線粒體與葉綠體上張雁老師-資料下載頁(yè)
2025-05-12 02:55本頁(yè)面
【正文】 ? 原初反應(yīng)（ primary reaction）是指葉綠素分子從被光激發(fā)至引起第一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)為止的過(guò)程，包括光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換，即光能被捕光色素分子吸收，并傳遞至反應(yīng)中心，在反應(yīng)中心發(fā)生最初的光化學(xué)反應(yīng)，使電荷分離從而將光能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。 ? 在綠色植物中，吸收光能的主要分子是葉綠素（ chlorophyll），包括葉綠素 a和葉綠素 b，另一類(lèi)色素分子是類(lèi)胡蘿卜素 (carotenoid)，包括胡蘿卜素（ carotene）和葉黃素（ xanthophyll）。細(xì)菌和藻類(lèi)中還有藻膽素（ phycobilin）和葉綠素 c或 d等。 這些色素按作用分為兩類(lèi) A. 捕光色素（ light harvesting pigment） ____這類(lèi)色素只具有吸收聚集光和傳遞激發(fā)能給反應(yīng)中心的作用，而無(wú)化學(xué)活性。故又稱(chēng)為天線色素（ antenna pigment）。由全部的葉綠素 b和大部分的葉綠素 a、胡蘿卜素及葉黃素等組成。 ? B. 反應(yīng)中心色素（ reaction centre pigment）____ 由一種特殊狀態(tài)的葉綠素分子組成，按最大吸收峰的不同分為兩類(lèi)：吸收峰為 700者稱(chēng)為 P700，為 PSⅠ 的中心色素。吸收峰為 680者稱(chēng)為 P680，為 PSⅡ 的中心色素。它們既是光能的捕捉器，又是光能的轉(zhuǎn)換器，具有光化學(xué)活性，可將光能轉(zhuǎn)換為電能。 ? 捕光色素及反應(yīng)中心構(gòu)成了光合作用單位（ photosynthetic unit） ,它是進(jìn)行光合作用的最小結(jié)構(gòu)單位。 ? 反應(yīng)中心由一個(gè)中心色素分子 ch1和一個(gè)原初電子供體 D及一個(gè)原初電子受體 A組成。反應(yīng)中心的基本成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。 ? 反應(yīng)中心色素的最大特點(diǎn)是，在直接吸收光量子或從其他色素分子傳遞來(lái)的激發(fā)能被激發(fā)后，產(chǎn)生電荷分離和能量轉(zhuǎn)換。 1．電子傳遞 ? 實(shí)驗(yàn)證明，光合作用的電子傳遞是在兩個(gè)不同的光系統(tǒng)中進(jìn)行的，即由 PSⅠ 和 PSⅡ 協(xié)同完成的。 PSⅡ 把電子從低于 H2O的能量水平提高到一個(gè)中間點(diǎn)，而 PSⅠ 又把電子從中間點(diǎn)提高于 NADP＋的水平，這兩個(gè)光系統(tǒng)的反應(yīng)是接力進(jìn)行的。 兩個(gè)光系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用 ? 2．光合磷酸化 ? 光合磷酸化（ photophosphorylation）是指由光照引起的電子傳遞與磷酸化作用相偶聯(lián)而生成的 ATP的過(guò)程。 ? ) 光合磷酸化的類(lèi)型 ? 按照電子傳遞的方式，可分為 非循環(huán)式光合磷酸化 循環(huán)式光合磷酸化 非循環(huán)式光合磷酸化 循環(huán)式光合磷酸化 一對(duì)電子從 P680經(jīng) P700傳至 NADP+，在類(lèi)囊體腔中增加4個(gè) H+。 2個(gè)來(lái)源于 H2O光解， 2個(gè)由 PQ從基質(zhì)轉(zhuǎn)移而來(lái)，在基質(zhì)中一個(gè) H+又被用于還原 NADP+，所以類(lèi)囊體腔內(nèi)有較高的 H+（ pH≈5，基質(zhì) pH≈8），形成質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)。 