植物生理学考研复习资料第三章 植物的光合作用知识讲解
中国海洋大学资料植物生理学讲稿植物的光合作用
第三章植物的光合作用讲授内容和目标：掌握植物光合作用的概念和生理基础，了解叶绿体色素的结构组成和生理作用。
了解环境因素同植物光合作用之间的关系，了解植物光合作用在农业中的应用。
重点突出介绍光合作用的机理和研究方法。
学时分配：6学时。
具体内容：光合作用的定义：太阳光能CO2 + H2O =====（CH2O）+ O2绿色细胞绿色植物利用太阳光能同化二氧化碳和水成为有机物质并蓄积太阳光能的过程。
第一节光合作用的重要性1.合成有机物质光合作用是地球上规模最大的有机物质的合成过程。
l每年同化2义1011t碳素。
浮游植物同化40%,陆地植物同化60%。
为人类和动物界提供最终的食物来源。
为人类的工农业生产提供原料：棉花、木材、石油、橡胶等。
2.蓄积太阳光能植物在合成有机物质的同时将太阳光能储存到了有机化合物中。
每年储存的太阳光能有3X1021J O 为人类的生存提供能源：-生命活动的能源——食物。
-煤炭、石油的能源。
-沼气、柴草等3.生态平衡大气CO2的平衡：二氧化碳是温室气体，其浓度的增加可以使地球的温度增加。
大气氧气的平衡：-氧气是一切需氧生物生存的必需条件。
-氧气是臭氧层形成的基础。
第二节叶绿体及叶绿体色素叶片是光合作用的主要器官，叶绿体是植物进行光合作用的主要细胞器。
叶绿体色素是植物进行光合作用吸收光能的主要物质。
一.叶绿体的结构和成分1 .叶绿体的外部形态高等植物的叶绿体大多数呈圆形，直径3〜6mm ,厚2-3 mm 。
每平方毫米叶片含 有3 X 107〜5义107个叶绿体。
2 .内部结构外被一一叶绿体膜，外膜、内膜。
基质基粒嗜钺滴类囊体： 基粒类囊体基质类囊体水分75%,干物质25%。
在干物质中：蛋白质30%〜45%,脂类20〜40%藏物质（淀粉等）10〜20%,灰份 10%,少量的其它成分。
二.光合色素定义：存在于叶绿体中在光合作用中参与光能的吸收和传递的色素。
（一）叶绿素 chlorophyll是一类含镁的吓琳化合物。
第三章光合作用植物生理学
S7 P
1、7-2磷酸7-磷酸景天酮糖 景天酮糖
CH2OH C=O
CHO
HOCH HCOH HCOH
+ HCOH
转酮 CH2O P 酶 PGAld
HCOH （3-磷酸
CH2O P 甘油醛）
S7 P 7-磷酸景 天酮糖
CH2OH C=O
HOCH
+
CHO HCOH
HCOH CH2O P
HCOH HCOH
光合在维
维 鞘管细B束胞.生理①发叶少原P因育绿EC3P：羧不体化好 无酶叶 胞 行 粉 影， 或的肉 中 ， 积 响活性细 进 淀 累 光发 ， 较比R育 叶 大UC4B良 绿P羧好 体化酶的管 胞 。 光 的活束中有合就性鞘进利产近高6细行于物运0倍；
② PEP羧化酶合对。CO2的亲和力大，CO输2补，偿防点较止低；
A. NADP-苹果酸酶类型: 玉米、高粱、甘蔗
B. NAD-苹果酸酶类型: 马龄苋、黍等
PEP：磷酸烯醇式丙酮酸; OAA:草酰 乙酸; Asp:天冬氨酸；Mal:苹果酸;
C. PEP-羧激酶类型: 盖氏狼尾草、大黍等
PEPCase对HCO3-的亲和力很强,有把外界低浓度 CO2浓缩到维管束鞘细胞中的作用--"CO2泵"。
③ C4植物的光呼吸较弱。
淀粉积累
影响光合
3 CAM途径（景天科酸代谢途径）
景天科酸代谢植物（景天科 、仙人掌和菠萝等），通过 白天减少有机酸，晚上增加 有机酸，而固定CO2的光合 途径。
瓦松
龙舌兰
落地生根
芦荟
掌仙 人
花昙
CAM途径特点：气孔昼闭夜开
1）过程：
间 夜 气孔 气孔
第三单元植物生长中的光合作用知识点汇总(人教版)
第三单元植物生长中的光合作用知识点汇
总(人教版)
光合作用的定义
光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
光合作用的反应方程式
光合作用的反应方程式为：光能+ 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2。
光合作用的过程
光合作用包括光能的吸收、光合色素的光能转换、光合电子传递和化学反应等过程。
叶绿素的作用
叶绿素是光合作用中的主要色素，它能够吸收光能，并将其转化为化学能。
光合作用的影响因素
光合作用的速率受到光强度、温度和二氧化碳浓度的影响。
光合作用的产物
光合作用产生的主要产物是葡萄糖和氧气，葡萄糖被植物用于生长和代谢，而氧气则释放到大气中。
光合作用在生态系统中的作用
光合作用是生态系统中能量流的起点，为其他生物提供能量和有机物质。
光合作用与人类的关系
光合作用产生的氧气为人类提供呼吸所需的氧气，同时植物的有机物也是人类的食物来源。
以上是第三单元植物生长中的光合作用知识点的简要汇总。
第三章 植物的光合作用
• 少数叶绿素a分子具有将光能转变为电能的 作用。
2、光合色素的吸收光谱
吸收光谱的概念 某一物质对各种不同的光有不同程度
吸收，将这种吸收以波长的函数作图，就 得到了此物质的吸收光谱。
物质波谱及太阳光的光谱
（1）叶绿素吸收光谱
有两个强吸收峰区
基质：主要成分是可溶性蛋白质(酶) 和其它代谢物质。 呈流动性状态。在电镜下还可见许多微粒结构，包 括DNA纤丝、核糖体、淀粉等。叶绿体内的部分蛋 白质就是由叶绿体自身合成的。
