植物生理學(xué)第四章光合作用(存儲(chǔ)版)
【正文】 能2H2O+CO2 （ CH2O） + H2O + O2 綠色細(xì)胞 還 原 第一節(jié) 光合作用的重要性 光合作用是一 氧化還原 過程。： 又稱凈同化率，是指植株的單位葉面積在 一天內(nèi)進(jìn)行光合作用減去呼吸和其他消耗之后凈積累的 干物質(zhì)重。4. 在光合中的作用：可吸收和傳遞光能；還可保 護(hù)葉綠素分子，使其在強(qiáng)光下不致被光氧化而 破壞。④ 氧：缺氧引起 Mg原卟啉 Ⅸ 或 Mg原卟啉甲酯積累，影 響葉綠素合成。 聚光色素又稱天線色素或捕光色素。 A⑵ 光合單位 （ photosynthetic unit） 作用中心周圍分布有許多聚光色素分子，大約 250～ 300個(gè)聚光色素分子和一個(gè)作用中心構(gòu)成一個(gè)光合單位。P+P700P680*⑷ 循環(huán)式電子傳遞（ cyclic electron transport） 高能電子由 P700傳給 Fd后不交給 NADP+，而是回傳給 Cytb6f，再經(jīng) PQ→ Cytb6f→ PC回到 P700。2光（二）光合磷酸化的機(jī)理 米切爾 ()提出的 化學(xué)滲透學(xué)說 （ 圖 416） 同化力： ATP和 NADPH。 離體葉綠體在光下分解水并釋放 O2的反應(yīng)稱為 希爾反應(yīng) （ Hill reaction）。每 1循環(huán)吸收 4個(gè)光量子，向 PSⅡ反應(yīng)中心傳遞 4個(gè) e并放 4個(gè) H+和 1分子 O2。C3途徑的生化階段羧化階段還原階段更新階段產(chǎn)物合成階段1. CO2的固定（羧化階段）的固定（羧化階段）CH2O PC=O CH2O P COOH HCOH+*CO2+H2O HCOH + HCOH ①①HCOH *COOH CH2O PCH2O P PGA PGARuBPMg2+2. CO2的還原（還原階段）COOH ADP C=O NADPH+H NADP+ CHO ATP O P PiHCOH HCOH HCOH ②② ③③CH2O P CH2O P CH2O P PGA DPGA GAP3. RuBP的再生的再生 （ 圖 314）3CO2 + 3RuBP+3H2O羧化階段羧化階段 6PGA5G3P+G3P+6NADP ++6ADP+6Pi3ADP＋ 3H＋還原階段還原階段更新階段更新階段C3途徑的計(jì)量關(guān)系3CO2+5H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH G3P+6NADP++9ADP +3RuBP+8Pi+3H+總反應(yīng)式3ATP2Pi2H2O6ATP6PGA6NADPH TP分別在葉綠體和細(xì)胞質(zhì)中合成兩種不同的光合產(chǎn)物： （在細(xì)胞質(zhì)中） TP由葉綠體內(nèi)膜上的 Pi運(yùn) 轉(zhuǎn) 器（體） 運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)，并與細(xì)胞質(zhì)的磷酸交換。a. ② 光合生理差異 PEPCase對(duì) CO2的親和能力高于 C3植物的 RuBPCase① 形態(tài)： 項(xiàng)目 C3植物 C4植物葉綠體分布 葉肉細(xì)胞 葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞與 排列疏松 排列緊密，組成花環(huán)型鞘細(xì)胞排列 無花環(huán)型 （ Kranz type）結(jié)構(gòu)光合產(chǎn)物 產(chǎn)生細(xì)胞 葉肉細(xì)胞 維管束鞘細(xì)胞 ② 生理： A. C3植物只有 1次 CO2固定（ RuBPC）， C4 植物有 2次 CO2固定（ PEPC和 RuBPC）。 ③ C3和 CAM植物的光合產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞中形成； C4 植物的光合產(chǎn)物在維管束鞘細(xì)胞中形成。 真光合速率 =表觀光合速率 +呼吸速率（一）光1. 光強(qiáng) (圖 422) 光飽和現(xiàn)象、光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)。2. C4植物較 C 3植物具有較強(qiáng)的光合速率。 ① 主要成分：水、可溶性蛋白質(zhì)（酶）、其 他代謝活躍物質(zhì)； ② 狀態(tài)：高度流動(dòng)； ③ 功能：形成和貯藏光合產(chǎn)物淀粉。 羧化與加氧反應(yīng)的相對(duì)速度取決于 RuBP周圍 O2和 CO2相對(duì)濃度。 所以類囊體膜也稱光合膜（ photosynthetic membrane）。內(nèi)膜有選擇性，是控制代謝物質(zhì)進(jìn)出葉綠體的屏障。一般為 15%，理論值大約 10% 。光呼吸的總結(jié)二、光呼吸的生理功能1. 消除乙醇酸的傷害2. 防止高光強(qiáng)對(duì)光合作用的破壞3. 防止 O2對(duì)光合碳同化的抑制4. 磷酸丙糖和氨基酸合成的補(bǔ)充途徑三、光呼吸的調(diào)控1. 提高 CO2的濃度2. 應(yīng)用光呼吸抑制劑3. 篩選的低光呼吸品種第六節(jié)第六節(jié) 影響光合作用的因素影響光合作用的因素一、內(nèi)部因素內(nèi)部因素葉齡不同部位不同生育期源庫關(guān)系二、外界條件對(duì)光合速率的影響 光合速率：是指單位時(shí)間單位植物葉面積通過光合作用吸收的二氧化碳或放出的氧氣或合成的干物質(zhì)的量。 ⑵ 不同點(diǎn)： ① C4和 CAM植物在碳同化中都有一個(gè)固定 CO2的附加 過程， C3植物則無此過程。 以 C4和 C3兩條途徑協(xié)同完成光合碳同化的植物稱為 C4植物； 僅以 C3途徑完成光合碳同化的植物稱 C3植物。 又稱卡爾文循環(huán)、卡爾文 本森循環(huán)或光合環(huán)。 此時(shí)便可催化 2分子水光解，釋放 1分子氧，同時(shí)產(chǎn)生4個(gè) e和 4個(gè) H+，后二者可沿著光合鏈繼續(xù)傳遞。2H2O O2+4H++4e 由于水的氧化是由光引起的，所以稱為水的光解（ water photolysis）。2假環(huán)式光合電子傳遞 概念：葉綠體在光下把無機(jī)磷和 ADP轉(zhuǎn)化成 ATP。 過程： H2O→PS Ⅱ 復(fù)合體 → PQ→Cytb 6f復(fù)合體 → PC→PS Ⅰ 復(fù)合體 → Fd→NADP +（產(chǎn)生 NADPH＋ H+） ⑶ 非循環(huán)式電子傳遞
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