第二节 光合作用的机制

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光合作用的机制及其影响因素

光合作用的机制及其影响因素

光合作用的机制及其影响因素光合作用是生物界中最重要的自养营养方式之一,对地球上的生命至关重要。

它利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和释放出氧气。

本文将深入探讨光合作用的机制及其影响因素。

光合作用机制光合作用主要由两个阶段组成:光能捕获和光化学反应。

光合作用在植物和一些浮游植物中发生。

每个叶绿素分子中都有一个光化学反应中心,负责捕获光能。

光能促使电子从叶绿素分子中转移到酶复合物中。

在光化学反应中,光能被用来将水分子分解为氧气和氢离子。

这些氢离子被用于合成三磷酸腺苷(ATP)和还原型辅酶NADPH。

光合作用的主要过程可以分为光能转化、能量转移、能量利用三个步骤。

光能转化通过叶绿素分子吸收到的光来激发电子,这些激发态电子随后传递给反应中心。

在能量转移阶段中,高能态的激发态电子通过光系统II和光系统I之间的电子传递链传递。

在能量利用阶段,光系统I中的高能态电子用于还原NADP+,形成NADPH。

同时,光系统II中的电子通过氧化的形式释放出能量。

这个能量被用来驱动ATP合成。

光合作用的影响因素光合作用的活性受到许多因素的影响,包括光强度、光质、温度、二氧化碳浓度和水分等。

首先,光强度是光合作用的重要影响因素之一。

植物可以通过调整叶片的角度来适应不同的光强度。

高光强度下,过多的光量会损害光合作用的反应中心,而低光强度则会限制光合作用速率。

植物可以通过增加或减少叶绿素的含量来适应不同的光强度。

其次,光质也会对光合作用产生影响。

植物对不同波长的光具有不同的吸收能力。

蓝光和红光被认为是植物光合作用的关键波长区域。

蓝光对于光能捕获和叶绿素合成非常重要,而红光对于激发光系统I起到关键作用。

第三,温度是光合作用活性的重要因素之一。

温度对光合作用的影响主要通过对酶活性的影响。

光合作用中的许多酶都是温度敏感的,因此温度的变化会影响酶的正常功能。

高温增加酶的活性,但当温度过高时,酶会变性失去活性。

此外,二氧化碳浓度也对光合作用的速率产生影响。

光合作用的机制及环境影响

光合作用的机制及环境影响

光合作用的机制及环境影响光合作用,是指植物和一些原生生物利用光能将二氧化碳和水转化成有机物质的过程。

光合作用是生命在地球上形成和演化的基础,它使得陆地上的植物能够将太阳能转化成有机物质,为整个生态系统的平衡提供了基石。

因此,了解光合作用的机制及其影响是非常有意义的。

一、光合作用机制光合作用是植物体内的一种复杂的化学反应,其主要原理是将光能转化为化学能,利用二氧化碳和水分子,再加上一些辅助光学和生化小分子,合成生长所必需的营养物质,其中最重要的是葡萄糖和氧气。

光合作用大致可以分为两个阶段:1、光合反应该过程发生在叶绿体的膜系上,其主要作用是利用光能将ADP 转化成ATP和NADP+转化成NADPH。

在这个过程中,植物叶绿素吸收光子能量,释放电子,从而在氧化还原反应中释放出能量,将ADP转化成ATP,NADP+转化成NADPH,产生氧气。

2、碳固定在该过程中,植物将CO2固定为有机物质。

这个过程发生在叶绿体的液体基质中,也称为光煮熟过程。

碳酸根化反应涉及三个酶:酵素1、6-二磷酸羧化酶,磷酸甘油酸脱羧酶和酸敏肽羧化酶,它们帮助CO2结合起来形成糖类,如葡萄糖。

二、光合作用的影响光合作用的影响因素主要包括环境光、温度、二氧化碳浓度和水分等。

1、环境光环境光的强度是影响光合作用中发光反应和碳固定的重要因素。

光的强度越强,光反应和碳固定的速度越快,光反应和碳固定的速度也将随着光强的增加而增加,但当光强过大时,植物上的叶绿体群体可能会受到损伤,影响生长发育和光合作用产生的物质的运输和分配。

2、温度温度影响光合作用的两个阶段,即光反应和碳固定。

对于光反应过程,温度过高时,叶绿体膜过度流动,消耗过多的ATP和NADPH,同时形成过多的反氧化剂,会影响糖的生成。

对于碳固定过程,温度过高时,酶会失去活性,降低催化效率,降低碳固定速度。

3、二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用的另一个重要因素。

而当二氧化碳浓度降低时,就会影响光合作用的速率,并且会导致植物生长受阻甚至死亡。

光合作用的原理和作用机制

光合作用的原理和作用机制

光合作用的原理和作用机制光合作用是地球上最为重要的能量转化过程之一,它通过植物、藻类和一些细菌将太阳能转化为化学能,供给生物体进行新陈代谢和生长发育。

本文将探讨光合作用的原理和作用机制。

光合作用原理光合作用的原理是利用光合色素在光的刺激下吸收能量并将能量转化为化学能,同时还原二氧化碳生成有机物。

这个过程可以用化学式描述为:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2。

其中,光合色素是光合作用的重要组成部分,它吸收太阳能量的同时,将能量传递给其他分子,在该过程中逐渐形成了高能分子ATP和NADPH。

ATP是一种高能化合物,可供细胞进行各种代谢过程,而NADPH是一种具有强还原性的辅酶,在生命活动中充当着重要的角色。

光合作用机制光合作用机制包括光反应和暗反应两个阶段。

1.光反应即光合作用的光量较多的反应。

当光照射到光合色素上时,会使其电子激发形成高能量离子,随后经过传递过程得到光能,最终产生ATP。

在光反应中,还会产生大量的氧气,这是光合作用的重要产物之一。

2.暗反应暗反应是指不依赖光能,通过ATP和NADPH来进行的一系列酶催化反应。

在这一阶段中,二氧化碳被还原为有机物,最终形成葡萄糖等有机物。

暗反应包括三个基本过程:碳固定、还原和碳酸循环。

碳固定:二氧化碳与RuBP(核糖酸底物)反应,生成一个稳定的中间化合物,然后通过酶催化反应,生成烷基化合物。

还原:在暗反应中,将ATP和NADPH的能量转移到碳分子上,使得有机物从低能到高能的体系,这是生命现象中的一个关键环节。

碳酸循环:如果动物细胞将糖和氧合成为二氧化碳和水,通过ATP释放能量,植物细胞与动物细胞不同,在光合作用的过程中产生了糖,却需要将其分解为二氧化碳和水来释放能量,这个过程就是碳酸循环。

