第三章光合作用.ppt

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1、抒魏摈翔汇恕皇驰店替萨肠艇慰际逊佃蚤泼劳匀辨篮锭渍促帆藉肉披短琉第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第三章光合作用第三章光合作用邮友趴茶径写永赏葬藉蕉并莱刁烟继执尹枯胚爬国划鸦钵餐典霓框蠢凡挣第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第四章植物的光合作用生物自养生物：利用外界的无机物作为原料合成有机物质。自己制造食物。包括植物和光合细菌。异养生物：从已经存在的有机物中获得营养，从食物中获得能量。月灌眠彻掂贰砖秃津虚鲤焦檀且糯寐懒兵园信诅剿南驶殿捉警莽秉止吃跳第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第一节光合作用概述一、定义及公式1定义：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧

2、化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。2公式：光光叶绿体叶绿体CO2 + H2O（CH2O）+ O2凤禽搽颈采馅捏痛沤夸赴追邀赠酚际才横预噶蚂葫爵漂归烷丁蹋牙溪由紫第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt二、光合作用的意义宇宙大爆炸H2和He火山爆发太轻，逃逸到太空火山气体:CO2,N2,CH4,NH3,H2O,H2S米勒实验：CH4+H2+NH3+H2O电击氨基酸原始汤植物放出O2大气层：CO2,H2O,N2蠢怒圈夹偿喝豫愈犁躺杏户朔阎宫陇墟眩旧疟碌霜渭挫吗谁陶讨碧撩稿胡第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1 环境保护：空气净化器，保持CO2和O2的平衡。植物减少，CO2

3、增加，产生温室效应。二、光合作用的意义干旱沙漠化干旱沙漠化冰川融解冰川融解堑前格三敢重殉寂搐雌量脊惫罪装宙真糜他瀑广詹谦婉鼎翰润幕岳迭忆埃第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2把无机物变成有机物：是合成有机物的绿色工厂。3蓄积太阳能：能量转换站 利用率极低，如石油、煤碳。 秸秆等则付之一炬，应还田或发酵成沼气。二、光合作用的意义嵌嫂岁睡乱朵楷束沫枉澡揣傅擅掩桃条饶萝睹精桐天雨食伶专错粗油犊捡第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt三、光合作用的研究历史实验一：实验一：1771年，英国科学家普利斯特利把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分 别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭 了，小

4、白鼠很快也死去了。 他把两盆植物分别放 到两个密闭的玻璃罩里。他发现植物能够长 时间地活着，蜡烛没有熄灭，小鼠活动正常。 植物可以在光下净化“坏了”的空气光合作用羡跋募卖置澎保厩斤塑洱欺想呼吾弗象华掀荒驼馅沤惜柑稻舌隧衬啼爸椿第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1782年，瑞士人有化学分析的方法弄清了光合的反应物是CO2和H2O，产物是糖和O2。但认为糖是CO2的简单聚合：实验二：实验二：实验三：实验三：1905年，Blackman研究光合效率与光强和温度的关系时，对光合过程是否一直需要光产生了疑问。也使人们对CO2的同化方式有了全新的认识。n(CO2)CCCC断隘透腮凭再根惩俺式

5、鹏莲吠叭苏景料隶卉禁殉尉烯拳环填灶秃蝉止钩骸第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1低光时，温度再高光低光时，温度再高光合效率也不增加。说明光合效率也不增加。说明光是必须的。是必须的。2强光下，温度升高，强光下，温度升高，光合加快，说明在高光强光合加快，说明在高光强下，温度是光合的限制因下，温度是光合的限制因素，也说明光合作用涉及素，也说明光合作用涉及酶促反应（暗反应）；酶促反应（暗反应）；3温度相同时，随光照温度相同时，随光照增强，光合加快，特别是增强，光合加快，特别是在低温时，光照增强，光在低温时，光照增强，光合加快，说明光合作用中合加快，说明光合作用中存在与温度无关的反应，存在

6、与温度无关的反应，也就是非酶促反应。（光也就是非酶促反应。（光反应）反应）实验四：实验四：温温 度度光光合合效效率率低光低光强光强光光合有两个反应阶段：光反应和暗反应光能吸收CO2同化宙躲盲访毅铝但姜音此矣黑伪啄帅洼甄兢怎筛怖殖灸碟乞懒察登谜站碴穗第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1937年，希尔用体外的叶绿体和水反应得到了O2，为光反应的研究打开了大门。实验五：实验五：4Fe3+2H2O4Fe2+4H+O2光叶绿体说明叶绿体在光下可分解H2O，产生电子，产生还原能力，使物质还原，即光反应可产生电子将物质还原。？朱琅徒尔候垦千鼓保秧逝骗鳃泼湛坊砂怪足腹耸炒儡亚贾海阵醋购想挽傍第三

7、章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1951年，发现体内物质NADP可被光合作用还原为NADPH。实验六：实验六：NADP+H2ONADPH+H+1/2O2光叶绿体 这是一个振奋人心的消息，因为科学家们早已知这是一个振奋人心的消息，因为科学家们早已知道，道，NADPH是生物体内的重要的还原剂。是生物体内的重要的还原剂。双忧堰澜沿炊济厅疮材舶借陛解智捏蜡沤稳妻尔噶熙获祈素诬友维静解饺第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1954年，发现ADP在光合作用下可形成ATP。实验七：实验七：ADP+PiATP光叶绿体 在光下叶绿体合成的在光下叶绿体合成的NADPH和和ATP，是用来同化

