植物生理学光合电子传递PPT讲稿
合集下载
植物生理学 光合电子传递 ppt课件
（2）环式电子传递(cyclic electron transport)
PSⅠ→ Fd →PQ→ Cytb６f → PC → PSⅠ
（3）假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)
H2O→ PSⅡ → PQ →Cytb６f → PC → PSⅠ→ Fd → O２
5
三、光合磷酸化
1、定义 指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类
囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为 ATP的过程。 （由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶 联产生ATP的过程）
2、类型
非循环光合磷酸化（基粒片层） 循环光合磷酸化（基质片层）
7
（一）非循环光合磷酸化 （noncyclic photophosphorylation）
2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留 在膜内侧，电子进入电子传递链中的PQ。
3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将 质子排入膜内侧，电子传给PC。
质子浓度和电位：膜内侧>膜外侧，产生质子浓度差和 电位差（质子动力），当H+沿着浓度梯度返回膜外 侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。
光合电子传递方式
1
光合电子传递方式
1、概念：
指在原初反应中产生的高能电子经过一系列的电子传递体，传递给 NADP+，产生NADPH的过程。
光合链 类囊体膜上的PSⅡ（光系统Ⅱ）和PSⅠ（光系统Ⅰ）之间几种排列紧密 的电子传递体完成电子传递的总轨道。
• 各种电子传递体具有不同的氧化还原电位
负值越大 还原势越强 正值越大 氧化势越强
10
（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。
PSⅠ→ Fd →PQ→ Cytb６f → PC → PSⅠ
（3）假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)
H2O→ PSⅡ → PQ →Cytb６f → PC → PSⅠ→ Fd → O２
5
三、光合磷酸化
1、定义 指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类
囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为 ATP的过程。 （由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶 联产生ATP的过程）
2、类型
非循环光合磷酸化（基粒片层） 循环光合磷酸化（基质片层）
7
（一）非循环光合磷酸化 （noncyclic photophosphorylation）
2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留 在膜内侧，电子进入电子传递链中的PQ。
3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将 质子排入膜内侧，电子传给PC。
质子浓度和电位：膜内侧>膜外侧，产生质子浓度差和 电位差（质子动力），当H+沿着浓度梯度返回膜外 侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。
光合电子传递方式
1
光合电子传递方式
1、概念：
指在原初反应中产生的高能电子经过一系列的电子传递体，传递给 NADP+，产生NADPH的过程。
光合链 类囊体膜上的PSⅡ（光系统Ⅱ）和PSⅠ（光系统Ⅰ）之间几种排列紧密 的电子传递体完成电子传递的总轨道。
• 各种电子传递体具有不同的氧化还原电位
负值越大 还原势越强 正值越大 氧化势越强
10
（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。
第三章 光合作用--光反应-电子传递PPT课件
.
PSⅠ和PSⅡ的电子供体和受体组成
光合作用的光能传递和光化学反应
原初反应—故事—小结
故事名称 原初反应
故事概况 光能-电能
发生时间 光照条件
发生地点 类囊体膜 光合色素
光合
蕴含的意义 光能高效利用
.
故事主角 2个反应中心
PSI和PSII
原初反应的结果:
➢使光系统的反应中心发生电荷分离，产生的高能电子推动着光合膜上 的电子传递。
原初反应的特点
(1)反应速度极快，在10-12～10-9s内完成。 (2)与温度无关。 (3)由于速度快，散失的能量少，所以其量子效率接近1。
量子效率（quantum efficeintcy）又称量子产额
光合作用中吸收一个光量子后，所能放出的O2分子数或能 固定的CO2的分子数。
原初反应的步骤
一、光能的吸收、传递 聚光色素
(2)电子传递有二处是逆电势梯 度，即P680至P680*，P700至 P700*，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，其余电 子传递都是顺电势梯度进行的。
“Z”方案特点：
4e 4e
(3)水的氧化与PSⅡ电子传递有关，NADP+的还原与PSⅠ 电子传递有关。 电子最终供体为水，水氧化时，向PSⅡ传交4个电子， 使2H2O产生1个O2和4个H+。电子的最终受体为NADP+。
.
