植物的光合作用和呼吸作用科学课件PPT

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。
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。
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
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。
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
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*
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
示意基质类囊体与基粒类囊体
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) 。
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。
(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。
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。
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,
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
➢ 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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