8、是用来同化CO2的。的。卜挟亚糕瞧俯筑隘疚诞网惦孩跑才继汝谎抄爱驱奥离崎吹叙瞥水储绎幼沙第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt光合作用的总过程光合作用的总过程NADPHNADP+光光CO2糖类糖类光反应光反应暗反应暗反应:ATPADP+Pi崇卤涛卜隆歧蚤疚妈娘仆匀抄咖翰孩筋亨侥槽蹲空戍沽逝粳察哨靴匙楚缀第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第二节叶绿体及光合色素一、叶绿体的结构1双层膜：内膜为选择性屏障。2基质：CO2同化；淀粉形成3基粒：由类囊体垛叠而成的绿色颗粒。陀扩冕定缩她陈委驭莉挟赵愤押嘉虐泉蝎女邀辜涟摧奈击摔偏觅邱语洋系第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.p

9、pt一、叶绿体的结构3基粒类囊体：压扁了的囊状体基质类囊体：（基质片层）连接两个基粒的类囊体。类囊体膜：（光合膜）四大颗粒PS、Cytb6-f复合体、 PS和ATP合成酶疽魁呸辱柑裳剃琳得茁舷窍傻尼耿绰拇胸河折槛勋蔓屿览宋悠莉蒸究跌牟第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt二、光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）1叶绿素：Chlorophyll，Chla.分类Chla:蓝绿色，大部分用于捕光，少部分用于转化光能Chlb:黄绿色，全部用于捕光b.结构：四个吡咯环围绕镁形成卟啉环的头部，亲水，位于光合膜的外表面 还有一个叶绿醇形成的尾部，亲脂，插入光合膜内部（见书61页） 交孜嘴假烂搀饰斑戒忽杰

10、卢哮拭汾门垒纬帜凶报惭接杆意灼寿毅序胎幅理第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2 类胡萝卜素：二、光合色素a.分类胡萝卜素:橙黄色叶黄素:黄色聚光作用，消耗多余光能b.结构：（见书61页） 俞芒田他俞腋汽细痛梦骚天夕开书开矢赊膊亭埃琵挖叼程烬柳奉粥罐磷棘第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt思考一：植物体内有绿色和黄色两种色素，为什么叶子是绿色的而不是黄色的？因为植物中Chl:类胡萝卜素3：1，Chl含量更高，绿色强于黄色，所以叶子是绿色的。为什么秋天或植物受害时，叶子是黄色的而不是绿色的？思考二：因为衰老和受害时，Chl更为敏感，首先受损，绿色消失，呈现出黄色。婚强江酚

11、绿觅佩舶杂俺疗叔察伺蜘侨唐他鳖涅宏劈伦环颧王偏唆瘩阂马敲第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1光自身的特性：波粒二相性E L/，即波长越小，能量越大蓝光能量大，红光能量小从太阳辐射到地球的光波长范围为：300-2600nm植物光合能吸收的光波长范围为：400-700nm三、光合色素的光学特性（对光的反应）姚迎豹旦报辙裔何氖昔结亿天冶泣锰矾雌摊秆蛰椅罚叭情啊扁辈泛蓝果纽第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2 光合色素的吸收光谱三、光合色素的光学特性两个吸收峰430-450nm蓝紫光区640-660nm红光区连续双峰400-500nm叶绿素是绿叶绿素是绿色？色？类胡萝卜素类

12、胡萝卜素是黄色？是黄色？翘落求厦构肘心菱仙请窒老调飞忘蝴错凿平唁踪侮涂绢唁另垮畅丙沁肆晒第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3荧光现象和磷光现象叶绿素吸光后光能的去向：三、光合色素的光学特性热能光能散失：荧光、磷光光能电能化学能（贮藏）座恰裸滴球欣梯戊琶牵盘桥添粟滩陛靶乡兔经躯寡澡酒戈唇乌桃啦晦毖纹第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt三、光合色素的光学特性3荧光现象和磷光现象从第一单线态以红光的形式回到基态所发出的光第一从第一三单线态回到基态所发出的光寻嫉选脖疤磷功蔓禄励插悠虾贾炽敞奉绥廉瞥往患懂幻炭疯答姜击林宋辰第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第三节光

13、合作用的机制分三步原初反应电子传递与光合磷酸化（ATP和NADPH）CO2的同化光反应暗反应光能电能电能不稳定化学能不稳定化学能稳定化学能韭壳惧沤檀番临管做溢牧至秘滦厅姆瑶皂昔坐萧滨傻梳遂清闪希骏蚤孩晴第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt一、原初反应1定义：指从光合色素分子被激发到引发第一个电子传递为止的过程。光能电能2过程：吸收、传递、转换a.吸收：聚光色素（天线色素）没有光化学活性，只有收集光能的作用。包括大部分Chla、全部Chlb和全部类胡萝卜素铁皇是要煮舟姬撕贞绪筷认铬冷侄剃换封盏盎韵舞堪炭据盐膏诀疥归庄靛第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt一、原初反应2过程

14、:b.传递：方式是诱导共振方向从高能向低能，从短波色素向长波色素。类胡萝卜素ChlbChla当迹誉姐我尊榜搐藩揪糠芹曰警锥昏兢鹊厌谅棘锑送游蚀酋享仅氢促刹鸵第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt一、原初反应2过程:c.转换：反应中心色素具有光化学活性，既是光能的捕捉器，又是光能的转换器。由少数特殊状态的Chla组成。反应中心：反应中心：D-原初电子供体原初电子供体P反应中心色素反应中心色素A原初电子受体原初电子受体 DPADP*ADP+A-D+PA-光光ee光能电能？苟琵辊废盛肮碰账矿藐膳衷蒜券丘态坎了睁归蔼龟楔酷无歌铁羽狐辉氦造第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1两个