总之,光合作用是地球上生命体系的重要组成部分,它有三个重要特点:能量来源、化学物质和热能转换优于其他生物作用。

在自然界中,光合作用通过生产有机物和释放氧气,形成了大量的生态链条,是地球上生命体系不可或缺的一部分。

光合作用的机制及实验演示

光合作用的机制及实验演示

光合作用的机制及实验演示光合作用是生物界中一种重要的能量转化过程,它在维持地球生态平衡和提供生命能量方面起着至关重要的作用。

本文将介绍光合作用的机制以及如何通过实验演示来展示这一过程。

一、光合作用的机制光合作用是指植物和一些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。

它主要发生在植物的叶绿体中,其中最为关键的是叶绿素分子的吸收光能和电子传递过程。

当光线照射到叶绿体中的叶绿素时,叶绿素分子中的电子被激发并跃迁到一个较高能级。

这个过程中,光能被转化为电子的激发能。

接着,激发的电子通过电子传递链逐级传递,最终被用来还原二氧化碳。

在电子传递链中,激发的电子被接受并传递给辅助色素分子,然后传递给反应中心,最后通过一系列的酶催化反应将二氧化碳还原为有机物质。

在这个过程中,产生了氧气作为副产物释放到外界。

此外,光合作用还需要通过光合色素分子中的叶绿素吸收光能来驱动质子泵,使质子从基质向细胞外转移,形成质子梯度。

这个质子梯度能够驱动ATP合成酶催化ADP和无机磷酸盐合成ATP,从而提供化学能。

二、实验演示光合作用为了更好地理解光合作用的机制,科学家们进行了许多实验来演示这一过程。

其中最为经典的实验之一是“测定光合速率的影响因素”。

在这个实验中,我们可以利用水蕨叶片来观察光合作用的速率受光强、二氧化碳浓度和温度等因素的影响。

首先,将水蕨叶片放置在含有酚酸的溶液中,使其释放氧气,并形成氧气泡。

然后,将叶片放置在不同光强下进行观察。

我们可以发现,随着光强的增加,氧气泡的产生速率也随之增加。

这表明光合速率与光强呈正相关关系。

接下来,我们可以改变二氧化碳浓度来观察光合速率的变化。

通过在实验中添加不同浓度的二氧化碳溶液,我们可以发现,随着二氧化碳浓度的增加,氧气泡的产生速率也随之增加。

这说明光合速率与二氧化碳浓度呈正相关关系。

最后,我们可以改变温度来观察光合速率的变化。

实验结果显示,光合速率在适宜的温度范围内呈现出最高点,而在过高或过低的温度下,光合速率会下降。

光合作用的过程与机制

光合作用的过程与机制

光合作用的过程与机制光合作用是植物和一些蓝藻细菌以及叶绿体存在的细胞中进行的一种重要的生化反应。

它利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)和氧气,并且是维持地球生命系统中的能量来源之一。

本文将详细介绍光合作用的过程与机制。

一、光合作用的过程光合作用的过程主要可以分为两个阶段:光化学反应和暗反应。

1. 光化学反应(光阶段)光化学反应发生在叶绿体的葡萄糖系统中,包括了光能的吸收、电子传递等一系列反应。

主要过程如下:首先,光能被叶绿素吸收,激发叶绿素中电子的能级提高,在激发态的叶绿素分子中,电子处于高能状态。

随后,这些激发态的电子被传递到反应中心复合物中,然后到达叶绿体内的光化学反应中心(PSII)。

在光化学反应中,来自水分子的电子被光能激发,并传递给叶绿素分子,使其电子得以增加能量。

通过一系列的电子传递和能量转移,光能最终转化为化学能,并用于将二氧化碳还原成有机物质。

同时,光化学反应中释放出的氧气则通过光系统I(PSI)传递至氧化酶复合体,进一步生成水分子。

2. 暗反应(碳阶段)暗反应是在光化学反应之后,利用光化学反应中生成的ATP(三磷酸腺苷)和NADPH(还原型辅酶)在叶绿体基质中进行的。

主要过程如下:首先,在暗反应中,ATP和NADPH提供能量和电子。

接着,这些能量和电子被用于将二氧化碳分子还原为糖类有机物。

这个过程中,一个称为Calvin循环的反应途径将二氧化碳分子与通过ATP和NADPH提供的能量结合,形成葡萄糖等有机化合物。

暗反应的整个过程不受光照的影响,可以在黑暗中进行,但是光化学反应产生的ATP和NADPH需要在光照下生成。

二、光合作用的机制光合作用的机制主要包括光系统I和光系统II、光化学反应和暗反应中的酶以及光合色素,以下是一些重要的机制说明:1. 光系统I和光系统II光系统I和光系统II是位于叶绿体膜上的两个反应中心复合物。

它们通过不同的叶绿素蛋白(如P700和P680)吸收不同波长的光,并激发电子达到高能态,进而参与光化学反应。

光合作用 (2)

光合作用 (2)

基质 主要成分是可溶性蛋白质及
其它代谢活跃物质。羧化酶约占可
溶性蛋白质的50﹪,还DNA、
RNA、核糖体、淀粉体、嗜锇颗粒
(叶绿体的脂类仓库)等。
二、光合色素的结构与性质 光合色素主要有三类:叶绿素、类胡 萝卜素、藻胆素。它们存在于类囊体上。 前两类为高等植物的叶绿体色素。 1、叶绿素(chlorophyll,chl) 主要有Chla和Chlb,不溶于水,易溶 于乙醇、丙酮等有机溶剂。
类胡萝卜素的最大吸收峰在蓝紫光区。不 吸收长波光
(三)荧光现象和磷光现象
荧光现象:叶绿素溶液在透射光下呈 绿色,而在反射光下呈红色的现象。
Chl + hν chl* 激发态
基态 光子能量
蓝 光
红 光
荧光(fluorescence): CHL从第一
-
单线态回到基态所发射的光。
磷光(phosphorescence):CHL从 第一三单线态回到基态所发射的光。 叶绿素的荧光和磷光现象说明叶 绿素能被光所激发,而叶绿素的激发 是将光能转变为化学能的第一步。
吸收光谱:叶绿素对不同波长光吸收后 形成的光谱。
叶绿素在红光区(640~660nm)和蓝紫 光区( 430~450nm)有最强吸收。叶绿素 对绿光吸收最少,故叶绿素溶液呈绿色。
类胡箩卜素在蓝紫光区有最强的吸收。
chla与chlb吸收光谱的区别: ▽ chla在红光区的吸收带偏向长波方向, 吸收带较宽,吸收峰较高。在蓝紫光区吸收 带偏向短波方向,吸收带较窄,吸收峰较低。 对蓝紫光的吸收为对红光的吸收的1.3倍。 ▽ chlb在红光区的吸收带偏向短波方向, 吸收带较窄,吸收峰较低。在蓝紫光区吸收 带偏向长波方向,吸收带较宽,吸收峰较高。 对蓝紫光的吸收为对红光的吸收的3倍,说明 chlb吸收短波蓝紫光的能力较chla 强。

