植物生理學(xué)第四章光合作用-展示頁(yè)
2025-05-12 06:11本頁(yè)面
【正文】 COOC20H39 COOCH3葉綠素 b C32H28O2N4Mg COOC20H39（ 4）卟啉環(huán)中的鎂可被 H+或 Cu2+所置換。（一）葉綠體的形態(tài)結(jié)構(gòu)（ 圖 43） 被膜、間質(zhì)、類(lèi)囊體（光合膜）（二）葉綠體的成分 葉綠體的化學(xué)成分： 75% 的水、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、 色素和無(wú)機(jī)鹽。： 又稱(chēng)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。 釋放出 1011t 氧氣（四） 是人類(lèi)尋求新能源和人工合成食物的理想模型。 每年地球光合作用合成 51011t有機(jī)物 （二）是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能的主要途徑。 總之，光合作用的本質(zhì)就是： 物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變。第四章第四章 光光 合合 作作 用用一、光合作用的概念 光 能CO2+H2O （ CH2O） + O2 綠色細(xì)胞 氧 化 光 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(guò)程。 突出特點(diǎn)： 1）水被氧化為分子態(tài) O2； 2） CO2被還原成有機(jī)物； 3）在上述兩過(guò)程中同時(shí)發(fā)生了光能的吸收、 轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)藏。有三方面的證據(jù)證明 O2來(lái)自于 H2O：3. 18O的研究CO2+2H2S （ CH2O） + 2S + H2O光 能細(xì)菌葉綠素2. Hill反應(yīng)4Fe3++2H2O 4Fe + 4H+ + O2光 能葉綠素CO2+2H2O18 （ CH2O） + 18O2+ H2O光 能葉綠素CO218+2H2O （ CH2O18） + O2+ H2O光 能葉綠素1. Van Niel假說(shuō)（一）是無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的主要途徑。 將 51011J日光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（三）維持大氣中氧氣和 CO2的平衡 ， 保護(hù)環(huán)境。 （五）是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)措施的核心“ 地球上最重要的化學(xué)反應(yīng) ”二、光合作用的意義三、光合作用的度量 ： 又稱(chēng)光合強(qiáng)度，是指單位葉面積在單位時(shí) 間內(nèi)同化 CO2的量或者在單位時(shí)間內(nèi)積累干物質(zhì)的量。： 指單位土地面積上，作物全生育期或某一階段 生育期內(nèi)有多少平方葉面積在進(jìn)行干物質(zhì)生產(chǎn)。一、葉綠體的結(jié)構(gòu)和成分第二節(jié) 葉綠體及葉綠體色素二、光合色素的化學(xué)特性 參與光合作用光能的吸收、傳遞或引起原初反應(yīng)的各種色素稱(chēng)為光合色素。（ 5）容易被光分解 COOCH3 COOKC32H30ON4Mg +2KOH C32H30ON4Mg + CH3OH + CH20H39OH COOC20H39 COOK 葉綠素 a 葉綠素 a的鉀鹽 甲醇 葉綠醇（ 1）葉綠素 a呈 藍(lán)綠色藍(lán)綠色 ，葉綠素 b呈 黃綠色黃綠色（ 2）不溶于水，溶于有機(jī)溶劑（ 3）皂化反應(yīng)吸收和傳遞光能少量葉綠素 a轉(zhuǎn)化光能 1. 類(lèi)胡蘿卜素結(jié)構(gòu)：含胡蘿卜素和葉黃素，前者 分子式為 C40H56； 后者分子式是 C40H56O2， 分 子結(jié)構(gòu) 如圖 。3. 顏色：胡蘿卜素呈橙黃色，葉黃素呈黃色。（二）類(lèi)胡蘿卜素1. 輻射能量 E=Lh?=Lhc /λ 光子的能量與波長(zhǎng)成反比。 類(lèi)胡蘿卜素的最大吸收帶在藍(lán)紫光部分。 ⑵ 重要中間產(chǎn)物： δ氨基酮戊酸（ 5氨基酮戊 酸，原卟啉 Ⅸ （ protoporphyrin Ⅸ ）等 。③ 營(yíng)養(yǎng)物：（ N、 Mg、 Fe、 Mn、 Cu、 Zn等）。⑤ 水：影響葉綠素的合成，缺水使葉綠素分解加劇。 ⑷ 黃化現(xiàn)象（ etiolation）：缺乏葉綠素合成的必要條 件而阻止了葉綠素的合成，使葉片發(fā)黃的現(xiàn) 象。光反應(yīng)一、原初反應(yīng)（ primary reaction）原初反應(yīng)包括光能的吸收（光合色素） 傳遞（到作用中心） 光化學(xué)反應(yīng)，引起電荷分離（轉(zhuǎn)換） 1. 光能的吸收與傳遞 根據(jù)功能，將葉綠體色素分為兩種類(lèi)型：聚光色素和作用中心色素。 特點(diǎn)：沒(méi)有光化學(xué)活性，只有吸收和傳遞光能的作用，把光能聚集到作用中心色素。 光能傳遞方式：共振傳遞（指相同或不同色素分子靠電子振動(dòng)在分子間傳遞能量的過(guò)程）。 特點(diǎn)：具有光化學(xué)活性，能進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，又稱(chēng)為 “能量陷阱 ”。 ② 組成：至少包括一個(gè)原初電子供體（ D），一個(gè)作用中心色素分子（ P）和一個(gè)原初電子受體（ A）。 P 光合單位 ＝ 聚光色素系統(tǒng)＋作用中心⑶ 光能的轉(zhuǎn)換 ① 部位：反應(yīng)（作用）中心 ② 過(guò)程： A. 反應(yīng)中心色素分子（ P）接受由聚光色素分子吸收傳遞的光能成為激發(fā)態(tài)（ P*），并同時(shí)放出高能電子給原初電子受體（ A）； B. 反應(yīng)中心色素分子失去電子被氧化（ P＋ ），原初電子受體得到電子被還原（ A－ ）。 DA→ DA → DA → D+A hv ③ 結(jié)果： 光化學(xué)反應(yīng) ：反應(yīng)中心色素吸收由聚光色素分子傳來(lái)的光能后，所引起的氧化還原反應(yīng)。二、同化力的形成1. 光系統(tǒng) ⑴ 愛(ài)默生雙光增益效應(yīng) ① 紅降現(xiàn)象： 用大于 685nm波長(zhǎng)的紅光照射小球藻時(shí)，發(fā)現(xiàn) 量子產(chǎn)額急劇下降，該現(xiàn)象稱(chēng)為 紅降 （ red drop）。 B. PSⅡ 光化學(xué)反 應(yīng) ： Tyr： 酪氨酸殘基（存在于 PSⅡ 蛋白復(fù)合體） Pheo：去 鎂 葉 綠 素 （存在于 PSⅡ 蛋白復(fù)合體）PC： 質(zhì)體藍(lán)素（存在于光合電子傳遞鏈） Ao：葉綠素 a（存在于 PS蛋白復(fù)合體）PSⅠ 和 PSⅡ 的光化學(xué)應(yīng)Ⅰ 光化學(xué)反應(yīng)：PCAo
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