片层系统：由许多片层组成的片层系统。是由基质类 囊体和基粒类囊体相互连接而形成的三维空间网状 结构。贯穿于整个基质中。
（叶绿体）
植物），或是2.3∶1（阴生植物）。 ➢ 叶黄素与胡萝卜素约为2:1
？？
深秋树叶变黄的原因
（3）光合色素的分布
➢光合色素都包埋在类囊体膜中，以非共价键与蛋白质结合在 一起。 ➢各色素分子间的距离和取向较固定，使得能量传递或电子传 递可有效地进行。
光合色素的共同特点
• 分子内具有许多共轭双键，能捕获光能， 捕获光能能在分子间传递。
第二节 叶绿体和光合色素
一、叶绿体结构 二、光合色素
1 光合色素的结构和性质 2 光合色素的吸收光谱 3 光能的吸收与释放
一、叶绿体的结构
高等植物叶绿体多呈扁平椭球形，主要分布 在叶片的栅栏组织和海绵组织中。
叶绿体膜: 分两层。外层厚65 ，是非特异离子扩散 膜。低分子物质可以较快的透过。内层膜厚约85 ， 对离子有低渗透性。是有选择性的生物膜。
• 当电子回到基态时，激发能可以通过以下方式释放:
( 1)以热的形式； ( 2)以光辐射的形式； ( 3)用于光合作用；(通过诱导共振的方式经多次 传递到反应中心)。
植物生理学第三章植物的光合作用
植物生理学第三章植物的光合作用第三章植物的光合作用一、名词解释1. C3途径2. C4途径3. 光系统4. 反应中心5. 原初反应6. 荧光现象7. 红降现象8. 量子产额9. 爱默生效应10. PQ循环11. 光合色素12. 光合作用13. 光合单位14. 反应中心色素15. 聚光色素16. 解偶联剂17. 光合磷酸化18. 光呼吸19. 光补偿点20. CO2补偿点21. 光饱和点22. 光能利用率23. 光合速率二、缩写符号翻译1. Fe-S2. PSI3. PSII4. OAA5. CAM6. NADP＋7. Fd 8. PEPCase 9. RuBPO10. P680、P700 11. PQ 12. PEP13. PGA 14. Pheo 15. RuBP16. RubisC(RuBPC) 17. Rubisco(RuBPCO) 18.TP三、填空题1. 光合作用的碳反应是在中进行的，光反应是在中进行的。
2. 在光合电子传送中最终电子供体是，最终电子受体是。
3. 在光合作用过程中，当形成后，光能便转化成了活跃的化学能；当形成后，光能便转化成了稳定的化学能。
4. 叶绿体色素提取掖液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。
5. P700的原初电子供体是，原初电子受体是。
6. 光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。
7. 光合作用中释放的氧气来自于。
8. 与水光解有关的矿质元素为。
9. 和两种物质被称为同化能力。
10. 光的波长越长，光子所持有的能量越。
11. 叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在，另一个在。
12. 光合磷酸化有三种类型：、、。
13. 根据C4化合物和催化脱羧反应的酶不同，可将C4途径分为三种类型：、、。
14. 一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为；叶黄素和胡萝卜素的分子比例为。
15. 光合作用中，淀粉的形成是在中，蔗糖的形成是在中。
16. C4植物的C3途径是在中进行的；C3植物的卡尔文循环是在中进行的。
植物生理学第三章植物的光合作用
植物生理学第三章植物的光合作用植物的光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化成有机物质（如葡萄糖）和氧气的过程。
其反应方程式为：6CO2+6H2O+光能→C6H12O6+6O2光合作用是植物最重要的生理过程之一，它不仅是植物能够生存和生长的基础，还能为其他生物提供氧气和有机物质。
光合作用通过光合色素和叶绿体等生理结构，具有高效和专一性的特点。
植物的光合作用可以分为两个阶段：光能捕获和光化学反应、以及碳固定和假单胞菌循环。
在光能捕获和光化学反应阶段，植物的光合色素（如叶绿素）能够捕获太阳光，并将其转化为化学能。
光合作用发生在叶绿体内，主要以叶绿体膜的光合作用单位，光系统（PSI和PSII）为中心。
光系统中的光合色素吸收太阳光，并将其能量传递给反应中心，激发电子。
通过光合色素的电子传递链，电子在PSII和PSI之间进行转移，最终转移到还原辅酶NADP+上，形成还原辅酶NADPH。
在碳固定和假单胞菌循环阶段，植物利用还原辅酶NADPH和ATP的能量，将二氧化碳转化为有机化合物。
这个过程称为Calvin循环，也叫柠檬酸循环。
Calvin循环包括三个主要步骤：碳固定、还原和再生。
首先，二氧化碳与从光合作用过程中产生的核酮糖五磷酸（RuBP）结合，形成不稳定的六碳中间体。
然后，该中间体通过一系列酶的作用，将其分解为两个三碳化合物，3-磷酸甘油醇醛（3-PGA）。
最后，3-PGA经过一系列的加氢还原反应和磷酸化反应，合成出葡萄糖和其他有机物质。
光合作用的速率受到光照、温度、二氧化碳浓度和水分等环境条件的影响。