光合作用的原理与机制

光合作用的原理与机制

光合作用的原理与机制光合作用是生物体非常重要的代谢过程,它可以将光能转化为化学能,为生物体提供主要的营养物质。

在这个过程中,光能和化学能之间的转化牵涉到一系列的化学反应和生物学过程。

下面本文将介绍光合作用的原理和机制。

一、光合作用的原理光合作用的原理是将光能转化为化学能,这个过程涉及到光能的吸收、传递和利用等一系列过程。

光进入植物体后,会被叶绿素所吸收,这个过程中色素分子中的电子会被激发,并且随时会释放出来反应,进一步参与到合成 ATP 或 NADPH 的过程中。

光合作用的原理可以用化学式来表示:原料: 6 CO2 + 12 H2O + 光能产物: C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O上述方程式展示了光合作用中起重要作用的二氧化碳( CO2)和水( H2O)被光能利用之后,产生的产物是葡萄糖( C6H12O6)和氧气( O2)。

二、光合作用的机制光合作用涉及到的复杂生化反应流程,一般来说被分成了光反应和暗反应两个部分。

(1)光反应光反应是光合作用的第一个阶段,发生在类囊体中,其中 PS II 和 PS I 吸收光能并光激发能量,产生了光化学势能,并随着光合作用的进行不断传递。

当光反应发生时,PS II 会光激发电子,将光的能量转化为光化学能量,并将光激发的电子从水中分离出来,在光的刺激下,电子会通过电子传递的过程最终到达 PS I 中。

这些传输过程中需要丰富的物质作为辅助剂,如细胞色素 b6/f 复合物、质膜上的磷酸化系统等等。

在这个过程中,产生了强烈的阳离子和光化学势能,并允许光合作用所特有的生化反应得到维持。

(2)暗反应暗反应是光合作用第二个阶段,一般发生在叶绿体的基质中。

在这个过程中,NADPH 和 ATP 的生化势能,被用于 CO2 的固定和 Carbohydrates 的生成。

暗反应本质上是一种半独立的过程,因为它不依赖于光的能量,但是与光反应的互动使暗反应中的化学反应复杂且多样化。

苏教版教学课件苏教版高一生物第四章第二节光合作用课件

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第二节 光合作用
解开植物光合作用之谜
植物为什么会生长?
古希腊亚里士多德认为: 根吸收土壤中的养分, 土壤减少的重量 = 植物增加的重量
解开植物光合作用之谜
1642年(比利时)海尔蒙特实验
五年后
柳树增重74.47 kg 土壤减少0.06 kg
他认为植物生长所需要的养料主要来自水,而不 是土壤。
解开植物光合作用之谜
直到1785年,发
现了空气的组成,人
们才明确绿叶在光下 放出的是O2,吸收的 是CO2。
解开植物光合作用之谜
1864年(德)萨克斯的实验
黑暗处理一昼夜 一半曝光,一半遮光
碘蒸气处理
结果:曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜 色变化。
结论:光合作用的产物是淀粉,需要光。
解开植物光合作用之谜
1880年(德)恩吉尔曼的实验
水绵的叶绿体呈带状 好氧性细菌
水绵临时装片在黑暗、没 有空气的环境中进行实验。
解开光合作用之谜
极 细 光 束 黑暗中 光照下
结果:好氧性细菌集中在叶绿体上被光束照亮的部位 结论: 氧是由叶绿体释放出来的。
解开光合作用之谜
人们已经知道光合作用的原料有 H2O和CO2。那么,光合作用释放的 O2到底来自水还是来自CO2?
绿叶中色素的提取和分离
叶绿体中主要的色素有几种?
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 最宽
叶绿素b
捕获光能的色素
分 光 仪
色 素 红橙黄绿蓝靛紫
结论:色素具有选择吸收光能的作用
色素的种类和作用
叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素
(约占3/4)
叶绿素b(黄绿色)
吸收红光 和蓝紫光
(橙黄色) 胡萝卜素

光合作用的原理及作用机制

光合作用的原理及作用机制

光合作用的原理及作用机制光合作用是一种重要的生物化学过程,是植物、藻类和一些细菌利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。