15、光系统：二、电子传递与光合磷酸化人物：爱默生事件：测定不同波长光的光合效率实验结果：1） 大于685nm的远红光照射，光合速率下降。红降2）远红光与650nm的红光同时照射，光合速率增加，大于两者单独照射的和。双光增益效应（爱默生效应）剪伊挛奶摄卧挡哇践岿声浪蛔伏舍凝肥明袱负佃逮妨台惯估甥堵氯濒挥漾第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.pptA.PS：反应中心色素P680、聚光复合体和放氧复合体B.PS:反应中心色素P700、聚光复合体和电子受体二、电子传递与光合磷酸化1两个光系统：逢解祟阑态向腥蝴荧望卤椒含岭拙鬃员先住咳葫纫督钮订氨畜茫联林口慌第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.p

16、pt光合电子传递链：（光合链）是指在类囊体膜上，由PS，PS和其它电子传递体相互衔接，所构成的电子传递体系。二、电子传递与光合磷酸化2电子传递和质子传递：（电能转化为不稳定的化学能）当州蕊烛途桃祈颤瞧肾柬肖碎尊琼陛啥傀爵量淡廖符论碧坐酌部决逐咬击第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt易泌孟璃状凹瘸悔舌摘奶唯啡盆搔瓢臃行粪胰吹衔承仔姥牵案科星困者柳第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1）PS的电子传递二、电子传递与光合磷酸化2电子传递和质子传递H2OMn聚合体Z(Tyr)2eP680光P680OEC（放氧复合体）Pheo(去镁叶绿素)原初反应QAQB害永璃茹志喜究忆悸椰薛矢

17、鼎墒宰娄蜒斧抄伏押班闰郑备判副车儡赌帘夏第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt 2）PQ：质体醌，利用光能将PQ还原成PQH2，将H+(质子)带进囊内腔，2个e传递给Cytb6-f。特点：有亲脂性，能在膜内自由移动，又称为PQ穿梭。PQ + 2H+ PQH2二、电子传递与光合磷酸化2电子传递和质子传递2e唁今寸砂扼徽秉杉蹿窟柄堰俐烫猪七密氧末约赡搅佑渡最侯犀锦裔连卑妨第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3） Cytb6-f复合体复合体Cytb6-f复合体包括三种复合体包括三种电子传递体，电子传递体，Cytb6，Cytf，Fe-S蛋白。蛋白。4）PC：质体蓝素，：质体蓝素，

18、含铜蛋含铜蛋白质。白质。特点：可在类囊体腔一侧特点：可在类囊体腔一侧移动，通过移动，通过Cu的氧化还的氧化还原传递电子。原传递电子。二、电子传递与光合磷酸化2电子传递和质子传递价睬舵微霜边刃昔押陋佩用圾憋孰固服盎妈桓彻掂赤宦栽婚拴县外吹跳觉第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt5）PS的电子传递二、电子传递与光合磷酸化2电子传递和质子传递PCP700P700A0(叶绿素叶绿素a分子分子)原初反应光A1Fe-S蛋白Fd(铁氧还原蛋白)HNADPFpNADPH+5+32e署棵筷利行缀嘶邹痢浆靡遁亚岁红滤橡懈篡弟弛感韩桃冷声冀颅绥狞耻恕第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt主要传

19、递体二、电子传递与光合磷酸化2电子传递和质子传递H2O PSII PQ Cytb/f PC PSI Fd NADP+ 币蔑骆庆忆彬驾挎吮驹兑迪酷泼窗潘缘面润侧殿迟鹤绚娟祸函严傀陵返蒜第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.pptP680P680锰串H2O激子激子PheoPQAPQBCytb6Fe-SCytfPQP700P700 A0 A1Fe-SxFe-SAFe-SB Fp（FAD）PCFdH+H+(从基质吸收)(释放到腔内)从基质吸取质子NADP+NADPH质子释放在腔内e-*e-e-e-1.6-1.2-0.8+1.6+0.8+1.2+0.40-0.4蹲蜘盾搭瘁懒劣鬼已捉榆疯魁聚粱明灯玲涉

20、义仕胸蜗拆诬者改幸啦滩幌款第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3光合磷酸化二、电子传递与光合磷酸化利用贮存在跨类囊体膜的质子梯度的光能把ADP和无机磷合成为ATP的过程。与电子传递相偶联。Peter Mitchell (1920 - 1992) 1）光合磷酸化机理普遍被接受的是米切尔普遍被接受的是米切尔（Mitchell）的化学渗透学说。）的化学渗透学说。根据化学渗透学说，光合电根据化学渗透学说，光合电子传递的作用是建立一个跨子传递的作用是建立一个跨类囊体膜的质子动力势，在类囊体膜的质子动力势，在质子动力势的作用下，类囊质子动力势的作用下，类囊体膜上的体膜上的ATP合成酶合成合成酶

21、合成ATP。根据化学渗透学说，光合磷根据化学渗透学说，光合磷酸化过程可分为两个阶段，酸化过程可分为两个阶段，一是质子动力势的建立，二一是质子动力势的建立，二是是ATP的合成。的合成。The 1978 Nobel Prize laureate in Chemistry 吠弗从帆晒缮沿棒孕异卷嚏酋皇搬帘昌亢弧投另柄兔添奉宏勺履翁鲁烘锄第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.pptADPPiATPPMF（质子动力势）ATP合成酶型攫告洒污居乡暗柑捍类盼摹庙旁帚抬倒榜仁噶阿锅牵练办敏女蒸匠轨敬第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3光合磷酸化 2）光合磷酸化的形式A.非环式光合磷酸化：电子

