植物生物學(xué)：4.4光合作用

1、 第四章第四章 植物的物質(zhì)與能量代謝植物的物質(zhì)與能量代謝 第四節(jié)第四節(jié) 光合作用光合作用 光合作用：是綠色植物在光下利用二氧化碳和水光合作用：是綠色植物在光下利用二氧化碳和水, , 合成有機物質(zhì)，并放出氧氣的過程。合成有機物質(zhì)，并放出氧氣的過程。 溫溫 度度 光合效率光合效率 低光低光 強光強光 A B 磷酸 ADP ATP 光合作用的總過程光合作用的總過程 NADPH NADP+ 光光 CO2糖類糖類 光反應(yīng)光反應(yīng) 暗反應(yīng)暗反應(yīng): ATPADP+Pi 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能的過程活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能的過程 碳同碳同 化化 1.1.光合作用色素光合作用色素 葉綠素葉綠素：a

2、a、b b、c c、d d 類胡蘿卜素：胡蘿卜素、葉黃素類胡蘿卜素：胡蘿卜素、葉黃素 藻膽素藻膽素 2.2.光合作用過程光合作用過程 光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換過程光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換過程原初反應(yīng)原初反應(yīng) 電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能過程電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能過程電子傳遞電子傳遞 和光合磷酸和光合磷酸 化化 光反應(yīng)光反應(yīng)( (光下光下) ) 暗反應(yīng)暗反應(yīng)( (光光/ /暗暗) ) 3.3.光合作用與呼吸作用關(guān)系光合作用與呼吸作用關(guān)系 圖3-10 色素分子吸收光子后能量轉(zhuǎn)變 E1 E2 E0 第二單線態(tài) 第一單線態(tài) 第一三線態(tài) 熒 光 磷 光 聚光色素系統(tǒng)：聚光色素聚光色素系統(tǒng)：聚光色素( (天線色素天

3、線色素) )。 作用中心：原初電子供體、作用中心色素作用中心：原初電子供體、作用中心色素 ( (陷阱陷阱) )、原初電子受體。、原初電子受體。 原初反應(yīng)：基粒類囊體上進(jìn)行原初反應(yīng)：基粒類囊體上進(jìn)行 光合單位：結(jié)合在類囊體膜上能進(jìn)行光合作光合單位：結(jié)合在類囊體膜上能進(jìn)行光合作 用的最小結(jié)構(gòu)單位。用的最小結(jié)構(gòu)單位。 非環(huán)式光合磷酸化非環(huán)式光合磷酸化 環(huán)式光合磷酸化環(huán)式光合磷酸化 電子傳遞和光合磷酸化：基粒類囊體上進(jìn)行電子傳遞和光合磷酸化：基粒類囊體上進(jìn)行 光系統(tǒng)光系統(tǒng)(PS)(PS)：類囊體膜內(nèi)側(cè)，水光解和放氧。：類囊體膜內(nèi)側(cè)，水光解和放氧。 電子傳遞鏈：醌類物質(zhì)電子傳遞鏈：醌類物質(zhì)(Q)(Q)、

4、細(xì)胞色素、細(xì)胞色素( (CytCyt) )、質(zhì)體質(zhì)體醌醌 (PQ)(PQ)、質(zhì)體藍(lán)素、質(zhì)體藍(lán)素(PC)(PC)、鐵氧還蛋白、鐵氧還蛋白( (FdFd) )、 黃素蛋白黃素蛋白(FAD)(FAD)、輔酶、輔酶( (NADPNADP+ +) )。 光系統(tǒng)光系統(tǒng)(PSPS) )：類囊體膜外側(cè)，：類囊體膜外側(cè)，NADPNADP的還原。的還原。 光合磷酸化：電子傳遞過程中釋放的能量使基質(zhì)中的光合磷酸化：電子傳遞過程中釋放的能量使基質(zhì)中的 ADPADP磷酸化，形成磷酸化，形成ATPATP，葉綠體光合電子傳，葉綠體光合電子傳 遞鏈中的這種磷酸化作用稱光合磷酸化。遞鏈中的這種磷酸化作用稱光合磷酸化。 同化力：

5、同化力：ATPATP、NADPHNADPH 碳同化：基質(zhì)中進(jìn)行碳同化：基質(zhì)中進(jìn)行 l C C3 3途徑途徑( (卡爾文循環(huán)卡爾文循環(huán)) ) 羧化階段羧化階段 還原階段還原階段 更新階段更新階段 l C C4 4途徑途徑 l 景天酸代謝途徑景天酸代謝途徑(CAM(CAM途徑途徑) ) C C3 3、C C4 4和和CAMCAM植物比較植物比較 光合作用與細(xì)胞呼吸比較 光合作用呼吸作用 1.以CO2和H2O為原料； 2.產(chǎn)生有機物糖類和H2O; 3.葉綠素等捕獲光能； 4.通過光合磷酸化把光能轉(zhuǎn)變 為ATP； 5.H2O的氫主要轉(zhuǎn)移到NADP+， 形成NADPH+H+； 6.糖合成過程主要利用ATP和 NADPH+H+； 7.僅有含葉綠素的細(xì)胞才能進(jìn) 行光合作用； 8.只有光照下才能發(fā)生； 9.發(fā)生于真核細(xì)胞的葉綠體中。 1.以O(shè)2和有機物為原料； 2.產(chǎn)生CO2和H2O； 3.有機物的化學(xué)能暫時貯存于ATP中 或以熱能消失； 4.通過氧化磷酸化把有機物的化學(xué)能 轉(zhuǎn)化成ATP； 5.有機物的氫主要轉(zhuǎn)移到NAD，形成 NADH+H+; 6.細(xì)胞活動是利用ATP和