这个过程能够释放氧气并提供能量,对维持地球上生物的生存和能量流动起着至关重要的作用。

本文将介绍光合作用的原理及其具体的作用机制。

光合作用的原理是基于光能的转换和化学反应。

光合作用发生在叶绿体中,其中的一种重要的色素是叶绿素。

当光线照射到叶绿体中的叶绿素时,光子能量被叶绿素吸收后,被电子接受体激发。

这些激发的电子随后经过一系列的传递和转移,最终通过呼吸链传递到辅酶NADP+(脱氧核糖核酸磷酸)重要负载的电子接受体中,形成高能的NADPH+H+。

同时,光合作用还释放出高能的Adenosine Triphosphate(三磷酸腺苷,ATP),它是细胞内储存和转移能量的重要分子。

而化学反应部分,光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。

光反应主要发生在叶绿体的叶绿体内膜系统中。

这一阶段中,激发的电子通过电子传递链逐渐释放能量,生成一系列的高能分子,如ATP和NADPH。

光反应最终产生的结果是ADP(腺苷二磷酸)和NADP+(脱氧核糖核酸磷酸)回到初始状态,以继续进行下一轮的光反应。

然后,暗反应发生在叶绿体中的液体基质中。

在暗反应中,通过Calvin循环,将CO2转化为有机物质,主要是糖类。

首先,CO2与一种含有五碳的化合物RuBP(核糖1,5-二磷酸,磷酸核糖酮磷酸)反应,产生一个六碳中间体。

接下来,这个中间体通过一系列的酶催化反应转化为产生糖类的三碳分子。

最后,通过再生RuBP,暗反应完成,并释放出细胞所需的糖类。

光合作用的作用机制是将光能转化为化学能,同时提供生物体所需的能量。

首先,光合作用产生的ATP是细胞体内多种代谢过程的能量供应来源。

ATP通过将一个或多个磷酸基团连接到ADP上释放能量,并在这个过程中提供磷酸基团用于合成其他化合物。

这些化合物包括细胞内的蛋白质、核酸和其他有机分子。

光合作用的机制与影响因素

光合作用的机制与影响因素

光合作用的机制与影响因素光合作用是生物界中非常重要的一种化学反应过程,其产生的光能为生物提供了必要的能量,同时还能释放出氧气,为生态系统的维持做出了巨大的贡献。

下面将从光合作用的机制与影响因素两个方面进行探讨。

一、光合作用的机制光合作用是一种由叶绿体内的光合色素参与的化学反应,其基本反应方程式可以表示为:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2由此可以看出,光合作用的基本原理是将二氧化碳和水结合起来,利用光能合成有机物,并输出氧气。

光合作用的反应过程可以分为两个阶段,即光能反应和碳水化合物合成反应。

在光能反应中,光能被光合色素吸收,产生高能电子,在电子传递链上不断传递,最终被光合酶捕获,生成NADPH和ATP。

在碳水化合物合成反应中,CO2被固定为一种有机物,这个反应需要ATP和NADPH的参与。

光合作用的机制非常复杂,其中涉及到的酶类、蛋白质、色素等都有其特殊的生物学功能。

在光合作用的反应过程中,每个生物体都有其特定的反应机制,这一点需要在后面影响因素中进行探讨。

二、光合作用的影响因素光合作用的影响因素有很多,这些因素包括光强度、温度、水分和CO2浓度等。

1. 光强度光强度是影响光合作用的最重要的因素之一,光合作用的反应速率随着光强度的增加而增加,到一定程度时达到最大值,继续增加光强度则会使反应速率保持不变或略有下降。

这是因为,当光强度过强时,叶绿体内的光合色素会因光损伤而失去活性,从而影响光合作用的反应速率。

2. 温度温度是影响光合作用的另一个重要因素,光合作用的反应速率在适宜的温度范围内随着温度的升高而增加。

但是,当温度过高时,酶类和其他蛋白质会因失活而导致光合作用的反应速率下降。

因此,温度对于光合作用的影响是非常复杂的,需要根据不同的生物体和环境条件进行分析。

3. 水分水分是影响光合作用的另一个因素,适量的水分可以促进光合作用的进行,但是缺水或过量的水都会对光合作用产生负面的影响。

光合作用的过程和机制

光合作用的过程和机制

光合作用的过程和机制光合作用是一种生物化学过程,通过光能转化为化学能,将二氧化碳和水转化成有机物质。

光合作用是地球上大部分生物的能量来源,同时也为地球环境提供氧气。

本文将详细介绍光合作用的过程和机制,并阐述其重要性。

一、光合作用的过程光合作用的过程主要分为光能捕获、能量转换和有机物合成三个阶段。

1. 光能捕获阶段:光合作用的起始阶段,叶绿素等光合色素吸收太阳光的能量,并将其转化为化学能。

光合色素主要位于叶绿体的叶绿体膜上,光能捕获过程中的光合色素分子会吸收特定波长的光子,并将能量传递给反应中心。

这个阶段的关键反应是光合作用的反应中心产生激发态。

2. 能量转换阶段:光合作用的第二个阶段,激发态的电子会在叶绿素分子间进行传递。

这个过程涉及光合作用的电子传递链,由一系列蛋白质和辅助色素组成。

在这个阶段,能量逐渐转化为可用的化学键能。

同时,在能量转换过程中,水被分解为氧气、电子和质子。

3. 有机物合成阶段:光合作用的最后一个阶段,光合作用产生的电子和质子被用于将二氧化碳还原为有机化合物。

此过程中,碳固定为葡萄糖等有机物,可用于植物自身生长和维持。

光合作用的过程是高度协同的,每个阶段的产物都是下一个阶段的反应物。

这个过程由多种酶和辅酶催化和调控,以确保正常进行。

二、光合作用的机制光合作用的机制主要包括光化学反应和碳固定两个方面。

1. 光化学反应:光化学反应是光合作用的起始阶段,通过光合色素吸收光子能量,激发产生激发态电子。

光合作用中最为重要的光合色素是叶绿素,它能吸收红、橙、黄、蓝和紫光,但对绿光不敏感,所以叶绿素呈现绿色。

叶绿素a的吸收峰位于蓝光和红光之间,在光谱上表现为紫蓝色。

2. 碳固定:光合作用的最后一个阶段,将二氧化碳还原为有机物,这个过程称为碳固定。

首先,二氧化碳与一种五碳化合物(RuBP)反应,生成不稳定的六碳化合物。

接着,该六碳化合物分解为两个PGA 分子,然后通过一系列的酶催化和还原反应,最终合成葡萄糖等有机物。

光合作用过程的原理与机制

光合作用过程的原理与机制

光合作用过程的原理与机制光合作用是自然界最为重要的化学反应之一,它能够将光能转化为有机物质,并释放出氧气,为地球上的生命提供了充足的能量来源。

本文将从光合作用的原理、机制和意义三个方面对这个神奇的过程进行深入探讨。

光合作用的原理光合作用是指生物体利用光能把二氧化碳和水合成糖类。

它的化学方程式为:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2。

从这个方程可以看出,光合作用是一个光合成过程,它需要光能、水和二氧化碳三种关键物质,同时还需要一定的催化剂和酶来帮助反应进行。

光合作用的机制光合作用的机制可以分为两个阶段:光反应和暗反应。

光反应是指在氧化还原反应中,光能被吸收,产生ATP和NADPH等光能转换物质,同时产生氧气。

暗反应是指利用ATP和NADPH为能量的条件下,光合色素在催化剂(RuBisCO酶)的作用下,将二氧化碳还原成糖类。

可以将光反应和暗反应做一个类比,光反应就像是一个厨房中的清洗工,用冷水清洗并提供光能,同时将氧气释放出来;暗反应就像是厨师,利用ATP和NADPH为能量蒸煮二氧化碳解决方案,制作成美味的糖果。