H+經(jīng) ATP合酶，滲入基質(zhì)、推動(dòng) ADP和 Pi結(jié)合形成 ATP。 ATP合酶，即 CF1F0偶聯(lián)因子，結(jié)構(gòu)類(lèi)似于線粒體 ATP合酶。 光合磷酸化作用機(jī)制 ? 二氧化碳同化（ CO2 assimilation）是光合作用過(guò)程中的一個(gè)重要方面。碳同化是將光反應(yīng)所生成的 ATP和 NADPH中的活躍的化學(xué)能，轉(zhuǎn)換為貯存在糖類(lèi)中穩(wěn)定的化學(xué)能的過(guò)程。 ? 現(xiàn)已闡明，高等植物的碳同化有三條途徑： 1)卡爾文循環(huán) 2) C4途徑 3)景天科酸代謝途徑 ? 卡爾文循環(huán) ? 卡爾文循環(huán)（ Calvin cycle）固定 CO2的最初產(chǎn)物是 3－磷酸甘油（三碳化合物），故又稱(chēng) C3途徑。 ? C3途徑是所有植物進(jìn)行光合碳同化所共有的基本途徑。它包括羧化、還原和 RuBP再生 3個(gè)階段。 第一步：二氧化碳的固定 （在葉綠體基質(zhì)中） 從氣孔進(jìn)入的二氧化碳與五碳化合物結(jié)合 第二步：二氧化碳的還原 （在基質(zhì)中） 生成兩個(gè)穩(wěn)定的三碳化合物（由光合作用產(chǎn)生的 NADPH和 ATP提供氫離子和能量完成還原） 第三步：產(chǎn)糖和再生 一小部分三碳化合物 在 ATP和多種酶作用下，被 NADPH還原，產(chǎn)生六碳糖，再轉(zhuǎn)化成蔗糖和淀粉，完 成生成有機(jī)物的過(guò)程； 大部分三碳化合物 重新生成五碳糖，可繼續(xù)再去 固定新的二氧化碳，使暗反應(yīng)不斷循環(huán)。 ? 2． C4途徑 ? 某些熱帶或亞熱帶植物還存在一個(gè)獨(dú)特的固定 CO2的途徑，它們固定 CO2的最初產(chǎn)物是草酸乙酸（四碳化合物），故稱(chēng)為四碳植物（ C4植物），如甘蔗、玉米、高粱等。 其主要特點(diǎn)是，在葉脈周?chē)幸蝗~綠體的維管束鞘細(xì)胞，其外面又環(huán)列著葉肉細(xì)胞。 ? 3．景天科酸代謝 ? 景天科肉質(zhì)植物的葉子在夜間吸進(jìn) CO2，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 9PEPC）催化下，與磷酸烯醇式丙酮酸（ PEP）結(jié)合，生成草酰乙酸，進(jìn)一步還原成蘋(píng)果酸。白天 CO2從貯存的蘋(píng)果酸中經(jīng)氧化脫羧釋放出來(lái)，參與卡爾文循環(huán)，形成淀粉等。 ? 所以植物體在夜間有機(jī)酸含量很高，而糖含量下降；白天則相反，有機(jī)酸含量下降，而糖分增多，這種有機(jī)酸日夜變化的類(lèi)型，稱(chēng)為景天科酸代謝（ crassulaceae acid metabolism, CAM） ,這些植物稱(chēng)為 CAM植物。如景天，落地生根等。 細(xì)胞器部位 線粒體 線粒體內(nèi)膜 葉綠體 類(lèi)囊體膜 電子傳遞系統(tǒng) 呼吸鏈 PSⅠ 、 PSⅡ 電子供體 NADH或 FADH2 H2O的光解 傳遞終受體 1/2 O2 NADP＋ 傳遞電子對(duì) 1對(duì) 1對(duì) 造成的 H＋質(zhì)子濃度差 膜間隙 （ 高 ） /基質(zhì)（ 低 ） 類(lèi)囊體腔 （ 高 ） /基質(zhì) （ 低 ） 電子跨膜次數(shù) 3次 2次 偶聯(lián)因子 F0F1ATP合酶 CF0CF1ATP合酶 機(jī)制 化學(xué)滲透 化學(xué)滲透 偶聞因子定位取向 向內(nèi)朝向基質(zhì) 向外朝向基質(zhì) H＋質(zhì)子流向 向外流向膜間隙 向內(nèi)流向類(lèi)囊體腔 產(chǎn)生 ATP所需的 H＋ 2個(gè) H＋ 3個(gè) H＋ 光合磷酸化與氧化磷酸化區(qū)別
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1