光合速率随着光照强度的增大而增加，但达到一定的饱和点后，光合速率趋于稳定。
温度对光合作用的影响是复杂的。
在适宜温度下，光合速率随着温度的升高而增加，因为反应速率加快。
然而，当温度超过一定范围时，光合作用会受到抑制，因为高温会破坏光系统和酶的结构。
二氧化碳浓度越高，光合速率越快。
水分对光合作用的影响主要是通过调节植物的气孔进行的。
植物生理学 第三章 光合作用
子。
-2
2H2O → 4H+
＋4e
+
0
O2
2. 光反应除产生氧外，将光能转化为活跃化学
能ATP和NADPH，后者将在暗反应中用于
CO2的固定还原，在此二者同称为同化能力 (assimilation power)。
三 碳素的同化 CO2 assimilation
❖ 定义：
指利用光反应产生的ATP、NADPH，在一系列酶的 参与下固定CO2并把CO2还原成为有机物的过程。
3. 基质：含有多种酶（光合作用、NO2－还原、SO42－还 原等）和DNA、RNA、核糖体、嗜锇颗粒等，是暗反 应的场所。
注：
❖ 原核生物内没有叶绿体，但有些原核生物如蓝 藻具有光合作用色素和光合作用有关的酶，细 胞内有片层结构供其附着，所以也能够进行光 合作用。
二、 叶绿体色素
1. 种类
叶绿素chlorophyll Chla
光反应 暗反应
原初反应： 光能的吸收、传递与转化 电子传递与光合磷酸化： 形成活跃的化学能
碳的固定： 形成稳定的化学能
一 原初反应 Primary Reaction
❖ 原初反应是光合作用的起点，它包括光 能的吸收、传递以及将光能转化为电能， 这一切都发生在类囊体膜上。
❖ 光能的吸收与传递
光照到叶绿体上时，类囊体膜上的叶绿体色素 吸收光能而激发，由于 色素分子排列紧密 及其特殊的共轭体系，光量子可在色素分 子间以诱导共振的方式传递，最后传给反 应中心的chla。
4) ATP合成酶复合体
• 组成：
头部CF1：5 种多肽9个亚基 柄部CF0：4种多肽 • 功能：合成ATP
III 电子传递链
光合电子传递链有两种:
植物生理学考研复习资料第三章 植物的光合作用
第四章植物的光合作用一、名词解释1．原初反应 2．磷光现象 3．荧光现象 4．红降现象 5．量子效率 6．量子需要量 7．爱默生效应 8．PQ穿梭 9．光合色素 10．光合作用 11．光合单位 12．作用中心色素 13．聚光色素 14．希尔反应 15．光合磷酸化 16．同化力 17．共振传递18．光抑制 19．光合“午睡”现象 20．光呼吸 21．光补偿点 22．CO2补偿点 23．光饱和点24．光能利用率 25．复种指数 26．光合速率 27．叶面积系数二、写出下列符号的中文名称1．ATP 2．BSC 3．CAM 4．CF1—CFo 5．Chl 6．CoI(NAD+) 7．CoⅡ(NADP+) 8．DM 9．EPR 10．Fd 11．Fe—S 12．FNR 13．Mal 14．NAR 15．OAA 16．PC 17．PEP 18．PEPCase 19．PGA 20．PGAld 21．P680 22．Pn 23．PQ 24．Pheo 25．PSI II 26．PCA 27．PSP 28．Q 29．RuBP 30．RubisC(RuBPC) 31．RubisCO(RuBPCO) 32．RuBPO 33．X 34． LHC三、填空题1．光合作用是一种氧化还原反应，在反应中被还原，被氧化。
2．叶绿体色素提取液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。
3．影响叶绿素生物合成的因素主要有、、和。
4．P700的原初电子供体是，原初电子受体是。
P680的原初电子供体是，原初电子受体是。
5．双光增益效应说明。
6．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应：和。
7．暗反应是在中进行的，由若干酶所催化的化学反应。
8．光反应是在进行的。
9．在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。
10．进行光合作用的主要场所是。
11．光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。
12．早春寒潮过后，水稻秧苗变白，是与有关。
考研神圣总结03 植物的光合作用
第三章植物的光合作用1、光合作用的主要器官：叶片。
光和作用的主要细胞器：叶绿体。
2、叶绿体的结构：外膜、内膜、基质、基粒（圆饼状、浓绿色颗粒）、嗜锇滴（脂滴）、基粒类囊体、基质类囊体、3、基质：固定CO2，合成淀粉并贮藏。
4、基粒：类囊体垛叠成基粒，是高等植物光合细胞所特有的膜结构。
光合色素主要集中在基粒中，光能转化为化学能。
5、嗜锇滴：亲脂性醌类物质，叶绿体脂质的仓库，片层合成需要脂质时，从嗜锇滴调用，嗜锇滴就减少，叶绿体衰老时，片层解体，嗜锇滴增大。
6、类囊体：许多片层组成的片层系统。
类囊体膜又称为光合膜，完成光合作用的能量转换7、光合色素：叶绿素（蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），排列在类囊体膜上。