光合作用的意义光合作用是地球上所有植物和浮游生物的主要能量来源,事实上,它是地球上维持生命的最重要化学反应之一。

它不仅使光能转化为有机物质,还释放了大量的氧气,为地球大气层中的氧气丰富做出了重要贡献。

在生态系统中,光合作用在碳循环和氮循环中起着至关重要的作用。

通过光合作用,植物可以吸收大量的碳,从而在生态系统中起到了固定碳的重要作用,同时还为生态系统中的其他生物提供了整体营养。

在氮循环过程中,光合作用也发挥了重要的作用,因为光合作用是产生和转移ATP和NADPH的唯一途径,所以这两种分子对维持氮循环过程是至关重要的。

总之,光合作用是生命活动中不可或缺的一部分,它的原理和机制深深地影响着生态系统中的种种现象。

了解光合作用的过程和意义,有助于我们更全面地了解生态系统的本质,也可以为生态保护和环境治理提供一些实质性的参考。

光合作用的生物学过程与机制

光合作用的生物学过程与机制

光合作用的生物学过程与机制光合作用是地球上所有生物存在的基础。

无论是植物还是动物,都必须依靠光合作用产生的氧气和食物才能生存。

那么,光合作用究竟是什么生物学过程,又是通过什么机制实现的呢?一、光合作用的定义和分类光合作用是指植物及其他光合生物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物,同时释放出氧气的过程。

根据光合生物的类型和生长环境,光合作用被分为两种类型:氧化型光合作用和还原型光合作用。

氧化型光合作用通常发生在叶绿体内,它是指光能被利用来驱动电子转移,最终导致氧气的释放。

而还原型光合作用通常发生在一些原始生物体内,这些生物通常生活在没有氧气的环境中,因此它们采用的是一种不同的光合作用。

二、光合作用的生物学过程光合作用的生物学过程可以简单地概括为光反应和暗反应两个阶段。

接下来,我们将一一讲解这两个阶段的具体过程。

1.光反应光反应是指在太阳光的作用下,光合生物将光能转换为化学能的生物过程。

光反应发生在叶绿体的第一层膜和第二层膜之间的薄片状结构——光合体内。

它包括光捕获和电子传递两个过程。

光捕获是指光合色素在光的作用下被激发,吸收光能并转化为化学能的过程。

而电子传递是指激发状态下的色素分子通过一系列电子传递过程将能量传递到光依赖型的反应中心,从而产生高能电子,这些高能电子在接下来的化学反应中将被用来合成ATP 和NADPH。

2.暗反应暗反应是指在光反应的基础上,利用ATP和NADPH为能量,将二氧化碳转化为有机物质的过程。

暗反应主要发生在叶绿体的基质内。

暗反应包括碳固定和光合糖原合成两个主要过程。

碳固定是指将二氧化碳转化为有机物质,而光合糖原合成则是将有机物转化为光合生物的主要贮存糖(葡萄糖)。

三、光合作用的机制光合作用的机制具体包括两个方面:氧化型光合作用和还原型光合作用。

1.氧化型光合作用氧化型光合作用通过一系列的电子传递和光化学反应将太阳能转化为化学能,并最终将水分子分解为氧气和氢离子,产生ATP和NADPH。

光合作用的过程及机制

光合作用的过程及机制

光合作用的过程及机制光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的一种生物化学过程。

它是生命链上最重要的过程之一,可以为生物体提供能量和营养物质。

在这个过程中,植物通过吸收太阳能将其转化为化学能,然后利用化学能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和其他有机物质,释放出氧气。

光合作用的机制光合作用是由植物细胞内的叶绿体完成的。

叶绿体是植物细胞中的一种绿色的细胞器,其内部包含了一系列的酶和其他分子,这些分子可以帮助植物完成光合作用。

光合作用的机制可以分为两个阶段:光反应和暗反应。

1. 光反应光反应是指在光合作用中,光能被吸收并转化为化学能的过程。

这一过程发生在叶绿体的薄壁被称为“光合体”的区域内。

在这里,叶绿素将光能吸收下来,并将其转化为能够用于化学反应的化学能。

在光反应的过程中,一系列的反应和催化作用将光能和水分子转化为电子和氧气。

这些反应是:- 光系统II(PSII):它是光反应的起始点。

在PSII中,光能将水分子分解成氧分子和电子,电子被释放到细胞膜中,产生ATP分子。

- 细胞色素b6f催化反应:在这一过程中,电子将向前传递,从而产生NADPH分子。

2. 暗反应暗反应是指在光合作用中,产生的ATP和NADPH分子被用于将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。

这一过程并不需要太阳能。

在暗反应中,植物利用ATP和NADPH分子完成了两个步骤:- 碳固定:在这一过程中,植物将二氧化碳和其他有机物质结合在一起,生成葡萄糖和其他有机物质。

- 糖生产:在这一过程中,植物利用碳固定生成的葡萄糖和其他有机物质,转化为能够被其他生物利用的营养物质。

总结光合作用是植物完成生命活动所需的最基本过程之一。

它是通过光能转化为化学能,进而将二氧化碳和水转化为葡萄糖和其他有机物质的过程。

这一过程包括光反应和暗反应两个阶段。

在光反应中,光能将水分子分解成氧分子和电子。

在暗反应中,植物利用ATP和NADPH分子将二氧化碳和水转化为有机物质。

光合作用的机制

光合作用的机制

光合作用的机制光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)的过程。

这是地球上所有生态系统中最基本且最重要的化学反应之一。

光合作用不仅为植物提供了所需的能量和营养物质,还通过释放氧气维持了地球大气中的氧含量。

本文将深入探讨光合作用的机制。

1. 光合作用的概述光合作用是一种复杂的生化过程,其机制通常分为两个主要阶段:光能吸收和化学反应。

首先,叶绿素等色素吸收光能,并将其转化为化学能。

然后,植物利用该化学能将二氧化碳和水转化为有机物质,并同时释放氧气。

光合作用的整体方程式如下:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2其中,CO2表示二氧化碳,H2O表示水,C6H12O6表示葡萄糖。