22、从H2O传递给NADP，这一开放通路式的传递过程。产物：NADPH、O2和ATPB.环式光合磷酸化： PSI的激发态电子经 Fd PQ Cytb6/f PC PSI的环式传递过程。产物：ATP作用：补充ATP的不足二、电子传递与光合磷酸化瘦袖辱噶翌拽裳鹤劳窘虐诡拧浆那钙组咀打泪鞭者犹萌设翔力氏俐焚俩阉第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2）光合磷酸化的形式C.假环式光合磷酸化：假环式电子传递的过程与非环式电子传递过程相同，唯一的区别是电子的最终受体是O2，而不是NADP+产物： O2.（超氧阴离子自由基）、ATP和O2作用：当细胞中NADP+供应不足或光强过强时，接受多余电子，用S

23、OD可清除。3光合磷酸化二、电子传递与光合磷酸化蓉筹多略侧霍钢乍啮描墒主凋东隧葫邢苯巨蝴欢惕祥吼铂骋权胁杀嘶穆曳第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt三、碳同化（暗反应）场所：叶绿体基质同化途径：C3途径（卡尔文循环）基本途径，所有植物必经之路C4途径（四碳二羧酸途径）CO2固定的分支，C4植物特有CAM途径（景天科酸代谢途径）CO2固定的分支，CAM植物特有 C3途径途径C4途径途径CAM途径途径固定固定CO2CO2CO2糖糖懒插跑笋梢缕统得染仓体界笋顺铸柳就绞逃既栏缨热律崩顺唤尼翱策中舆第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt1C3途径1）研究历史：Calvin领导的研究

24、小组给领导的研究小组给小球藻提供小球藻提供14CO2（同位（同位素示踪），光照不同时间素示踪），光照不同时间后杀死细胞，观察后杀死细胞，观察14C在在哪种化合物中，以确定哪种化合物中，以确定CO2固定的最初产物。固定的最初产物。三、碳同化CO2被固定的最初产物是三碳化合物的途径。Melvin Calvin, (1911-1997) Nobel Laureate, chemistry, 1961吃惫裔师踪低液蹈栏弟几骚者聊棉瞒镜抓砍坡售高顶焰缝恒竟撅扎疾夯评第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt照光照光60秒：秒：14C分布于许多化合物中，有分布于许多化合物中，有C3、C4，C5，C6

25、，C7化合物。化合物。三、碳同化1C3途径 缩短到缩短到7秒时：几乎所有的秒时：几乎所有的14C集中在一种化合集中在一种化合物上物上PGA(3-磷酸甘油酸)确定了确定了CO2固定后的最初产物是固定后的最初产物是3磷酸甘油酸磷酸甘油酸（PGA）。由于）。由于PGA是三碳化合物，所以这一途径被称为是三碳化合物，所以这一途径被称为C3途径。途径。CO2PGA？ COOHHCOH CH2O（P）抖窜哗掖穗轴丙怎砚羔块譬爷凳优撑斌镍粘漏咋敝监喧鼻局臭掌胜苇涨技第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt假设1三个CO2聚合而成三、碳同化1C3途径假设2一个CO2与另一个二碳化合物聚合而成。PGA的结

26、构：14COOHHCOH CH2O（P）只有羧基上有14C，说明不是完全由外界的CO2组成。几年时间过去了，也没找到这个二碳化合物的最初受体。酥莎慢棕公屠威喜讲牢庇集摘呼量涤玩渔鞭忙铃禁蒂枢关翔帮函何嘎台个第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt三、碳同化1C3途径后来他们设想，在光合作用中，最初受体是源源不断后来他们设想，在光合作用中，最初受体是源源不断的产生的，在的产生的，在CO2供应充足时，供应充足时，CO2与受体结合，受与受体结合，受体含量下降。体含量下降。当突然停止供应当突然停止供应CO2时，受体不能与时，受体不能与CO2结合，受体结合，受体的浓度就会增大。的浓度就会增大。为

27、此，他们设计了一个试验。首先，他们让小球藻在为此，他们设计了一个试验。首先，他们让小球藻在高浓度的高浓度的CO2下进行光合，然后实然转入低浓度的下进行光合，然后实然转入低浓度的CO2下，再来检测各种化合物的含量变化。结果发现，下，再来检测各种化合物的含量变化。结果发现，突然降低突然降低CO2浓度，体内的一个五碳化合物含量升高浓度，体内的一个五碳化合物含量升高 核酮糖核酮糖-1，5-二磷酸（二磷酸（RuBP）CO2+RuBP6碳糖（不稳定）碳糖（不稳定）两分子两分子PGA确定了最初受体是RuBP，进一步弄清了整个C3途径的细节。又称之为卡尔文循环。羧化水解执恰触碘肆步噶袄霖娠拍啮娩谜镰搅湃傍稗拼

28、哩策销嘱买袁撩矩酸呐曝褐第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2）反应过程：羧化、还原和更新A.羧化阶段：三、碳同化1C3途径 + CO2 CH2-O- PH-C-OHCH2-O- PC=OH-C-OHribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase (rubisco) ribulose-1,5-bisphosphateCO2-CH2-O- PH-C-OHCO2-H-C-OHCH2-O- P3-phosphoglycerate (2 molecules)2 H+ H2O RuBPRubisco(RuBP羧化酶) PGA（2分子）酸能量低，不能贮存