8、大部分的叶绿素a和叶绿素b具有收集和传递光能的作用，少数特殊状态的叶绿素a有光能转化为化学能的作用。
叶绿素不参与氢传递，而以电子传递和共振传递的方式参与光反应。
叶绿素的“头部”为金属卟（bu）啉环，金属为Mg原子；“尾巴”为叶绿醇链，是亲脂部分。
9、叶绿素吸收光谱最强的两个区域：640—660nm的红光部分，430—450nm的蓝紫光部分，对绿光吸收最少。
胡萝卜素和叶黄素最大吸收带在蓝紫光部分，不吸收红光等长波长的光。
10、荧光和磷光现象：叶绿素被光激发后产生，叶绿素分子的激发是光能转化为化学能的第一步。
叶绿素溶液在透射光（入射光，波长短，能量大）下呈绿色、在反射光（波长长，能量小）下呈红色的现象，叫荧光现象。
叶绿素从第一单线态回到基态发生的光叫荧光；从第一三线态回到基态发出的光做磷光。
胡萝卜素和叶黄素也有荧光现象。
11、叶绿素的合成：四个阶段，需要氮、镁元素。
（谷氨酸→ALA 2ALA→PBG）（4PBG→原卟啉Ⅸ+Mg→Mg原卟啉→→→单乙烯基原叶绿素酯a）（单乙烯基原叶绿素酯a+光+NADPH+原叶绿素酯a氧化还原酶→叶绿素酯a）（叶绿素酯a→→叶绿素a）叶绿素a→→叶绿素b 原卟啉Ⅸ+Fe→亚铁血红素12、植物的叶色：正常的叶子（叶绿素：胡萝卜素=3：1）（叶绿素a：b=3：1）（叶黄素：胡萝卜素=2：1）.秋天时叶片衰老，叶绿素易降解，类胡萝卜素较稳定，故叶子呈现黄色。
【植物生理学】第3章 光合作用
这一错误的假设是如何被纠正的呢?
（1）细菌光合作用
1930年，Stanford大学 Niel
细菌光合作用：
CO2 + H2S
CH2O + S
植物光合作用：
CO2 + H2O
CH2O + O2
三、光合作用的研究历史：
（2）希尔反应和希尔氧化剂；
4Fe3++2H2O
4Fe2++4H++O 2
希尔氧化剂
秋天叶片呈现黄色、红色。
影响叶绿素合成的条件 第二节 叶绿体与光合色素 （1）光照 黄化 度
（3）矿质元素 缺绿病 分
（5）O2
第三节 光合作用的机理
能量 变化
光能
电能
活跃的 化学能
稳定的 化学能
能量 物质
转变 过程
反应 部位
量子
电子
原初反应 电子传递
ATP NADPH2
碳水化 合物等
光合磷酸化 碳同化
光 合 链 的 特 点
光合链的特点
①电子传递链主要由光合膜上的 PSⅡ、Cytb6/f、PSI三个复 合体串联组成。
②电子传递有二处是逆电势梯度，这种逆电势梯度的“上坡” 电子传递均由聚光色素复合体吸收光能后推动，而其余电 子传递都是顺电势梯度进行的。
③水的氧化与PS Ⅱ 电子传递有关，NADP+的还原与 PSI电子 传递有关。
• 光系统Ⅱ (photosystem Ⅱ，简称PSⅡ)的颗粒较大，直径为17.5nm， 主要分布在类囊体膜的叠合部分。
• 两者的组成成分有所不同。
（二）光合电子传递体及其功能 1. PSⅡ （1）PSII的结构与功能
植物生理学 光合作用ppt课件
ppt精选版
45
三、光合磷酸化
概念：叶绿体在光下把无机磷和ADP转化成ATP。 光合作用中磷酸化与电子传递是偶联的，偶联因子又称ATP酶，位于光合 膜上
ppt精选版
46
米切尔(P.Mitchell)提 出的化学渗透学说
在光合电子传递过程中，H2O光解产生质子，及通过PQ穿梭把质 子由间质转移到类囊体腔，这样形成了类囊体膜内外的质子梯度
❖ 双光增益效应或爱默生效应（Emerson effect）在远红光 照射下，如补充红光，则量子产额大增。比两种波长的光单 独照射的总和还要多。
红降和双光增益效应证明：光合作用存在两个光系统；并且可 以独立或者接力完成光反应过程。
ppt精选版
38
❖ 光系统I（photosystemI，简称PSI）：在类囊体膜的外侧， PSI的作用中心色素分子是P700。是长波光反应，其主要特 征是NADP的还原。电子供体质体兰素PC，电子受体X。
❖ （二）巨大的能量转换站
日光能转化为化学能（ATP），1970年，全世界的 能耗，只占光和储能的1/10,光和储能相当于24万个三门峡 水电站的能量。
❖ （三）维持大气中氧气和CO2的平衡，保护环境。
没有光合作用，地球内3000年就会缺氧。
❖ (四) 作物产量构成的主要因素。
ppt精选版
3
第二节 叶绿体及叶绿体色素 chloroplast
叶绿素是双羧酸的酯，一个羧基被甲醇所酯化，另一个羧基被叶 绿醇所酯化。
不溶于水，溶于有机溶剂，容易被光分解
卟啉环中的镁可被H+或Cu2+所置换，铜代反应
天线色素：大多数叶绿素a和全部叶绿素b分子和类胡萝卜素具有 收集光能和传递光能的作用。
植物生理学：第三章 植物的光合作用
第一节 光合作用的意义 第二节 叶绿体与光合色素 第三节 光合作用机理 第四节 光呼吸 第五节 影响光合作用的因素 第六节 植物对光能的利用 第七节 有机物的运输与分配
本章重点、难点及复习思考题
1
第一节 光合作用的意义 一 光合作用的概念 二 光合作用的意义
2
一 光合作用(photosynthesis) 绿色植物吸收光能，同化CO2和水，
9
◆ 叶绿素分子结构 ◇ chla是叶绿酸的酯。叶 绿酸是双羧酸，其中一个羧 基被甲醇所酯化，另一个被 植醇所酯化。
10
◇ Chla与chlb结构区别 chla第二个吡咯环上一个甲基(-CH3)被醛基(-
CHO)所取代，即为chlb .