2. 光能吸收光合作用中的光能吸收是由植物细胞中的叶绿素和相关色素完成的。

这些色素通常位于植物叶子中的叶绿体内。

叶绿素的主要作用是吸收光谱范围内的光能,并将其转化为植物能够利用的能量。

光谱是指可见光的不同颜色,从紫色到红色的连续光线。

不同类型的叶绿素可以吸收不同波长的光线。

例如,叶绿素a主要吸收蓝色和红色光线,而叶绿素b则主要吸收蓝绿色和橙黄色光线。

这些吸收到的光能激发了叶绿素分子内的电子,并引发了化学反应的下一步。

3. 光化学反应在光合作用的光化学反应阶段,叶绿素分子中激发的电子在一系列复杂的化学反应中转移。

这些反应发生在叶绿体膜内的光合色素分子聚集体中,称为光合作用单元。

这些单元由多种叶绿素和其他色素组成。

当激发的电子通过光合作用单元中的传递链移动时,同时释放出能量。

这些能量被利用来生成化学反应所需的高能分子,如三磷酸腺苷(ATP)和辅酶NADPH。

这些高能分子随后参与碳固定过程,将二氧化碳转化为有机物质。

4. 碳固定碳固定是光合作用的最终步骤,也是植物从大气中获取碳源的关键过程。

在这一阶段,植物利用所生成的ATP和NADPH,通过一系列复杂的酶催化反应将二氧化碳转化为有机物。

这个过程称为光合作用的Calvin循环,也被称为碳同化过程。

光合作用机制解析

光合作用机制解析

光合作用机制解析光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物的过程,同时释放出氧气。

这一过程是地球生命系统的基础,为生物提供了能量来源和氧气。

本文将详细解析光合作用的机制。

光反应光合作用的第一步是光反应,发生在叶绿体的类囊体膜上。

光反应包括两个主要阶段:光系统II(PSII)和光系统I(PSI)。

光系统II(PSII)在PSII中,光能被吸收并用于将水分解成氧气和电子。

这些电子随后被传递到电子传递链。

光系统I(PSI)在PSI中,光能再次被吸收,电子进一步激发并通过电子传递链移动到更高的能级。

电子传递链电子传递链位于类囊体膜上,由一系列蛋白质复合物组成。

电子通过这些复合物时会释放能量,用于将质子从基质泵入类囊体内腔,形成质子梯度。

ATP合成质子梯度的形成驱动了ATP合成酶,该酶利用梯度能量合成ATP,这是细胞的主要能量货币。

暗反应(Calvin循环)光合作用的第二阶段是暗反应,也称为Calvin循环。

这一过程不直接需要光照,但在光照条件下最为活跃。

碳固定在Calvin循环中,CO2首先与一种五碳糖分子(RuBP)结合,形成一个稳定的六碳分子。

这个分子随后迅速分裂成两个三碳分子(3-PGA)。

还原阶段3-PGA分子通过一系列酶促反应被还原成葡萄糖。

这个过程消耗了之前在光反应中生成的ATP和NADPH。

再生阶段部分葡萄糖分子用于再生RuBP,以维持Calvin循环的持续进行。

总结光合作用是一个复杂的过程,涉及多个步骤和多种酶的参与。

光反应在类囊体膜上进行,产生ATP和NADPH;而暗反应则在基质中进行,利用这些能量和还原力将CO2固定并转化为有机物。

这一过程不仅为植物自身提供能量和生长所需的物质,也为地球上的其他生物提供了基础的能量来源。

光合作用的机制与重要性

光合作用的机制与重要性

光合作用的机制与重要性光合作用是一个神奇的过程,它是绿色植物和藻类的生命活动的基础,是维持整个生态系统平衡的关键。

在这个过程中,绿色植物和藻类通过吸收光能将二氧化碳和水转化成有机物质和氧气,是光合生物在地球上进行生存的能源来源。

本文将分别从光合作用的机制和重要性两个方面深入探讨。

一、光合作用的机制光合作用是一个非常复杂的化学过程,涉及到众多的生物分子,但是它可以简单地分为光化学反应和碳合成反应两个阶段。

1. 光化学反应光化学反应是光合作用的第一步,它发生在叶绿体的内膜系统和叶绿体上,是利用阳光为能源的化学反应。

通过吸收阳光能量,叶绿体的光合色素激发起光电子,并产生能量和化学反应。

光电子随后被传递给细胞色素,并带着它们通过半导体转移中心从第一个叶绿素到另一个叶绿素,从而逐步形成了一个电荷分离序列。

当光电子被传递到终端叶绿素(也称反应中心)时,这些电子转移给另一个分子,其中就包括了储存在叶绿体中的ATP和NADPH等高能化合物。

2. 碳合成反应碳合成反应是光合作用的第二步,它发生在叶绿体的髓质中,具体包括卡尔文循环和光氧化聚合。

在碳合成反应中,ATP和NADPH反应起来,将二氧化碳还原成有机化合物,如葡萄糖、淀粉和其他多糖。

这种化学反应需要一系列酶的参与才能进行,过程包括卡尔文循环、反应中心、光合作用适应症等。

二、光合作用的重要性光合作用是维持地球上生命的基础。

没有光合作用,地球上的所有生命都将无法维持。

