第十一章叶绿体与光合作用
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第十一章叶绿体与光合作用
微管束
叶肉
基粒
间质
第十一章叶绿体与光合作用
第十一章叶绿体与光合作用
第十一章叶绿体与光合作用
第十一章叶绿体与光合作用
第二节 叶绿体的超微结构
叶绿体是由双层单位膜围成的细胞器，由被 膜、类囊体、间质三部分组成。 被膜分为内膜和外膜，之间有厚约20nm的 空隙，称为膜间隙。内膜所包围的空间内充 有无结构的可溶性物质，即间质。类囊体悬 浮在间质中。
第十一章叶绿体与光合作用
光合作用是地球上有机体生存和发展的根本源泉
植物、藻类、光合细菌利用光能经过复杂的反应将 二氧化碳和水合成有机分子，并释放氧气。
第十一章叶绿体与光合作用
在植物细胞和 光合细菌中，除线 粒体外，还有另外 一种能量转换细胞 器，即叶绿体。叶 绿体的主要功能就 是进行光合作用。
第十一章叶绿体与光合作用
叶绿体（ chloroplast ）是质体的一种。 质体Plastid：植物细胞中特有的一类膜结合
细胞器的总称，这类细胞器都是由共同的前体 ---前质体Proplatid分化发育而来。 除叶绿体外还包括： －白色体 leucoplast，不含色素； －有色体 chromoplast，含色素； - 造粉体（含有大量淀粉的白色体）
第十一章叶绿体与光合作用
间质
9个亚基
3个亚基
近间质的类囊体膜表面上大量小颗粒，直径1013nm，具光系统I（PSI）活性。（基粒类囊体 和间质类囊体上）
与间质非接触的类囊体膜上（叠置区）大颗粒 10-18nm，光系统II（PSII）。（基粒类囊体上）
PSI 和PSII的分布在光合作用的电子传递和ATP、 NADPH的产生方面起着重要作用。
第十一章叶绿体与光合作用
高等植物叶肉细胞叶绿体超微结构示意图
叶片上表皮
叶绿体 间质
基粒
外膜
类囊体膜 内膜 膜间隙
类囊体腔
线粒体和叶绿体的比较
第十一章叶绿体与光合作用
一、叶绿体被膜
双层膜，外膜分布有孔蛋白，透性高，细胞质 中的大多数营养分子均可自由穿过外膜进入膜 间隙。
内膜透性低，对穿运物质有严格的选择性，物 质必须依靠内膜上的特殊载体才能从膜间隙进 入间质。
Photosynthesis: 1.光合电子传递反应—光反应(Light Reaction)
2.碳固定反应—暗反应(Dark Reaction)
光反应阶段： 类囊体膜上、需光能 ,所吸收的光能用于水 分子的裂解释放氧气和氢离子，并提供电子。氢被用来还 原 NADP生成NADPH；电子传递产生质子动力势，用来 合成ATP。
另还有一种大的复合物为捕光复合物或称天线复合物，无 光反应活性，可接收光，集中后传给PSⅠ和PSⅡ。
此外还有电子传递链蛋白：
细胞色素（Cytb、Cytb6、Cytf） 质体醌（PQ） 质体蓝素（PC） 铁氧化还原蛋白（Fd） 黄素来自百度文库白（Fd—NADP+还原酶）
第十一章叶绿体与光合作用
间质 类囊体膜
第十一章叶绿体与光合作用
间质
间质
PSI
PSII
三、间质 叶绿体被膜与类囊体之间的无定形物质，
主要为一些可溶性成分，各种酶类；另 有DNA、 RNA、核糖体等有形成分。
第十一章叶绿体与光合作用
第三节 叶绿体的化学组成
叶绿体主要化学成分为蛋白质、脂类、 DNA、RNA、 不 等 量 的 碳 水 化 合 物 以 及 一些无机离子。
第十一章叶绿体与光合作用
二、类囊体
是单层膜围成的扁平小囊，沿叶绿体的长轴平行排列。 膜上含有光合色素和电子传递链组分，又称光合膜。
许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基 粒的类囊体，叫做基粒类囊体，构成内膜系统的基粒 片层（grana lamella）。基粒直径约0.25~0.8μm， 由5~30个类囊体组成。每个叶绿体中约有40~80个 基粒。类囊体膜中含有叶绿素，是光合作用基地。
连接于基粒之间由基粒类囊体延伸出的非 成摞存在的呈分支网管状或片层状的类囊 体称为间质类囊体，它们形成了膜系统的 间质片层（stroma lamella）。