11
◇ 叶绿素分子头部
▽ 4个吡咯环组成的卟啉环， 由4个甲烯基(=CH-)连成大的卟 啉环；
15
3 色素的功能
◆ 叶绿素chla和chlb都能吸收光能，少数chla 具光化学活性，能将光能转换成电能。
◆ 类胡萝卜素吸收光能、光保护，保护叶绿色 分子避免其在强光下的光氧化。
16
4 色素的光学特性
◆ 光合作用可利用的光：400 -700nm. ◇光子(photon)或光量子(quantum): 光是一
存在形式：色素蛋白复合体(pigment protein
complex)
2 结构和性质 (1) 叶绿素(chlorophyll)： ◆ 叶绿素a (chla)、叶绿素b(chlb).
8
◆ 主要理化性质 ◇ 不溶于水，溶于有机溶剂，如乙醇、 丙酮、乙醚、氯仿等。 ◇ chla 呈蓝绿色，chlb 呈黄绿色。
黄化现象：缺乏某些条件而影响叶绿素合 成，使叶子发黄的现象.
第三章植物的光合作用_植物生理学
第三章植物的光合作用_植物生理学第三章：植物的光合作用植物的光合作用是植物生理学中一个非常重要的过程，通过光合作用，植物能够将光能转化为化学能，并且产生出氧气和有机物质，为植物自身生长和发育提供能量和养分，也间接地为其他生物提供能源。
植物的光合作用是在叶绿体中进行的。
叶绿体是植物细胞中的一种细胞器，它含有叶绿素，可以吸收太阳光中的能量。
光合作用主要包括光能的吸收、光能的转换和产物的合成三个过程。
首先，光能的吸收过程。
植物的叶绿体中含有多种不同类型的叶绿素，它们能够吸收不同波长的光。
叶绿素中的色素分子吸收光子后激发，成为激发态叶绿素。
不同的叶绿素吸收不同波长的光，其中最主要的是吸收红光和蓝光的叶绿素a，然后是辅助叶绿素如叶绿素b和叶黄素等。
叶绿体中的叶绿素主要吸收短波长的光，因此植物呈现出绿色。
其次，光能的转换过程。
当叶绿素吸收光子之后，其中的电子被激发出来，并且通过一系列的电子传递过程，在两个光化学反应中最终形成高能态分子ATP和NADPH。
这两种高能物质是植物光合作用最重要的产物，它们为植物提供了能量和电子。
ATP是一种能量通货，它可以通过释放磷酸基团的能量来驱动其他细胞活动。
NADPH是一种电子载体，它可以将电子传递给碳固定反应中的酶，驱动二氧化碳的还原反应。
最后，产物合成过程。
产生的ATP和NADPH被用来驱动碳固定反应，也就是光合作用的第二阶段。
在这个阶段中，植物利用ATP和NADPH将二氧化碳还原成有机物质。
这个过程中最重要的酶是光合酶RuBisCO，它将二氧化碳与一种五碳糖RuBP反应生成六碳糖，然后分解成两个三碳糖PGA。
PGA在一系列酶催化作用下转化为三碳糖G3P，部分G3P能够通过其他途径转化为其他有机物质，但大部分会再次参与碳固定反应生成更多的RuBP。
总结起来，植物的光合作用是植物生理学中的一个重要过程，通过光合作用植物能够利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质并产生氧气。
植物生理学第三章：植物的光合作用
Why？
植物生理学教研室
2nd excited植si物ng的let光st合ate作用
1st excited singlet state
华南农业大学植物生理教研室
Triplet
ground state 植物生理学教研室
植物的光合作用
• 磷光现象 当去掉光源后， 叶绿素溶液还能继续辐射出 极微弱的红光，它是由三线 华南农业大学植物生理教研室 态回到基态时所产生的光。 这种发光现象称为磷光现象。
的化学能。（蓄积太阳能） 华南农业大学植物生理教研室
• 光合作用可维持大气中氧和二氧 化碳的平衡。 （环境保护）
• 光合作用的研究在理论上和生产 实践上都具有重大的意义。
植物生理学教研室
植物的光合作用
第二节 叶绿体及其色素（掌握）
叶片是光合作用的主要器官， 而叶绿体是进行光合作用最 重要的细胞器 华南农业大学植物生理教研室
植物的光合作用
• 光合膜 即为类囊体膜
• （二）叶绿体的成分
• 水分 75%
– 蛋白质30~45%
– 色素8%
华南农业大学植物生理教研室
– 脂类20~40%
– 灰分 10%
– 贮藏物质 10~20%
植物生理学教研室
植物的光合作用
二、光合色素的化学特性
高等植物的光合色素有2类： 1、叶绿素 华南农业大学植物生理教研室 2、类胡萝卜素
植物生理学教研室
植物的光合作用
(3) 营养元素
➢ 叶绿素的形成必须有一定的营养元素。 ➢ 氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿
素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。 ➢ 因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影
植物生理学第3章 植物的光合作用(二)
3.3 光合作用机理
反应中心
• 光能转换色素分子+原初电子受体+原初电 子供体。
• 基本成分为蛋白质和脂类。 • 光能转换色素分子为叶绿素a分子，这个叶