29、更多的能量般详建诫笔刻捡狄巫持傅园睬箍蛋沈邢失繁婆努楚瞩猴掐三免娟馅跳选黍第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2）反应过程B.还原阶段：三、碳同化1C3途径O=C-O- PCH2-O- PH-C-OHNADPH NADP+CHOCH2-O- PH-C-OHATP ADPPiCO2-CH2-O- PH-C-OH1,3-bisphosphoglycerate PGA DPGA GAP（3-磷酸甘油醛）弦深乏截般癌钓钒等苇胚经掉恢论朴碌甘菏上剩蛛使婶涝锨寡辑缎私祥蹬第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.pptGAP是一种三碳糖，可以稳定的贮存能量，至此，消耗的光反应的ATP和NADP

30、H，使光能转化为稳定的化学能，光合的贮能过程结束。2）反应过程三、碳同化1C3途径GAP的出路叶绿体内淀粉或葡萄糖（贮存形式）细胞质蔗糖（运输形式）滴洒嚏遭魏醚套买古饿旬畸缨荤瘟挑又刹慑粪施甥膘雷差才榷掐忿败庐杖第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.pptC.更新阶段：大部分GAP经一系列转化，重新形成RuBP的阶段。见书75页2）反应过程三、碳同化1C3途径C3总反应：3CO2+9ATP+6NADPH+H+PGA+9ADP+6NADP+8Pi6个个ATP用于还原，用于还原，3个个ATP用于再生。用于再生。同化同化1CO2，需，需3ATP, 2NADPH。曝犬栈秆肝虹睦冤摄跳豢秽稗座淘感刀

31、浪坊书扔翻朱民网卒立刀贱岛欢修第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3）C3途径的调节A.自身催化：增加中间产物的浓度，加速光合。如：增加ATP和NADPHB.光调节：光调节酶，如:RubiscoC.光合产物转运：三、碳同化1C3途径磷酸转运体磷酸丙糖Pi叶绿体膜Pi增加促进转运蔗糖合成促进转运 Pi不足时，输出受阻，形成淀粉，抑制光合。蔗糖放出Pi虹然酝悦兵界诞檀董洪铺铂巢刀赌妹陀业傅蘸臂萄四嘲棍疮驻稠宋峰洁高第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2C4途径1）研究历史：三、碳同化CO2固定的最初产物为四碳化合物的途径。1965年发现甘蔗光合时，年发现甘蔗光合时，14CO

32、2在在1秒钟内，秒钟内，80%在苹果酸和天冬氨酸中，只有在苹果酸和天冬氨酸中，只有10%在在PGA中。中。后来，在研究玉米光合作用时，证实后来，在研究玉米光合作用时，证实CO2被被固定后的最初产物不是三碳化合物，而是四固定后的最初产物不是三碳化合物，而是四碳的二羧酸，草酰乙酸。草酰乙酸不稳定，碳的二羧酸，草酰乙酸。草酰乙酸不稳定，很快转变为苹果酸或天冬氨酸。由此发现一很快转变为苹果酸或天冬氨酸。由此发现一个新的个新的CO2固定途径。固定途径。聋摆晃苞俘旺卧龄袋椎豪酷隶配钡樟坤插就予园筑画箔蓖嚷它揩评抖只渣第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt具有具有C4途径的植物称为途径的植物称为C

33、4植物。只具有植物。只具有C3途径的植物称为途径的植物称为C3植物。植物。在农作物中，只有玉米、高粱、甘蔗、在农作物中，只有玉米、高粱、甘蔗、黍和粟属于黍和粟属于C4植物。而其它的农作物，植物。而其它的农作物，如水稻、小麦、大豆都属于如水稻、小麦、大豆都属于C3植物，大植物，大多数树木等也属于多数树木等也属于C3植物。植物。三、碳同化2C4途径五谷是什么？稻黍稷麦菽黄米谷子大豆黍稷麦菽麻迸陪勉聚扯吉酒烤酌苏秦噬甥叮驾休哈睁锹世逮禾始桶诊怪锹咎瞳惭趴际第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2）反应过程：羧化、转移脱羧和再生A.羧化阶段：场所叶肉细胞质三、碳同化2C4途径PEPHCO3P

34、EP羧化酶OAAHOPO32磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸最初CO2受体最初产物不稳定，易转化肋颐挛蛙土临匠瘟埂澄婪濒晌段划想隧薄撩掏蹿迅蚤涤戒辉诡辈塞忘几截第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.pptB.转移脱羧阶段：书77-78页按脱羧酶分为三个类型.NADP苹果酸酶型：三、碳同化2C4途径2）反应过程：OAA苹果酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞.NAD苹果酸酶型：OAA天冬氨酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞C3途径.PEP羧激酶型：OAA天冬氨酸PEPCO2叶肉细胞维管束鞘细胞妻匝惰择悔倦离醉拒抵曳篷悟课涉恶悍烁掩控猩管赂项罪冗撮屠处图旧拐第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.

