植物的光合作用和呼吸作用科学课件PPT

叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成
1.叶绿体 被膜
2.基质及 内含物
3.类囊体
高等植物的类囊体垛叠成基粒，其意义有 二：
膜的垛叠意味着捕 获光能机构的高度 密集，更有效地收 集光能，加速光反 应；
膜系统是酶的排列 支架，膜垛叠就犹 如形成一条长的代 谢传递带，使代谢 顺利进行。
（二）类囊体膜上的蛋白复合体
类囊体膜上含有由多种亚基、多种成分组成的蛋白复合 体，主要有四类，即光系统Ⅰ（PSI）、光系统Ⅱ（PSⅡ）、 Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase），它们参与了光能 吸收、传递与转化、电子传递、H+输送以及ATP合成等反应。 由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊 体膜为光合膜(photosynthetic membrane) 。
第三章 植物的光合作用
学习要点：
掌握光合作用的概念、叶绿 体结构、功能及叶绿体色素的种 类及其光学特性。
第一节 光合作用的研究历史
一、光合作用的概念
光合作用（photosynthesis）是指光养生物利用光能把无机 物合成有机物的过程。它是一个生物氧化还原的过程。
光能
CO2 + HH22AO*
➢ 内膜(inner membrane) 选择透性膜， CO2、O2、H2O可自由通过；Pi、磷酸丙 糖、双羧酸、甘氨酸等需经膜上的运 转 器 才 能 通 过 ； 蔗 糖 、 C5`C7 糖 的 二 磷 酸酯、NADP+、PPi等物质则不能通过。
叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成
1.叶绿体 被膜
二、光合作用的重要性
1. 把无机物转 变成有机物
2. 蓄 积 太阳能
3. 环 境 保护
光合作用制造了生 物所需的几乎所有 的有机物，是规模 巨大的将无机物合 成有机物的“化工 厂”。
光合作用积蓄 了生物所需的 几乎所有的能 量，是一个巨 大的“能量转 换站”。
维持大气中 光合释放氧
氧气和二氧 形成臭氧/O3 化碳浓度保 层，它滤去
持基本稳定； 紫外光使生
物免受伤害.
所以，绿色植物的光合作用是地球上一切生命存在、繁衍 和发展的根本源泉。
第二节 叶绿体和叶绿体色素
一、叶绿体的结构和成分
叶绿体是光
合作用的场所，
叶绿体色素在
光能的吸收、
维
传递和转换中
起着重要作用。
(一) 叶绿体的基本结构
CE.被膜； GL.基粒片层； SL.基质片层； S.基质； P.基粒
类囊体膜超分子蛋白质复合物
蛋白复合体在类囊体膜上的分布：
➢PSⅡ主要存在 于基粒片层的堆 叠区， ➢PSⅠ与ATPase 存在于基质片层 与基粒片层的非 堆叠区， ➢Cytb6/f复合体 分布较均匀。
蛋白复合体在类囊体膜上的分布：
二、光合色素的化学特性
在光合作用的反应中吸收光能的色素 称为光合色素。
卟啉环上的共轭双键和中 央镁离子易被光激发而引起电 子得失,使叶绿素具有特殊的 光化学性质。
细菌
2.叶绿素的化学性质
叶绿素是一种酯，因此不溶于水，而溶于有机溶剂。 通常用80%的丙酮或丙酮与乙醇的混合液来提取叶绿素。
卟啉环中的镁离子可被H＋、Cu2＋、Zn2＋所置换。用酸处 理叶片，H＋易进入叶绿体,置换其中的镁离子，形成褐色的 去镁叶绿素，使叶片呈现褐色。去镁叶绿素容易再与铜离 子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更鲜艳稳定。
叶绿素
(a：b = 3：1 )
3
三
1
大 类胡萝卜素 (胡萝
类
卜素：叶黄素= 1:2)
藻胆素
(一) 叶绿素（chlorophyll)
1.叶绿素的结构
叶绿素包括a、b、c、d四种，高等植物含有叶 绿素a、b两种。
叶绿素是双羧酸酯,其中一个羧基被甲醇所酯化,另一 个被叶醇所酯化 。
叶绿素a(chla)呈蓝绿色, 叶绿素b(chlb)呈黄绿色。
2.基质及内 含物
3.类囊体
叶绿体被膜以内的基础物质称为基质， 以水为主体,内含多种离子、低分子的有 机物以及可溶性蛋白质等。基质是碳同 化的场所。含有还原CO2与合成淀粉的 全部酶系，其中1，5-二磷酸核酮糖羧 化/加氧酶(ribulose bisphophate carboxylase/oxygenase,
(CH2O) + O2A*2+H2O
绿色植物
光合作用的原料
要
产
物
点
反应场所
动力
CO2 和H2A（H2O或H2S ） CH2O、2A和H2O 绿色植物的叶绿体
光能
光合作用是一个氧化还原反应过程，该过程有 以下几个反应特点：
H2O 被氧化成分子态的氧； CO2 被还原成糖； 在反应过程中完成了光能到化学能的转变。
基质类囊体(stroma thylakoid),又称为基 质片层(stroma lamella),伸展在基质 中彼此不重叠;
基粒类囊体(grana thylakoid),或称基粒 片层(grana lamella), 可自身或与基质类囊 体重叠,组成基粒。
基粒 基粒类囊体
基质 基质
基质类囊体
囊腔
示意基质Biblioteka Baidu囊体与基粒类囊体
基质
叶绿体模式图
三部分： 被膜、基质和类囊体
叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成
1.叶绿体 被膜
2.基质及 内含物
3.类囊体
➢ 叶绿体被膜(chloroplast envelope) 由两层单位膜组成，被膜上无叶绿素， 它的主要功能是控制物质的进出，维 持光合作用的微环境。
➢ 外膜(outer membrane) 非选择性膜， 分子量小于10000的物质如蔗糖、核酸、 无机盐等能自由通过。
Rubisco）,占基质总蛋白的一半以上。 还含有淀粉粒(starch grain)和嗜锇滴 （又称脂质球或亲锇颗粒，是脂类的贮 藏库）。
叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成
1.叶绿体 被膜
2.基质及 内含物
3.类囊体
由单层膜围 起的扁平小 囊。根据类 囊体堆叠的 情况,将类囊 体分为二类:
两者结构上的差别仅在于叶绿素a第二个吡咯环上的 一个甲基(-CH3)被醛基(-CHO)•所取代(•图)。
叶绿素的结构特点
叶绿素分子含有一个卟啉 环的“头部”和一个叶绿醇 (植醇，phytol)“尾巴”。卟 啉环由四个吡咯环以四个甲烯 基(-CH=)连接而成。
卟啉环的中央结合着一个 镁离子。镁离子带正电荷,而 与其相连的氮原子则带负电荷, 因而具有极性,是亲水的。