第三章光合作用zj

一、章（节、目）授课计划第页

二、课时教学内容第页

3 细菌光合作用特点

H2O，而是H2S等，不放氧

CO2 + 2H2A →（CH2O） + H2O + 2A

细菌叶绿素： chla（B800、B850、B890）；chlb； chlc

类胡萝卜素：叶黄素、胡萝卜素

a)化能合成作用

定义：不含光合色素的细菌在暗中利用无机物氧化分解释放出的能量同化CO2成为有机物的过程

化能合成菌的类型：均为好气性细菌

硝化细菌：2HNO2+O2 → 2HNO3 ΔG=-180KJ

氨细菌：2NH3+3O2 → 2NO2+2H2O+2H+ΔG=-149KJ

亚硝酸细菌：2NH3+3O2 → 2HNO2+2H2O ΔG=-661KJ

铁细菌：Fe++→ Fe+++

碳细菌：利用煤被氧化放出的能量

氢细菌：利用氢被氧化成水放出的能量

碳素同化作用比较表碳素同化作用三种类型的进化地位

四、光合作用的意义

（一）是自然界巨大的物质转换站

（二）是自然界巨大的能量转换站

（三）净化环境，维持大气O2、CO2 平衡

注：由于光合作用，大气中的CO2大约每300年循环一次，O2大约每2000年循环一次

全球范围CO2的升高，会产生温室效应

（四）在生物进化上的意义

光合作用是目前惟一知道的通过分解水产生O2的生物过程

生物进化中两大重要事件产生条件是光合作用创造的

* 好氧生物的出现

*生物由海洋进入陆地

（五）光合作用与工农业、国防、科技

固氮蓝藻可光合放H2，作为新能源

通过提高光能利用率，提高作物产量

密闭系统中提供O2和部分食物

五、光合作用指标和测定方法

（一）生理指标

光合速率—-单位时间、单位叶面积吸收CO2或放出O2的量（mgCO2dm -2h-1或umolCO2dm–2s-1）。

光合生产率—-较长时间内的表观光合速率（干物质克数/m2.天）。比光合速率低，也称净同化率。表观光合速率= 真正光合速率—呼吸速率

（二）测定方法*半叶法

*测氧仪法

*红外线CO2分析仪法

第二节叶绿体及叶绿体色素

一、叶绿体形态结构

（一）形状、大小、数目

（二）叶绿体的特性：

*数目不断变化 *不断运动

（三）叶绿体电镜结构

1、外被（外套膜）：外膜、内膜

2、基质（间质）：流动性大，主要成分是可溶性蛋白质、淀粉粒、脂滴、核糖体、DNA、RNA

3、片层膜系统：基本单位是类囊体

*基粒类囊体（片层）：形状规则，垛叠形成基粒

*基质类囊体（片层）：形状不规则，不垛叠

基粒形成的意义

于反应的连续进行

（四）叶绿体的成分

1、水：75％

2 、干物质：25％

蛋白质（30~40％)、脂类（20~40 ％)、贮藏物(10 ~20％)、灰分(10％)、色素(8％)、核苷酸、醌类和其它物质。

二、光合色素及其理化性质

（一）光合色素的种类、结构、功能

chla、chlb、 chlc、chld

藻红蛋白、藻蓝蛋白（藻胆蛋白）

（1）绝大部分chla和全部chlb、c、d具有收集并传递光能的作用；

（2）少数特殊chla具有将光能转为电能作用

(Car)功能

（1）辅助吸收光能

（2）保护叶绿素免受光氧化破坏Car保护叶绿素免受光氧化破坏的原因Chl吸收光→第一单线态1Chl →三线态3Chl →有O2时使O2转为单线态氧1O2 →1O2氧化叶绿素

Car是植物体内最重要的1O2猝灭剂.通过与3Chl作用防止1O2的产生；也可将已产生的1O2

转变为基态氧分子。

藻胆素功能：辅助吸收光能

(二) 光合色素的化学性质

1、光合色素的提取及分离

2、置换反应：镁可被H+置换形成去镁叶绿素

3、铜离子的代替作用

4、叶绿素的皂化：与碱反应生成叶绿素盐、叶醇和甲醇

第三节光合作用的机理

一、概论

原初反应

光反应电子传递（光合放氧）

（基粒片层）光合磷酸化

C3途经

暗反应 C4途经碳同化

（叶绿体基质） CAM途径

注意：光反应过程也不都需要光，暗反应过程中所需要的一些酶也受光的调节，因此划分光反应和暗反应的界限很复杂。

光合作用的步骤

1 原初反应：光能的吸收、传递和转换

光能（光子）→电能（高能电子）

2 电子传递和光合磷酸化

电能（高能电子）→活跃化学能（ATP、NADPH）

3 碳同化（酶促反应，受温度影响）

活跃化学能→稳定化学能（碳水化合物等）

三条：C3途径 ---C3植物

C4途径 ---C4植物

CAM途径---CAM植物

问题：*在光照时间相等的条件下，间隙光照为什么比连续光照的光合速率高？（一般高40％）。

*在弱光下，提高温度不能增强光合作用，为什么？

概念作用中心色素—吸收光量子被激发后，能发生电荷分离（失去电子）,引起光化学反应的少数特殊状态的 Chla分子。P680和P700

聚光色素（天线色素）—不能发生光化学反应只能吸收和传递光能的色素分子（包括大部分chla、全部chlb、胡萝卜素和叶黄素、藻红素和藻蓝素）。

光合反应中心—指类囊体中进行光合作用原初反应的最基本的色素蛋白复合体，它至少包括作用中心色素P、原初电子受体A、原初电子供体D（D.P.A）

光合单位---每吸收与传递一个光量子到作用中心完成光化学反应所需起协同作用的色素分子及作用中心。或结合于类囊体膜上，能完成光化学反应的最小结构功能单位。它能独立地捕获光能，导致氧的释放和NADP+还原。

光合单位 = 聚光色素系统 + 作用中心

一个光合单位包含多少个叶绿素分子？

依据其执行的功能而定

O2的释放和CO2同化，光合单位约为2500；

250~300；

500~600。

三、原初反应：从叶绿素分子受光激发到最初光化学反应为止的过程，包括光能的吸收、传递和转换。

⑴聚光色素吸收光能激发并传递。

⑵反应中心色素吸收光能被激发成激发态(Chl*)。