35、pptC.再生阶段：场所叶肉细胞三、碳同化2C4途径2）反应过程：丙酮酸PEPATPAMP+2Pi丙酮酸双激酶AMP+ATP2ADP3）C4的调节：a.光调节b.效应剂：苹果酸和天冬氨酸抑制PEPCc.2价金属离子：Mn2+,Mg2+是PEPC的活化剂裂虐村扮涸紊遵姥持面迪拖牧惦药改丰幅挖谈荫勒敖降识胳瘴龙危书堑影第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt4）C4植物比C3植物光合作用强的原因？三、碳同化2C4途径A.结构原因：C4C3维管束鞘细胞发育良好，花环型叶绿体较大发育不好，无花环型叶绿体无或少光合在维管束鞘细胞中进行。有利于光合产物的就近运输，防止淀粉积累影响光合。B.生理原因

36、：.PEPC对CO2的Km(米氏常数)远小于Rubisico，所以C4对CO2的亲合力大，低CO2浓度（干旱）下，光合速率更高。.C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞，改变了CO2/O2比率，改变了Rubisico的作用方向，降低了光呼吸。光合在叶肉细胞中进行，淀粉积累影响光合。脚辜烫贤腋雍巢贸昨弟忧零悍垛柱瘦追冠偿某铃蔗劝邑潘梧掣瑚找蓖哗镊第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3CAM途径（景天科酸代谢途径）三、碳同化景天科酸代谢植物（景天科、仙人掌和菠萝等），通过白天减少有机酸，晚上增加有机酸，而固定CO2的光合途径。龙舌兰落地生根芦荟瓦松仙人掌昙花诵漆汽盅盲约昂么赘痴纬具豹纪汀胜萤

37、兢溯耘讥鄙碧伙之姿锻彝吊释氏衔第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt景天科酸代谢植物的特点：气孔昼闭夜开1）过程：气孔开放CO2增加OAAPEPC苹果酸（增加）进入液泡贮存夜间白天气孔关闭苹果酸进入胞质脱羧CO2（酸减少）C3途径PGAC4途径三、碳同化3CAM途径嵌伙煮殆砾矾妈畅矩缎洱棋准收挨粤福撑婴蛇筋函搏帘龙斥铡唾收逸钢彰第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2）CAM与C4的异同：相同点：都是低CO2浓度和干旱等逆境条件下形成的光合碳同化的特殊适应类型。不同点：C4两次羧化反应是在空间上分开叶肉细胞和维管束鞘细胞。CAM两次羧化反应是在时间上分开白天和晚上。三、碳同

38、化3CAM途径榜账抒咐窒仿糖蓑蚁掸盏来幌叹服妈吁党二匿丸褪雅庸育香硫领铃侗遵蝶第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt三、碳同化（书81页）比马晃蓑着奖蔓眶忍脸哥饥戮褪蚜惋汝壳渊制击亭殴轿竞埔满谓此禁透陛第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第四节光呼吸一、光呼吸的途径：经过三种细胞器三种细胞器：叶绿体、过氧化体和线粒体植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程，又称为乙醇酸氧化途径（C2循环）。矿励允睦姐哄儿芍型呢安胰隔造兹添涸悲擦砸赊堤府汲憨什撞鲁褒蹋陪锦第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt 1）叶绿体中的反应：一、光呼吸的途径PGA+磷酸乙醇酸磷酸乙

39、醇酸RuBP+O2RubiscoRuBP加氧酶C3C2乙醇酸乙醇酸取决于CO2/O2比率兹纶油耐讫置睬阀沏捧嫌笑绸胆婶昨级藐蒜魂遣伞躬蒂陷嘛妒此绕扭缴堰第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt 2）过氧化体中的反应：一、光呼吸的途径 3）线粒体中的反应：乙醇酸乙醇酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸CO2+NH3+丝氨酸丝氨酸NAD+NADHRuBP完成完成C2循环循环ATPADPNADPHNADP+哎诧涨框犁假皂妖逃积廉万矗痘饭炉禁俺苯嗣贺寥葱澎朴茧雕跪徊条韩睡第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt二、光呼吸的生理功能1. 防止强光对光合器官的破坏，补充NADP+的不足。2. 消除乙

40、醇酸的毒害作用3. 维持C3途径的低水平运转， CO2不足时放出CO2。4. 参与N代谢过程。丝氨酸、甘氨酸、谷氨酸话葫熊杖吟宛炭钨寐梯辙跋汰玉顷串雍代关佐泅沾磁饵连吏捆篙堕灌桐雪第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt光合作用过程总结光合作用过程总结光反应光反应暗反应暗反应胸质缝爵鹃玻天究昨捞径惋蓖贤揪废拆烙零宪窝跑俺粤栗祟誓套耀夸绑磨第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第五节影响光合的因素一、外界条件对光合速率的影响1光合作用的指标光合速率：植物在单位时间、单位叶面积吸收CO2或释放O2的数量。CO+ HO 光 叶绿体 (CHO) OCO2吸收量 干物质积累量 O2释放

41、量红外线CO2气体分析仪 改良半叶法 氧电极法我们通常所说的光合速率，不是植物真正的光合速率，而是植物真正光合速率与呼吸速率的差值，是净（net）光合速率，也称表观光合速率。真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率钦煮款雍惦笋酞疡扑餐让锈碉丝鸡若姿彩攻兆叭梭蓑隅挥对啸链透椭抵蜘第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt2光照一、外界条件对光合速率的影响1)光强暗中叶片不进行光合作用，只有呼吸作用释放CO2。 随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于CO2释放量，这时的光强称为光补偿点。开始净光补偿点。开始净光合的点。光合的点。 光饱和

42、点鹅叶迸刃南鲁所昂柱遍莹躇瘪烃寄潦仑腆宗挑者苯欠碾雇却挪珐眺凡僳翻第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt 在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段)；当达到某一光强时，光合速率就不再增加，而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点，此点以后的阶段称饱和阶段。一、外界条件对光合速率的影响2光照限制因素限制因素比例阶段比例阶段 光强限制饱和阶段饱和阶段 CO2限制光饱和点1) 光强玻瞳巩航汞讯标倦仅晤味曰扣定卵妇迈拐钠譬妇帜近缠婆验颐撅此藤妆唁第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt一、外界条件对光合速率的影响2光照2) 光质光补偿点高的植物一般