绿素a分子与脂蛋白结合排列在片层结构上。 • 色素电子传递。 • 高等植物最终电子供体是水，最终电子受
体为NADP。
7.10 Basic concept of energy transfer during photosynthesis
Cytb6-f复合体
• 组成：有4个多肽组成，其 中三个含Fe,(分别含cytb6, cytf,和 Fe-S)。
• 功能：参与电子传递和质子 传递(PQ穿梭)
4) ATP合成酶复合体
• 组成：
CF1： α：β：γ：δ：ε 5 种多肽。
组成比例为 α：β：γ：δ： ε= 3：3：3：3：1。
CF0由I、II、III和IV四个 亚基组成。组成比例为 I： II：III：IV= 1：1：12：1。
种波长的光波促进光合效率的现象称 为 Emerson enhancement effect.
3.3 光合作用机理
Emerson效应： Emerson（1957）发现在远红光条件下如补充红光(波 长大于650nm)，则量子产量大增，且比这两种波长光单独照射的量 子产量还多，这种现象称为Emerson效应。
光系统II(PSII)
• 三部分组成： A. D1&D2:
• 中心色素分子：P680 • 原初电子受体：pheo • 原初电子供体：Z(Tyr) • QA，QB等传递体 LHCII: CP43 & CP47, B559 OEC or MSP: • 33 kDa, 23 kDa & 16
第三章植物的光合作用_植物生理学
第三章植物的光合作用本章内容提要碳素同化作用有三种类型：细菌光合作用和化能合成作用以及绿色植物光合作用。
绿色植物光合作用是地球上规模最大的转换日光能的过程。
光合色素主要有三类:叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素。
叶绿素的合成是一个酶促反应，受光照、温度、水分、氧气、矿质元素等条件的影响。
叶绿体是光合作用的细胞器，光合色素就存在于内囊体膜（光合膜）上。
光合作用可分为三大步骤: （1）原初反应，包括光能的吸收、传递和转换的过程；（2）电子传递和光合磷酸化，合成的ATP和NADPH（合称同化力）用于暗反应；（3）碳同化，将活跃化学能变为稳定化学能。
碳同化包括三种生化途径：C3途径、C4途径和CAM途径。
C3途径是碳同化的基本途径，可合成糖类、淀粉等多种有机物。
C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成光合产物等。
叶片是合成同化物的主要器官，在大多数植物中光合产物主要是淀粉和蔗糖。
同化物质的运输与分配直接关系到作物产量的高低和品质的好坏。
同化物运输可分为短距离运输和长距离运输。
短距离运输是指胞内与胞间运输，主要靠扩散和原生质的吸收与分泌来完成；长距离运输指器官之间的运输，主要是韧皮部的筛管和伴胞，需要特化的组织即转移细胞的参与。
蚜虫吻刺法和同位素示踪结果表明，蔗糖是同化物运输的主要形式。
在源端，同化物通过共质体和质外体，被装入筛管。
在库端，同化物从筛管－伴胞复合体卸出进入库细胞。
关于同化物运输的机理，主要有压力流动学说、细胞质泵动学说和收缩蛋白学说。
从同化物运输的动力来说主要有渗透动力和代谢动力两种。
同化物的分配特点：1.优先供应生长中心 2.就近供应，同侧运输 3.功能叶之间无同化物供应关系。
影响同化物分配的三个因素：源的供应能力、库的竞争能力和输导系统的运输能力。
光呼吸是乙醇酸的氧化过程，由叶绿体、过氧化体和线粒体三个细胞器协同完成的、耗O2、释放出CO2的耗能过程。
其底物乙醇酸及许多中间产物都是C2化合物，也简称为C2循环。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章植物的光合作用一、名词解释1．原初反应 2．磷光现象 3．荧光现象 4．红降现象 5．量子效率 6．量子需要量 7．爱默生效应 8．PQ穿梭 9．光合色素 10．光合作用 11．光合单位 12．作用中心色素 13．聚光色素 14．希尔反应 15．光合磷酸化 16．同化力 17．共振传递18．光抑制 19．光合“午睡”现象 20．光呼吸 21．光补偿点 22．CO2补偿点 23．光饱和点24．光能利用率 25．复种指数 26．光合速率 27．叶面积系数二、写出下列符号的中文名称1．ATP 2．BSC 3．CAM 4．CF1—CFo 5．Chl 6．CoI(NAD+) 7．CoⅡ(NADP+) 8．DM 9．EPR 10．Fd 11．Fe—S 12．FNR 13．Mal 14．NAR 15．OAA 16．PC 17．PEP 18．PEPCase 19．PGA 20．PGAld 21．P680 22．Pn 23．PQ 24．Pheo 25．PSI II 26．PCA 27．PSP 28．Q 29．RuBP 30．RubisC(RuBPC) 31．RubisCO(RuBPCO) 32．RuBPO 33．X 34． LHC三、填空题1．光合作用是一种氧化还原反应，在反应中被还原，被氧化。
