获光能,将光能转换为电能。(1)按功罷分: 少数特殊状⑵光合单位:每吸收与传递1个光子到反应中心完成光化*反应所需起协同作用的色素分子。包括聚光色素系乡和光合反应中心两部分。所以光合单位又定义为:乡合于类囊体膜上能完成光化学反应的最小结构的T能单位。⑶原初反应的基本过程:①聚光色素分子吸收光能本身被菠发。②光能由聚光色素分子传递到作用中心色素分子。③彳用中心色素分子被激发成激发态。④激发态作用中心色素夕子将电子传递给原初电子受体。⑤失去了一个电子的作用耳心色素分子从原初电子供体获得一个电子,色素分子恢复龙状。该过程可表示为:D-P-A—jD・P+・A,―>D+ePeA"D・P-A 为光系统或反应中心Donor(原初电子供体)pigment(作用中心色素)Acceptor(原初电子受体)注意:高等植物的最终电子供体是水,最终电子受体是NADP+o这一氧化还原反应(光化学反应)的完成,实现了将光能转化为电能。二、电能转化为活跃的化学能光系统:指色素和蛋白质及其他物质的复合体,呈颗粒状,存在于类囊体膜上。每一系统包含250-400个叶绿素和其他色素分子。分光系统I和光系统II,2个光系统之间有电子传递链相连接。光系统I(PSI):作用中心色素为P700,P700被激发后的主要特点是把电子供给Fd(铁氧还蛋白),在NADP+还原酶的参与下,Fd把NADP+还原成NADPH。PSI的光化学反应是长波长反应。光系统II(PSII):作用中心色素为P680,P680被激发后的主要特点,电子供给pheo(去镁叶绿素),引起水的光解和放氧,并把从水分子中夺取的电子传给PSI两个光化学反应的关系可用下式来表示:»NADPH+H*+0计2H*HADP*••• <、•仇 -rTTTtI—A—-AAA l^tr口甘t—证据:红降现象:当光合作用作用光的波长大于685nm时,虽然这仍在叶绿素的吸收范围,但光合量子产额(植物每吸收1个光子所释放氧分子的个数或吸收CO2分子的个数)却急剧下降的现象。双光增益效应(爱默生效应):在远红光(波长大于685nm)条件下,如果补充红光(波长650nm),则量子产额大增,并且比这两种波长的光单独射时的总和要大。这样两种波长的光促进光合效率的现象叫双光增益效应(爱默生效应)。660 G80 700 720 740波K/riffl02⑴①水的光解:h2o是光合作用中02来源,也是光合电子的最终供体。水光解的反应:2H2O^O2+4H++4e光合电子传递链(光合链)概念:光合链是指定位在光合膜上的、一系列互相衔接的电子传递体组成的电子传递的总轨道。由于各电子传递体具不同的氧化还原电位,负值越大代表还原势越强,正值越大代表氧化势越强,据此排列呈形,又称为“Z方案”(图