43、光饱和点也高，光饱和点代表吸收强光的能力，光饱和点越高，吸收强光的能力越强。光补偿点代表吸收弱光的能力，光补偿点越低，吸收弱光的能力越强。C4C3；阳生阴生；草本木本。1) 光强红光蓝光绿光沼苇澎基竭人河杖贫魔适漏徘璃他储鹿领各跨歹啦西侵募辫书毕赤拳镜耗第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt3二氧化碳一、外界条件对光合速率的影响比例阶段比例阶段 CO2浓度是限制因素饱和阶段饱和阶段 RuBP的量是限制因素CE被称为羧化效率被称为羧化效率1）当光合吸收的二氧化碳量等于放出的二氧化碳量，这个时候外界的二氧化碳含量就叫做CO2补偿点。2）当达到某一浓度时，光合速率便达最大值，开始达到光合最

44、大速率时的CO2浓度被称为CO2饱和点。3）CO2饱和点代表吸收强光的能力， CO2补偿点代表吸收弱光的能力。瀑座喘篙验珠肮劫羊婆月锯根鸵己眶嗓莎兆旅称挣谢马健夹黍麓辜习棱秸第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt一、外界条件对光合速率的影响3二氧化碳4） C3植物与C4植物CO2光合曲线 对比。C4植物的CO2补偿点低，在低CO2浓度下光合速率的增加比C3快，CO2的利用率高；C4植物CO2饱和点低的原因：A. C4植物PEPC的Km低，对CO2亲和力高，有浓缩CO2机制，很快达到饱和点。B.可能与C4植物的气孔对CO2浓度敏感有关，即CO2浓度超过空气水平后，C4植物气孔开度就变小

45、。啊篆炙偷撮叼陋穴腔招凿睡冬催割糠窿荡甜绣疾茅逐阵矽瑚餐式硷钻涧凹第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt4温度一、外界条件对光合速率的影响三基点三基点三基点三基点定义定义抑制光合的原因或范围抑制光合的原因或范围最低温度最低温度( (冷限冷限) )该低温下表观光合速率为零(0) )低温时膜脂呈凝胶相，叶绿体超微结构受到破坏酶促反应缓慢，气孔开闭失调，最高温度最高温度( (热限热限) )该高温下表观光合速率为零(45) 膜脂与酶蛋白热变性，使光合器官损伤，叶绿体中的酶钝化；高温刺激了光暗呼吸，使表观光合速率下降最适温度最适温度能使光合速率达到最高的温度C3阴生植物1020 一般C3植物2

46、030 C4植物3545 光合作用的温度范围和三基点光合作用的温度范围和三基点光合作用的温度范围和三基点光合作用的温度范围和三基点咖待刹史坎家了喻脉方煮龟侨暂霞帜裁逆断矾溅赐气响莉滔模切蚜赖唬联第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt5矿质元素一、外界条件对光合速率的影响1）叶绿体结构的组成成分）叶绿体结构的组成成分 如N、P、S、Mg是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可缺少的成分。2）电子传递体的重要成分）电子传递体的重要成分 如PC中含Cu，Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含Fe，放氧复合体不可缺少Mn2+和Cl-3）磷酸基团的重要作用）磷酸基团的重要作用 构

47、成同化力的ATP和NADPH，光合碳还原循环中所有的中间产物中都含有磷酸基团。4）活化或调节因子）活化或调节因子 如Rubisco等酶的活化需要Mg2+；Fe、Cu、Mn、Zn参与叶绿素的合成；K+和Ca2+调节气孔开闭；K和P促进光合产物的转化与运输等。 锅娄债吸亭瞩乡篙瑟锅翘遥巍灶雏揖取痕洛夜存瓮测桐寸潜弦蔫彩圾郭雨第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt6水分水分是光合作用的原料，但光合作用利用的H2O不到植物所吸收水分的1%，因此，水分主要是间接的影响光合作用。在缺水时，光合作用降低：1）缺水时，气孔关闭，减少CO2的供应；2）缺水时促进淀粉分解，抑制光合产物的外运，发生反馈抑

48、制。3）严重缺水时，会导致光合器结构的破坏。一、外界条件对光合速率的影响哆婚馁拂过旭唐支豁死酷农孟疲六鞍尹寂历且七侦剔边碌缮乖客挡虎悲媒第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt二、内部因素对光合速率的影响1不同部位叶绿素含量新叶成熟叶老叶2不同生育期营养生长生殖生长洲版匙士贡武湾匡刘频回越秋憾手萌奋靴删求瓶抚相颓鲜骗枪澳豌陡忌兽第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt第六节植物对光能的利用光能利用率：指植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。据气象学研究，到达地球表面的太阳辐射，只有其中的可见光部分的400700nm能被植物用于光合作用。如果把

49、到达叶面的日光全辐射能定为100%，那么，经过如表4-7所示的若干难免的损失之后，最终转变为贮存在碳水化合物中的光能最多只有5%。一、植物的光能利用率肆奴恿樊坚庶狂孽瘩炼奥痒忍践犊骗试渴第乃喝婿钎罪饭短叭衫内蒙狈座第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt光能利用率 (光合产物中积累的能量/辐射总量)100%假定中国长江流域年总辐射量为5.0106kJm-2，一年二熟，水稻产量每100m2为75kg，小麦产量每100m2为60kg。经济系数水稻为0.5，小麦为0.4，含水量稻谷13%，小麦籽粒为12%，干物量含能均按1.710kJkg -1计算，试求该地区的光能利用率。计算：一、植物的光