具体来说,它在以下三个方面发挥着重要作用:1. 生存能源光合作用是光能到化学能的转换过程,光能的输入使得植物通过化学反应生产出所需的能源、营养物和生物材料。

生命的一切活动,如呼吸、生长、分解、运动、繁殖等都需要这方面的能量。

因此,光合作用提供了人类生存的重要能源。

2. 环境生态由于光合作用将二氧化碳转化为氧气,增加了大气氧量,同时又能在地球生态系统中维持平衡。

植物通过光合作用来吸收二氧化碳,同时释放出氧气。

光合作用过程与机制

光合作用过程与机制

光合作用过程与机制光合作用是生物体依靠光能合成有机物质的过程,同时也是所有陆生生物的能量来源。

它是指植物和一些微生物利用光合色素吸收光能,把二氧化碳和水转化为糖和氧气的化学反应。

光合作用的过程十分复杂,其中涉及到许多生物化学作用和物理作用,本文将从光合作用的功能、过程、机制等方面进行详细阐述。

一、光合作用的功能光合作用是生命的基本过程之一,它可以产生一个生物体所需的全部热量和能量,同时还能提供氧气,维持大气层内氧的含量。

除此之外,光合作用还可以促进全球碳平衡,降低二氧化碳的含量,缓解全球变暖等问题。

二、光合作用的过程光合作用包括光能捕获和化学反应两个过程。

光能捕获是指利用光合色素吸收光的能量,将光能转化为化学能的过程。

光能捕获中,光合色素吸收光子,将其激发到高能态,然后通过电子传递链将能量传递给光化学反应中心,产生ATP和NADPH。

化学反应是光合作用的核心部分,分为光解反应和暗反应两个阶段。

光解反应是指利用光能将水分解成氧气和氢离子(H+)的过程。

在这个过程中,光能被光合色素吸收,导致叶绿素激发到高能态,释放出高能电子。

这些电子通过光化学反应中心传递到电子传递链,最终被NADP+还原成NADPH,同时释放出氧气。

暗反应是指利用上述生成的ATP和NADPH以及二氧化碳等原料进行的化学反应。

这些反应通常在光合作用中不直接需要光照,因此又被称为黑暗反应。

暗反应的最终产物是葡萄糖等糖类物质。

三、光合作用的机制光合作用是一个复杂的化学反应,其中许多成分和反应机理都需要我们深入了解。

以下是光合作用的一些基本机制:1.叶绿素的光能吸收光合作用的第一步是叶绿素的光能吸收。

这个过程中,叶绿素会吸收光子,将光能转化为化学能。

叶绿素吸收的光子波长通常位于可见光相对较短的蓝色和紫色区域,因此植物的叶子通常呈现绿色。

2.光化学反应中心光化学反应中心是光合作用的关键组成部分,它位于叶绿体中心。

在这个反应中心,高能电子会被激发,并通过电子传递链转移能量。

植物光合作用的过程和机制

植物光合作用的过程和机制

植物光合作用的过程和机制植物的光合作用是通过光能将二氧化碳和水转化成有机物的过程。

这个过程不仅为植物生长提供能量和碳素,也是地球生态系统中最为重要的化学过程之一。

本文将深入探究植物光合作用的过程和机制。

第一部分:植物光合作用的基本过程植物光合作用是一系列化学反应的综合体,涉及三个阶段:光反应、电子传递和固碳作用。

光反应是最先发生的过程,其中光能被转化为化学能,并用于产生ATP(三磷酸腺苷)和NADPH (辅酶NADP+磷酸氢)。

在光反应中,植物叶绿素(chlorophyll)和其他色素(pigments)吸收光能,并使光能转移为电能从而提供化学反应所需的能量。

电子传递是光反应之后的过程,其中ATP和NADPH在接下来的化学反应中充当电子传递体。

这个过程发生在植物细胞质膜(plasma membrane)周围或在叶绿体色素复合体(photosystem)中的电子传递链(electron transport chain)内。

在电子传递过程中,高能电子从NADPH和H+向色素复合物中传递,从而释放出能量,并在反应中产生氧气。

最后,固碳作用(carbon fixation)将CO2(二氧化碳)转化成葡萄糖,这是植物生长所必需的。

此过程是一个相对复杂的化学反应,涉及十多种酶催化的反应,如光氧化、羟化、环化、裂解和合成。

固碳作用主要发生在叶绿体中,位于一组互相呈酸性和碱性的内部通道和酶的作用下,产生NADPH、ATP、CO2和六碳糖(hexose)。

第二部分:光合作用反应的机制植物的光合作用机制源于其叶绿素A(Chla)分子的结构和光化学性质。

这种叶绿素A分子有一个可见光的最大吸收波长在680纳米的P680分子和另一个最大吸收波长在700纳米的P700分子。

P680分子在光反应中吸收到的光能可以将电子从P680中激发出来,产生正带电质子(H+)和一个高能电子。

这些带电少子直接加入到约200个细胞膜中的光感知复合物II(LHCII)中,然后从内部的LHCII传递给细胞膜周围的电子传递链,并在反应中释放出高度反应性的氧离子。