由于相邻基粒经网管状或扁平状间质类囊 体相联结，全部类囊体实质上是一个相互 贯通的封闭膜囊。
第十一章叶绿体与光合作用
基粒类囊体的游离面上有两种颗粒，一种 大颗粒为RuBP羧化酶（直径12纳米）； 另一种小颗粒是ATP酶（CF1），即叶绿 体F1因子（相当于线粒体的F1因子）。
第十一章叶绿体与光合作用
第一节 叶绿体的形态、大小
比线粒体大，在光镜下可见，椭圆或梭形的绿色颗 粒。一些低等植物中，螺旋状、杯状、星形、板状。
叶绿体的数目因植物的种类、细胞种类、生理状态 不同而有很大差异。高等植物叶肉细胞50-200个。
大小差别很大。高等植物叶绿体平均直径4-10um， 厚2-4um。
天线复合体
水裂解酶
类囊体腔
质体醌
质体蓝素
铁氧还 蛋白
质子顺质子化 学梯度流动
光合作用过程中电子沿类囊体膜中的电子传递链传递
三、间质的化学成分 可溶性蛋白成分：RuBP羧化酶约占60% 有形成分：DNA，RNA，核糖体等。
第十一章叶绿体与光合作用
第四节 光合作用
光合作用是能量及物质的转化过程。首先光能转化成 电能，经电子传递产生ATP和NADPH形式的不稳定化学 能，最终转化成稳定的化学能储存在糖类化合物中。 反应公式：nCO2+nH2O 光能 (CH2O)n+nO2 光合过程4个阶段： 第一阶段：吸收光能 第二阶段：电子传递和形成质子动力势 第三阶段：合成ATP 第四阶段：碳固定
其中CPⅠ与光系统Ⅰ（PSⅠ）的活性有关；
CPⅡ与光系统Ⅱ（PSⅡ）的活性有关。
光系统含有捕光复合物和反应中心两部分。
反应中心有一对特殊的叶绿素a分子，较其他叶绿素分子可 吸收较长波长的光，且能位最低，称之为光反应中心。它吸 收光量子，放出激发电子，电子被传递给化学受体——醌。 P700—PSI，P680—PSII
一、叶绿体被膜
主要成分为蛋白质和脂类。（酶、糖脂、磷脂）
第十一章叶绿体与光合作用
二、类囊体
1、脂质(40%)：叶绿素、类胡罗卜素和磷脂 较多。半乳糖脂特多，占脂类的40%。
2、蛋白质(60%)：多与叶绿素结合成复合物， 最多的复合物是CPⅠ和CPⅡ（叶绿素-蛋白复 合物）；CPⅠ的叶绿素a/叶绿素b=12:1； CPⅡ叶绿素a/叶绿素b=1:1。
微管束
叶肉
基粒
间质
第十一章叶绿体与光合作用
第十一章叶绿体与光合作用
第十一章叶绿体与光合作用
第十一章叶绿体与光合作用
第二节 叶绿体的超微结构
叶绿体是由双层单位膜围成的细胞器，由被 膜、类囊体、间质三部分组成。 被膜分为内膜和外膜，之间有厚约20nm的 空隙，称为膜间隙。内膜所包围的空间内充 有无结构的可溶性物质，即间质。类囊体悬 浮在间质中。
第十一章叶绿体与光合作用
光合作用是地球上有机体生存和发展的根本源泉
植物、藻类、光合细菌利用光能经过复杂的反应将 二氧化碳和水合成有机分子，并释放氧气。
第十一章叶绿体与光合作用
在植物细胞和 光合细菌中，除线 粒体外，还有另外 一种能量转换细胞 器，即叶绿体。叶 绿体的主要功能就 是进行光合作用。
第十一章叶绿体与光合作用
叶绿体（ chloroplast ）是质体的一种。 质体Plastid：植物细胞中特有的一类膜结合
细胞器的总称，这类细胞器都是由共同的前体 ---前质体Proplatid分化发育而来。 除叶绿体外还包括： －白色体 leucoplast，不含色素； －有色体 chromoplast，含色素； - 造粉体（含有大量淀粉的白色体）
第十一章叶绿体与光合作用
间质
9个亚基
3个亚基
近间质的类囊体膜表面上大量小颗粒，直径1013nm，具光系统I（PSI）活性。（基粒类囊体 和间质类囊体上）
与间质非接触的类囊体膜上（叠置区）大颗粒 10-18nm，光系统II（PSII）。（基粒类囊体上）
PSI 和PSII的分布在光合作用的电子传递和ATP、 NADPH的产生方面起着重要作用。
第十一章叶绿体与光合作用
高等植物叶肉细胞叶绿体超微结构示意图
叶片上表皮
叶绿体 间质
基粒
外膜
类囊体膜 内膜 膜间隙
类囊体腔
线粒体和叶绿体的比较
第十一章叶绿体与光合作用
一、叶绿体被膜
双层膜，外膜分布有孔蛋白，透性高，细胞质 中的大多数营养分子均可自由穿过外膜进入膜 间隙。