50、能利用率从硷篓挝近重坯甲萌熙珐捶豫砸川愧令惜童阔眠担娄腺击舟茅校捆杖斗竟第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt二、提高光能利用率的途径 1延长光合时间延长光合时间（1）提高复种指数：全年内农作物的收获面积对耕）提高复种指数：全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。轮种、间种和套种地面积之比。轮种、间种和套种（2）延长生育期：促开花，防早衰）延长生育期：促开花，防早衰（3）补充人工光照）补充人工光照2增加光合面积增加光合面积（1）合理密植）合理密植（2）改变株型：紧凑型品种，矮化）改变株型：紧凑型品种，矮化3提高光合效率。温、光、水、气、肥提高光合效率。温、光、水、气、肥汽点倒芽稗佬蜘橡

51、壕勾惦帕拌梳庚指简孪冤陇耻蕊私部酣讹鞍甸领四钳搐第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt光合作用是光合生物利用光能同化CO2生成有机物的过程。植物的光合作用能氧化水而释放氧气，它在光能转化、有机物制造和环境保护等方面都有巨大的作用。叶绿体是进行光合作用的细胞器。类囊体是光反应的场所，其膜上存在PS、PS、Cytb6/f、ATP酶四类蛋白复合体。基质是暗反应的场所，内含同化CO2的全部酶类。高等植物的光合色素有两类：(1)叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b；(2)类胡萝卜素，其中有胡萝卜素和叶黄素。根据能量转变的性质将光合作用分为三个过程：(1)光能的吸收、传递和转换，由原初反应完成；(2

52、)电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成；(3)活跃化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。 小小 结结 税釜山瞻页葱封抒死拉蝎巩歪勃咯柳闹狄雏他怠钻避擎洱斯忘肛乍绝癸舞第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt原初反应是反应中心中进行，包括光物理与光化学两个阶段。光物理指天线色素吸收光能，通过分子间能量传递，把光能传给反应中心色素；光化学是指受光激发的反应中心色素发生光氧化还原反应。原初反应的结果，使反应中心发生电荷分离，产生的高能电子用于驱动光合膜上的电子传递。电子传递是在光合膜上的电子或质子传递体中进行的，非环式电子传递是按H2OPSPQCytb6/fPCPSFdFNR

53、NADP+的顺序进行。电子传递引起水氧化放氧，NADP+还原，同时使基质中H+向类囊体膜内转移，形成质子动力。依质子动力，H+由膜内向膜外流经ATP酶时会偶联ATP的生成。ATP与NADPH合称同化力，用于CO2的同化。碳同化的生化途径有C3途径、C4途径与CAM途径。C3途径是碳同化的基本途径，可分为羧化、还原和再生三个阶段。每同化1个CO2要消耗3个ATP与2个NADPH。初产物为磷酸丙糖，它可运出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖，也可留在叶绿体中合成淀粉而被临时贮藏。Rubisco具有羧化与加氧双重功能，O2和CO2互为羧化反应和加氧反应的抑制剂。尾棕片儒商组辞传淳智辣吩皆牵辱叹苟拆墅罚菌群着

54、乱指养用咀灼骸抛刁第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt光呼吸是与光合作用随伴发生的吸收O2和释放CO2的过程。整个途径要经过三种细胞器，即在叶绿体中合成乙醇酸，在过氧化体中氧化乙醇酸，在线粒体中释放CO2。由于光呼吸与光合作用两者的底物均起始于RuBP，且都受Rubisco催化，因此，两者的活性比率取决于CO2和O2的浓度比例。在O2和CO2并存的环境中，光呼吸是不可避免的。光呼吸释放的CO2可被光合再固定。C4途径需经过两种光合细胞，即在叶肉细胞的细胞质中，由PEPC催化羧化反应，形成C4二羧酸， C4二羧酸运至维管束鞘细胞脱羧，释放的CO2再由C3途径同化。根据形成C4二羧酸的

55、种类以及参与脱羧反应的酶类，可将C4途径分为NADP-ME、NAD-ME和PCK三种亚类型。CAM途径的特点是：晚上气孔开启，在叶肉细胞质中由PEPC固定CO2，形成苹果酸；白天气孔关闭，苹果酸脱羧，释放的CO2由Rubisco羧化。由于PEPC对CO2的亲和力高，且C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高，所以这就促进了Rubisco的羧化反应，抑制了Rubisco的加氧反应；另外，BSC中即使有光呼吸的CO2释放，也易于被再固定。C4植物的光呼吸低，光合速率高。袜酋礁庐跌碧坯迄厂猜贞硫椅叶吮秒墟沤阎蜂镶销紧抱依运拈蛀逛榜慷龙第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt光合作用的进行受内外因素的影响，主要因素有部位、生育期、光照、CO2浓度、温度和矿质元素。在适度范围内提高光强、CO2浓度、温度和矿质元素含量能促进光合作用。内外因素对光合作用的影响不是独立的，而是相互联系，相互制约的。光能利用率是指植物光合产物中贮存的能量占光能投入量的百分比。按理论计算可达5%，而目前高产田为1%2%。作物栽培的本质是将日光能转变为人类可利用的化学能，采用合理的栽培措施，增加光合面积，延长照光时间，就能提高作物的净同化率、光能利用率和作物的光合产量。粮伸抗囱恿品资琵岭韭氦亥险搏趴颊桂抹憾寿骨票镐祖伐蕾药似渍帮服种第三章 光合作用.ppt第三章 光合作用.ppt