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光 转变为 电 能 能 量 子 电 子 转变为 活跃的化学能 转变 为 质子、ATP、 NADPH 稳定的 化学能 糖类
能量转变 贮存能量的 物质
完成能量转 化的过程
进行转变的 部位 反应类型
原初反 应
基粒类 囊体 光反应
电子传递、光 合磷酸化
基粒类囊体 光反应
碳同 化
基质 暗反 应
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2.2 光系统Ⅰ和光系统Ⅱ 红降和双光增益效应现象的存在,使人们设想,光合作用可能是 两个光化学反应接力进行。进一步的研究证实光合作用确实有两个 光化学反应,分别由两个光系统完成。一个是吸收短波红光 (680nm)的光系统Ⅱ(PSⅡ),另一个是吸收长波红光(700nm)的光系 统Ⅰ(PSⅠ)。这两个光系统是以串联的方式协同作用的,光合作用 的光化学反应就在这两个光系统中进行。 光系统Ⅰ(PSⅠ):颗粒较小,直径为 11nm,在类囊体膜的外侧;
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2.4 光合磷酸化 利用贮存在跨类囊体膜的质子梯度中的 光能将ADP和无机磷转变为ATP的过程,称为光合磷酸化 photosynthetic phosphorylation; photophosphorylation) 它是与电子传递相偶联的反应。
2.4.1 光合磷酸化的方式
第二节 光合作用的机制
光合作用是蓄积能量并形成有机物的过程。能量的积 蓄过程是:先把光能转变成为电能,再进一步转变为活跃 的化学能,最后转变成为稳定的化学能。
大概说来,光合作用是一个包括两种反应类型、三大 反应步骤的复杂过程。
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光合作用的三大反应步骤是: 第一步:原初反应,即光能的吸收、传递和转换过程; 第二步:电子传递和光合磷酸化,即电能转变为活跃的化学能的过 程; 第三步:碳同化,即活跃的化学能转变为稳定的化学能的过程; 光合作用的两种反应类型是:光反应light reaction 和暗反应dark reaction
光反应:由光引起的、必须在光下才能够进行的反应,反应在类 囊体(光合膜)上进行。
暗反应:由酶催化的、在暗处也可以光下进行的反应,反应在叶 绿体基质中进行。
大体而言,光合作用的第一、第二两个反应步骤属于光反应类型、 第三个反应步骤属于暗反应。
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光合作用中能量转变过程的一些基本情况
原初电子受体:直接接受从反应中心色素分子传来的电子的物体。
1.4 原初反应的电子传递过程 hv D· · P A D· · P* A
D· +· P A
D+ · · P A
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最初电子供体 H2O
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最终电子受体 NADP+
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2. 电子传递和光合磷酸化
2.1 一些概念
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光合链中的三个完整膜 蛋白复合体:
PSⅡ
Cytb6f 复合体
PSⅠ
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光合链中电子和质子传递
Figure 3-11 Mechanism of photophosphorylation
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光合链中的电子传递体是质体醌(plastoquinone, PQ),细胞色素(cytochrome,Cyt)b6/f 复合体,铁氧 还蛋白(ferrdoxin,Fd)和质蓝素(plastocyanin,PC)。 其中 PQ 是双电子双 H+传递体,它既可传递电子, 也可传递质子,在传递电子的同时,把H+从类囊体 膜外的基质中带入膜内,在类囊体膜内外建立跨膜质 子梯度以推动 ATP 的合成。
1.2 光合单位photosynthetic unit
由聚光色素系统和反应中心组成光合单位。聚光色素吸收光量子 以后,能量在色素分子之间快速高效的传递,像透镜汇聚光线一 样,汇聚大量的光能并传递到反应中心色素分子。
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1.3 光合反应中心 是类囊体上进行光合作用原初反应的色素蛋白结构,基本成分 是结构蛋白质和脂类,主要包括原初电子供体(primary electron Donor, D)、光能转换色素分子(P)和原初电子受体(primary electron Accptor, A ) 。 原初电子供体:直接供给反应中心色素分子电子的物体。
2.3.3.3 假环式电子传递 (pseudocyclic electron transport): 指水光解放出的电子经PSⅡ和PSⅠ两个光系统,最终传 给O2 的电子传递。由于这一电子传递途径是Mehler提出 的,故亦称为Mehler反应。它与非环式电子传递的区别 只是电子的最终受体是O2 而不是NADP+ H2O→PSⅡ→PQ→Cytb6/f→PC→PSⅠ→Fd→O2
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2.3.3 电子传递的类型 2.3.3.1 非环式电子传递(noncyclic electron transport): 指水光解放出的电子经 PSⅡ和 PSⅠ两个光系统, 最终传给 NADP+的电子传递。电子传递途径如下: H2O→PSⅡ→PQ→Cytb6/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→N ADP+ 按非环式电子传递,每传递 4 个电子,分解 2 分 子 H2O,释放 1 个 O2,还原 2 个 NADP+,需要吸 收 8 个光量子,量子产额为 1/8。同时运转 8 个 H+ 进入类囊体腔。
CF0伸入类囊体内, 有四种多肽(a, b, b /,c )组成。 12 上述多肽组成横 跨类囊体的通道, 供质子通过光合磷酸化的机制
英国的米切尔(P.Mitchell,1961)提出的化学渗透学说。
在光合链传递电子的过程中,形成跨类囊体膜的质子动力 势差,在 H+通过 ATP酶返回膜外时,推动 ADP 和 Pi 形成 ATP。 在类囊体膜上的电子传递体中,PQ 具有亲脂性,含量多, 被称为 PQ 库,它可传递电子和质子,而其它传递体只能传 递电子。在光下,PQ在将电子向下传递的同时,又把膜外基 质中的质子转运至类囊体膜内,PQ 在类囊体膜上的这种氧化 还原往复变化称为 PQ 穿梭。 此外,水在膜内侧光解也释放出 H+. 于是膜内外产生电位差(Δφ)和质子浓度差(ΔpH),两者合称 质子动力势(proton motive force,PMF),是光合磷酸化的动 力。H+沿着浓度梯度返回膜外时,在 ATP 酶催化下,合成 ATP。 2013-7-15 30
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2.3.1 光合链与Z方案
光合链:是指光合膜上的一系列互相衔接着的电子传递体组成 的电子传递的总轨道。 Z方案:电子传递是由两个光系统串联进行,其中的电子传递体 按氧化还原电位高低排列,使电子传递链呈侧写的“Z”形。
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“Z”方案最早是由希尔(R.Hill)等在 1960 年 提出的。由氧化还原电位的高低可以看出,这一电子 传递途径是不能自发进行的,有二处(P680→P680* 和 P700→P700*)是逆电势梯度的“上坡”电子传递, 需要聚光色素复合体吸收与传递的光能来推动。
光系统Ⅱ(PSⅡ):颗粒较大,直径为 17.5nm,位于类囊体膜的内侧。 敌草隆(DCMU,一种除草剂),抑制 PSII 的光化学反应,却不抑 制 PSI的光化学反应。
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2.3 电子传递和质子传递 反应中心色素受光能激发而发生电荷分离,产生的高能 电子经过一系列电子传递体的传递,一方面引起水的裂解 释放出 O2 和 NADP+还原,另一方面建立跨类囊体膜的质 子动力势,通过光合磷酸化形成 ATP,把电能转化为活 跃的化学能。 在光反应中,由水至NADP+ 的电子传递是由两个光系 统PSⅠ和PSⅡ经过连续的两个光化学反应驱动完成的。
光子
2H2O
O2+4H++4e-
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水的光解(water photolysis):是希尔(1937)发现的。 他将离体的叶绿体加到具有氢受体(A)的水溶液中,照光 后即发生水的分解而放出氧气。此反应称为希尔反应 (Hill reaction)。 光 2H2O + 2A 2AH2 + O2 叶绿体 氢受体被称为希尔氧化剂,如 2, 6-二氯酚靛酚、苯醌、 NADP+、NAD+等。希尔第一个用离体叶绿体做试验, 把光合作用的研究深入到细胞器的水平。
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1. 原初反应 光能的吸收传递和转换过程。它是光合作用的第一步, 速度非常快,可在皮秒(ps,10-12 秒)与纳秒(ns,10-9 秒)内完成, 且与温度无关,可在-196℃(77K,液氮温度)或-271℃(2K,液氦 温度)下进行。
1.1 光合色素的分类:聚光色素和反应中心色素
聚光色素:只能收集光能、没有光化学活性的色素,可以收 集光能。包括大部分叶绿素a、全部叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素, 也称为天线色素。 反应中心色素:少数特殊状态的叶绿素a,具有光化学活性, 既是光能的捕捉器,又是光能的转换器。也称为陷阱
有两种:非循环光合磷酸化和循环光合磷酸化。
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非循环光合磷酸化:在基粒片层进行,在光合磷酸化 中占主要地位。

2ADP+2Pi+2NADP++2H2O
2ATP+2NADPH+O2
循环光合磷酸化:在基质片层内进行,在高等植物 中可能起到补充ATP不足的作用。 PSⅠ产生的电子经过一系列传递体后,伴随形成腔 内外H+浓度差,只引起ATP的合成,而没有氧气的释放 和NADP+的还原反应。 ADP+Pi
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对叶绿体闪光照射不同次数的放氧量
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