内膜透性低，对穿运物质有严格的选择性，物 质必须依靠内膜上的特殊载体才能从膜间隙进 入间质。
Photosynthesis: 1.光合电子传递反应—光反应(Light Reaction)
2.碳固定反应—暗反应(Dark Reaction)
光反应阶段： 类囊体膜上、需光能 ,所吸收的光能用于水 分子的裂解释放氧气和氢离子，并提供电子。氢被用来还 原 NADP生成NADPH；电子传递产生质子动力势，用来 合成ATP。
另还有一种大的复合物为捕光复合物或称天线复合物，无 光反应活性，可接收光，集中后传给PSⅠ和PSⅡ。
此外还有电子传递链蛋白：
细胞色素（Cytb、Cytb6、Cytf） 质体醌（PQ） 质体蓝素（PC） 铁氧化还原蛋白（Fd） 黄素来自百度文库白（Fd—NADP+还原酶）
第十一章叶绿体与光合作用
间质 类囊体膜
第十一章叶绿体与光合作用
间质
间质
PSI
PSII
三、间质 叶绿体被膜与类囊体之间的无定形物质，
主要为一些可溶性成分，各种酶类；另 有DNA、 RNA、核糖体等有形成分。
第十一章叶绿体与光合作用
第三节 叶绿体的化学组成
叶绿体主要化学成分为蛋白质、脂类、 DNA、RNA、 不 等 量 的 碳 水 化 合 物 以 及 一些无机离子。
第十一章叶绿体与光合作用
二、类囊体
是单层膜围成的扁平小囊，沿叶绿体的长轴平行排列。 膜上含有光合色素和电子传递链组分，又称光合膜。
许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基 粒的类囊体，叫做基粒类囊体，构成内膜系统的基粒 片层（grana lamella）。基粒直径约0.25~0.8μm， 由5~30个类囊体组成。每个叶绿体中约有40~80个 基粒。类囊体膜中含有叶绿素，是光合作用基地。
连接于基粒之间由基粒类囊体延伸出的非 成摞存在的呈分支网管状或片层状的类囊 体称为间质类囊体，它们形成了膜系统的 间质片层（stroma lamella）。
由于相邻基粒经网管状或扁平状间质类囊 体相联结，全部类囊体实质上是一个相互 贯通的封闭膜囊。
第十一章叶绿体与光合作用
基粒类囊体的游离面上有两种颗粒，一种 大颗粒为RuBP羧化酶（直径12纳米）； 另一种小颗粒是ATP酶（CF1），即叶绿 体F1因子（相当于线粒体的F1因子）。
第十一章叶绿体与光合作用
第一节 叶绿体的形态、大小
比线粒体大，在光镜下可见，椭圆或梭形的绿色颗 粒。一些低等植物中，螺旋状、杯状、星形、板状。
叶绿体的数目因植物的种类、细胞种类、生理状态 不同而有很大差异。高等植物叶肉细胞50-200个。
大小差别很大。高等植物叶绿体平均直径4-10um， 厚2-4um。
天线复合体
水裂解酶
类囊体腔
质体醌
质体蓝素
铁氧还 蛋白
质子顺质子化 学梯度流动
光合作用过程中电子沿类囊体膜中的电子传递链传递
三、间质的化学成分 可溶性蛋白成分：RuBP羧化酶约占60% 有形成分：DNA，RNA，核糖体等。
第十一章叶绿体与光合作用
第四节 光合作用
光合作用是能量及物质的转化过程。首先光能转化成 电能，经电子传递产生ATP和NADPH形式的不稳定化学 能，最终转化成稳定的化学能储存在糖类化合物中。 反应公式：nCO2+nH2O 光能 (CH2O)n+nO2 光合过程4个阶段： 第一阶段：吸收光能 第二阶段：电子传递和形成质子动力势 第三阶段：合成ATP 第四阶段：碳固定
其中CPⅠ与光系统Ⅰ（PSⅠ）的活性有关；
CPⅡ与光系统Ⅱ（PSⅡ）的活性有关。
光系统含有捕光复合物和反应中心两部分。
反应中心有一对特殊的叶绿素a分子，较其他叶绿素分子可 吸收较长波长的光，且能位最低，称之为光反应中心。它吸 收光量子，放出激发电子，电子被传递给化学受体——醌。 P700—PSI，P680—PSII
一、叶绿体被膜
主要成分为蛋白质和脂类。（酶、糖脂、磷脂）
第十一章叶绿体与光合作用
二、类囊体
1、脂质(40%)：叶绿素、类胡罗卜素和磷脂 较多。半乳糖脂特多，占脂类的40%。
2、蛋白质(60%)：多与叶绿素结合成复合物， 最多的复合物是CPⅠ和CPⅡ（叶绿素-蛋白复 合物）；CPⅠ的叶绿素a/叶绿素b=12:1； CPⅡ叶绿素a/叶绿素b=1:1。