光合作用i植物對光能的吸收與轉(zhuǎn)換-文庫吧
2025-08-01 01:52 本頁面
【正文】 結(jié)構(gòu)和光化學(xué)特性 葉綠素類 ： 、 （藻類中 ） 類胡蘿卜素 ：胡蘿卜素，葉黃素 藻膽素 ：藻紅素，藻蘭素，僅存在于紅 藻和蘭藻中 ? 葉綠體色素分子結(jié)構(gòu)及其特性 1） 葉綠素 ?卟啉環(huán)由四個吡咯環(huán)與四個甲烯基 (－ CH＝ )連接而成。 ?卟啉環(huán)的中央絡(luò)合著一個鎂原子 ，鎂偏向帶正電荷，與其相聯(lián)的 氮原子 帶負(fù)電荷，因而 “ 頭部 ” 有 極性。 ?環(huán) Ⅳ 上有一個 丙酸 側(cè)鏈以酯鍵與葉綠醇相結(jié)合，葉綠醇是由四個異戊二烯單位所組成的雙萜，具有 親脂性。 葉綠醇 卟啉環(huán) ?卟啉環(huán)上的共軛雙鍵和中央鎂原子容易被光激發(fā)而引起電子的得失，這決定了葉綠素具有特殊的光化學(xué)性質(zhì)。 ?葉綠素僅以電子傳遞（即電子得失引起的氧化還原）及共軛傳遞（直接能量傳遞）的方式參與能量的傳遞，而不進(jìn)行氫的傳遞。 葉綠醇 卟啉環(huán) 2） 類胡蘿卜素 (carotenoid) 是由 8個異戊二烯形成的四萜，含有一系列的共軛雙鍵，分子的兩端各有一個不飽和的取代的環(huán)己烯，也即紫羅蘭酮環(huán)， 類胡蘿卜素包括胡蘿卜素 (C40H56)和葉黃素 (C40H56O2)兩種。 3 (紫羅蘭酮環(huán) ) 環(huán)己烯 橙黃色 黃色 吸收光譜 葉綠素吸收 紅光 和 蘭 紫 光 ； 類胡蘿卜素吸收 蘭 紫 光 ； 640～ 660nm的紅光 430～ 450nm的藍(lán)紫光 ?葉綠素 a在紅光區(qū)的吸收峰比葉綠素 b的高，藍(lán)紫光區(qū)的吸收峰則比葉綠素 b的低。 對橙光、黃光吸收較少，尤以對綠光的吸收最少。 葉綠素吸收光譜 有兩個強(qiáng)吸收峰區(qū) 670 650 ?植物體內(nèi)不同光合色素對光波的選擇吸收是植物在長期進(jìn)化中形成的對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng) ， 這使植物可利用各種不同波長的光進(jìn)行光合作用 。 類胡蘿卜素的吸收光譜 ?類胡蘿卜素吸收帶在 400～ 500nm的藍(lán)紫光區(qū) ?基本不吸收黃光，從而呈現(xiàn)黃色。 葉綠素的功能 色素與蛋白質(zhì)結(jié)合成 色素蛋白復(fù)合體 鑲嵌在類囊體膜中。大多數(shù)的葉綠素 a和全部的葉綠素 b吸收與傳遞光能（ 天線色素 ），少部分特殊葉綠素 a直接參與光化學(xué)反應(yīng)（ 反應(yīng)中心色素 ）。 吸收（蘭光 430 ~ 480 nm）和傳遞光能（ 給葉綠素分子 ）； 保護(hù)葉綠素不受強(qiáng)光氧化。 類胡蘿卜素的功能 ? 葉綠素的生物合成和降解 Mg原卟啉 Mg2+ 甲基化 與葉綠醇酯化 光還原 葉綠素 a 葉綠素 b Glu ALA 單個吡咯環(huán) 四個吡咯結(jié) 構(gòu)的卟啉原 合成 階段一 階段二 Fe，亞鐵紅素 第一階段不需要光，但對有氧呼吸與礦質(zhì)營養(yǎng)的要求較高。 