2．叶绿体色素提取液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。
3．影响叶绿素生物合成的因素主要有、、和。
4．P700的原初电子供体是，原初电子受体是。
P680的原初电子供体是，原初电子受体是。
5．双光增益效应说明。
6．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应：和。
7．暗反应是在中进行的，由若干酶所催化的化学反应。
8．光反应是在进行的。
9．在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。
10．进行光合作用的主要场所是。
11．光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。
12．早春寒潮过后，水稻秧苗变白，是与有关。
13．光合作用中释放的O2，来自于。
14．离子在光合放氧中起活化作用。
15．水的光解是由于1937年发现的。
16．被称为同化能力的物质是和。
17．类胡萝素除了收集光能外，还有的功能。
18．光子的能量与波长成。
19．叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在，另一个在。
20．类胡萝卜素吸收光谱的最强吸收区在。
21．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为。
22．一般来说，正常叶子的叶黄素和胡萝卜素的分子比例为。
23．与叶绿素b相比较，叶绿素a在红光部分的吸收带偏向方向，在蓝紫部分的吸收带偏向方向。
24．光合磷酸化有三个类型：、和。
25．卡尔文循环中的CO2的受体是。
26．卡尔文循环的最初产物是。
27．卡尔文循环中，催化羧化反应的酶是。
28．通过卡尔文循环，每形成一个六碳糖需消耗个ATP。
29．通过卡尔文循环，每还原1个CO2，需消耗个NADPH。
30．PSⅡ的光反应是短波光反应，其主要特征是。
31．PSI的光反应是长波光反应，其主要特征是。
32．光合作用中，淀粉的形成是在中。
33．光合作用中，蔗糖的形成是在中。
34．C4途径中CO2的受体是。
35．C4途径的最初产物是。
36．C4植物的C3途径是在中进行的。
37．C3植物的卡尔文循环是在中进行的。
38．C4植物进行光合作用时，只有在细胞中形成淀粉。
39．C4途径的羧化反应首先在细胞中进行。
40．C4植物的CO2补偿点比C3植物。
41．C4途径的酶活性受光、效应剂和价金属离子的调节。
42．仙人掌、菠萝都属于植物。
43．光呼吸的底物乙醇酸是RuBP在酶催化下形成的。
44．光呼吸的底物是。
45．光呼吸的底物乙醇酸是在中形成的。
46．光呼吸过程中CO2的释放是在中进行的。
47．光呼吸过程中，乙醇酸的氧化是在中进行的。
48．光呼吸的全过程是在叶绿体、和线粒体等三种细胞器中进行的。
49．群体植物的光饱和点比单株。
50．维持植物正常生长所需的最低日照强度是。
51．农作物中主要的C3植物有、、等，C4植物有、、等。
四、选择题1．磷素营养是植物的生命基础，约占有机化合物重量的( )。
A．10% B．45% C．60%2．光合产物主要以什么形式运出叶绿体?( )A．蔗糖 B．淀粉 C．磷酸丙糖3．C3途径是由哪位植物生理学家发现的?( )A．Mitchell B．Hill C．Calvin4．从进化角度看，在能够进行碳素同化作用的三个类型中，在地球中最早出现的( )。
A．细菌光合作用 B．绿色植物光合作用 C．化能合成作用5．地球上的自养生物每年约同化2×1011吨碳素，主要靠( )。
A．陆生绿色植物 B．水生植物 C．光合细菌6．叶绿素a和叶绿素b对可见光的吸收峰主要是在( )。
A．红光区 B．绿光区 C．蓝紫光区7．类胡萝卜素对可见光的最大吸收峰在( )。
A．红光区 B．绿光区 C．蓝紫光区8．提取叶绿素时，一般可用( )。
A．丙酮 B．乙醇 C．蒸馏水9．PSⅡ的光反应是属于( )。
A．长波光的反应 B．短波光反应 C．中波光反应10．PSI的光反应是属于( )。
A．长波光反应 B．短波光反应 C．中波光反应11．PSⅡ的光反应的主要特征是( )。
A．水的光解 B．氧的释放 C．ATP的生成12．PSI的光反应的主要特征是( )。
A．NADP+的还原 B．ATP的生成 C．氧的释放13．引起植物发生红降现象的光是( )。
A．450nm的蓝光 B．650nm的红光 C．大于685nm的远红光14．引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是( )。
A．450nm B．650nm C．大于685nm15．在光合作用中被称之为同化能力的物质是指( )。
A．ATP B．NADH C．NADPH16．高等植物碳同化的三条途径中，能形成淀粉等产物的是( )。
A．卡尔文循环 B．C4途径 C．CAM途径17．高等植物碳同化的三条途径中，不能形成淀粉等产物的是( )。