第二階段反應(yīng)必須在光照下進(jìn)行，而對溫度、氧氣的要求不高。 因此，低溫、缺氧、含糖量不足與缺乏氮、鎂、鐵等元素時，葉色褪淡，其原因在于第一階段受阻。 而于黑暗條件下，植株黃化（韭黃、蔥白）的原因在于第二階段受阻。 降解 葉綠素酶 去除葉綠醇 a 鎂脫螯合酶 鎂 b 依賴氧的加氧酶 打開卟啉環(huán) 四吡咯 可溶性產(chǎn)物 植物液泡 c ?影響葉綠素形成的條件 植物遺傳因素 環(huán)境因素 光 溫度 水分 礦質(zhì)元素 氧氣 （ 1） 光 光是影響葉綠素形成的主要條件 。 ?從 原葉綠素酸酯轉(zhuǎn)變?yōu)槿~綠酸酯需要光 。 ?黑暗中生長的幼苗呈黃白色 ， 遮光或埋在土中的莖葉也呈黃白色 。 ?黑暗使植物黃化的原理常被應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)中 ，如韭黃 、 軟化藥芹 、 白蘆筍 、 豆芽菜 、 蔥白 、蒜白等生產(chǎn) 。 ?影響葉綠素形成的條件 (2) 溫 度 ?高溫下葉綠素分解 合成 ?溫度較低時 ， 葉綠素解體慢 低溫保鮮 ?葉綠素形成的最低溫度約 2℃ ，最適溫度約 2030℃ , 最高溫度約 40℃ 。 受凍的油菜 ?秋天葉子變黃和早春寒潮過后秧苗變白，都與低溫抑制葉綠素形成有關(guān)。 (3) 營養(yǎng)元素 ? 葉綠素的形成必須有一定的 營養(yǎng)元素 。 ? 氮 和 鎂 是葉綠素的組成成分， 鐵、錳、銅、鋅 等則在葉綠素的生物合成過程中有 催化功能 或其它間接作用。 蘿卜缺 N的植株老葉發(fā)黃 缺 N ?缺少這些元素時都會引起 缺綠癥 ，其中尤以氮的影響最大，因而葉色的深淺可作為衡量植株體內(nèi)氮素水平高低的標(biāo)志。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 ， 許多栽培措施如施肥 ， 合理密植等的目的就是促進(jìn)葉綠素的形成 ， 延緩葉綠素的降解 ， 維持作物葉片綠色 ， 使之更多地吸收光能 ， 用于光合作用 ， 生產(chǎn)更多的有機(jī)物 。 (4) 遺 傳 葉綠素的形成受遺傳因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的斑葉不能合成葉綠素。有些病毒也能引起斑葉。 吊蘭 海棠 花葉 葉綠色素 類胡蘿卜素 3:1 = 正常葉片呈現(xiàn)綠色 葉綠素較類胡蘿卜素易降解 不良環(huán)境 如在秋天 葉綠素降解 類胡蘿卜素 葉片黃色 (三 ) 葉綠素蛋白復(fù)合體 葉綠素位于類囊體膜上，且以非共價 健排列在特定的蛋白質(zhì)上，以蛋白復(fù)合 體形式存在并插入膜內(nèi)。 按色素蛋白所含的葉綠素分類： ?葉綠素 a蛋白復(fù)合體 ?葉綠素 a/b蛋白復(fù)合體 1 葉綠素 a復(fù)合體 性質(zhì)： 結(jié)合葉綠素 a，含有 β胡蘿卜素； 高疏水性蛋白，與反應(yīng)中心緊密聯(lián)系； 葉綠體基因編碼。 包括： PSI和它的天線色素蛋白； (P700) PSII和它的天線色素蛋白。 (P680) 2 葉綠素 a/
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1