A．卡尔文循环 B．C4途径 C．CAM途径18．高等植物正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为( )。
A．1：1 B．2：1 C．3：119．正常叶子中，叶黄素和胡萝卜素的分子比例约为( )。
A．2：1 B．3：1 C．4：120．植物不能形成叶绿素，呈现缺绿病，可能是缺乏( )。
A．氮 B．镁 C．钠21．光合作用的光反应发生的部位是在( )。
A．叶绿体基粒 B．叶绿体间质 C．叶绿体膜22．光合作用的暗反应发生的部位是在( )。
A．叶绿体膜 B．叶绿体基粒 C．叶绿体间质23．光合作用中释放的氧来源于( )。
A．CO2 B．H2O C．RuBP24．叶绿体色素中，属于作用中心色素的是( )。
A．少数特殊状态的叶绿素a B．叶绿素b C．类胡萝卜素25．在叶绿体色素中，属于聚光色素的是( )。
A．少数特殊状态的叶绿素a B．类胡萝卜素C．大部分叶绿素a、全部叶绿素b和类胡萝卜素26．在光合作用的放氧反应中不可缺少的元素是( )。
A．铁 B．锰 C．氯27．卡尔文循环中CO2固定的最初产物是( )。
A．三碳化合物 B．四碳化合物 C．五碳化合物28．C4途径中CO2固定的最初产物是( )。
A．磷酸甘油酸 B．果糖 C．草酰乙酸29．C4途径的CO2的受体是( )。
A．PGA B． PEP C．RuBP30．光合产物淀粉的形成和贮藏部位是( )。
A．叶绿体间质 B．叶绿体基粒 C．胞基质31．光合产物蔗糖形成的部位是( )。
A．叶绿体基粒 B．胞基质 C．叶绿体间质32．光呼吸是一个氧化过程，被氧化的底物是( )。
A．乙醇酸 B．丙酮酸 C．葡萄糖33．光呼吸调节与外界条件密切相关，氧对光呼吸( )。
A．有抑制作用 B．有促进作用 C．无作用。
34．光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2达到动态平衡时，外界的CO2浓度称为( )。
A．CO2饱和点 B．O2饱和点 C．CO2补偿点35．在高光强、高温及相对湿度较低的条件下，C4植物的光合速率。
( )。
A．稍高于C3植物 B．远高于C3植物 C．低于C3植物五、是非判断与改正1．光合作用中释放的O2使人类及一切需O2生物能够生存。
( )2．光合作用是地球上惟一大规模将太阳能转变成贮存的电能的生物学过程。
( ) 3．细菌化能合成作用在地球上出现较早，应发生在绿色植物光合作用之前。
( ) 4．绿色植物中的叶绿体是由质外体发育而来。
( )5．光反应之所以能逆热力学方向发生，是由于吸收了光能。
( )6．叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。
( )7．叶绿素分子的头部是金属卟啉环，呈极性，因而具有亲水性。
( )8．叶绿体中含有蔗糖合成酶和脂肪酶等几十种酶。
( )9．叶绿素不溶于乙醇，但能溶于丙酮和石油醚等有机溶剂。
( )10．叶绿酸是双羧酸，其羧基中的羟基分别被甲醛和叶绿醇所酯化。
( )11．少数特殊状态的叶绿素a分子有将光能转变成电能的作用。
( )12．叶绿体中的叶黄素是胡萝卜素衍生的醛类。
( )13．叶绿素具有荧光现象，即在透射光下呈红色，而在反射光下呈绿色。
( )14．一般说来，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为2：1。
( )15．一般说来，正常叶子的叶绿素a和叶绿素b的分子比例约为4：1。
( )16．一般说来，正常叶子的叶黄素和胡萝卜素的分子比例约为3：1。
( )17．一般说来，叶绿素形成的最适温度是30℃上下。
( )18．叶绿素a在红光部分的吸收带窄些，在蓝紫光部分宽些。
( )19．叶绿素b比叶绿素a在红光部分吸收带宽些，在蓝紫光部分窄些。
( )20．类胡萝卜素具有收集光能的作用，还有防护温度伤害叶绿素的功能。
( )21．胡萝卜素和叶黄素最大吸收带在蓝紫光部分，也吸收红光等长光波的光。
( ) 22．藻胆素和类胡萝卜素一样，可以吸收光能和传递光能。
( )23．叶片是进行光合作用的惟一器官。
( )24．光合作用所有反应都是在叶绿体内完成的。
( )25．光合作用中任何过程都需要光。
( )26．光合作用中的光反应是在叶绿体可溶部分进行的。
( )27．光合作用中的暗反应是在叶绿体基粒上进行的。
( )28．光合作用的作用中心的基本成分是结构蛋白质和脂类。
( )29．作用中心色素就是指的叶绿素a分子。
( )30．聚光色素包括大部分叶绿素a和全部的叶绿素b及类胡萝卜素、藻胆素。
( ) 31．在光合链中最终电子受体是水，最终电子供体为NADP+。
( )32．PSⅡ的光反应是短波光反应，其主要特征是ATP的形成。
( )33．PSI的光反应是长波光反应，其主要特征是水的光解。
( )34．ATP和NADPH是光反应过程中形成的同化能力。
( )35．卡尔文循环并不是所有植物光合作用碳同化的基本途径。