该复合体包含25个蛋白亚基、105个叶绿素 分子、28个类胡萝卜素分子和众多的其它辅 因子，组成捕光天线系统、反应中心系统以 及一个能在常温常压下裂解水释放氧气的放 氧中心等三个部分的结构
.
PSⅡ的功能
电子传递和光合磷酸化
2H2O + 4光量子 + 2PQ + 4H+ O2 + 2PQH2 + 4H+
植物生理学教案---第三章光合作用1PPT幻灯片
二、光合作用的重要性
1、把无机物转变为有机物 2、将光能转变成化学能 3、维持大气O2和CO2的相对平衡
三、光合作用的早期研究
光
6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
绿色植物
光合作用本质上是一个氧化还原反 应，H2O是电子供体（还原剂），被氧 化到O2的水平；CO2是电子受体（氧化 剂），被还原到糖的水平；氧化还饱和碳氢化合物：C40H56 叶黄素：黄色 胡萝卜素衍生的醇类：C40H56O2
类胡萝卜素的功能：收集光能，防 护光照伤害叶绿素
3、藻胆素
藻红蛋白
藻胆蛋白
吸收和传递光能
藻蓝蛋白
三、光合色素的光学性质
（一）辐射能量 光既是电磁波又是运动着的离子流。
光子携带的能量与光的波长成反比： E=Lhν=Lhc/λ
Chla在红光区吸收带偏向长 波光,吸收带较宽,吸收峰较高
类胡萝卜素的最大吸收峰在蓝紫光区。
（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*
基态 光子能量 激发态
荧光(fluorescence）:从第一单线 态的叶绿素分子回到基态所发射的光。
红色（低温--- 较多糖分---可 溶性糖形成花青素）
※第三节 光合作用的机制
根据需光与否，光合作用可分为： 光反应（light reaction）和暗反应 （dark reaction）。
光反应在光合膜上进行，暗反应在 叶绿体基质中进行。
光能的吸收、传递和转运过程 （原初反应）
光反应
电能转变为活跃的化学能 （电子传递和光合磷酸化）
E/KJ.mol-1 297 289 259 222 209 197 172
光合作用光反应电子传递ppt
研究不同植物间光合作用的光能利用效率差异及其影响因素，为提高植物生产力提供理论指导和技术支持。
加强光合作用光反应电子传递在农业生产中的应用研究
加强光合作用光反应电子传递与其他领域的交叉学科研究
与植物生理学、生物化学、分子生物学等学科进行深度交叉融合，共同研究光合作用光反应电子传递的作用机制及其与其他生命过程的相互关系。
2023
光合作用光反应电子传递
CATALOGUE
目录
光合作用光反应电子传递概述光合作用光反应电子传递的组成与机制光合作用光反应电子传递的调控因素光合作用光反应电子传递与其他生理过程的关系光合作用光反应电子传递的遗传改良与基因工程应用光合作用光反应电子传递研究展望
01
光合作用光反应电子传递概述
VS
总结词
详细描述
光合作用光反应电子传递相关基因的克隆与功能分析
通过遗传改良和分子育种方法，可以增强植物的光合作用效率和抗逆性，提高农作物的产量和品质。
总结词
利用基因工程技术，将光合作用光反应电子传递相关基因导入作物中，改善其光合作用效率和抗逆性。同时，利用分子标记辅助选择等手段进行分子育种，选育出具有优良性状的光合作用光反应电子传递相关基因的转基因植物，提高农作物的产量和品质。
光合作用光反应电子传递是指在光合作用过程中，光能被转化成化学能的过程。这一整个化学过程主要源自于植物中的叶绿素分子和蓝藻中的藻蓝素分子吸收光能后发生的变化。
特点
光合作用光反应电子传递是一种高效的能量传递过程，其最大特点是它不产生游离的电子，而是通过一系列的氧化还原反应将光能转化为化学能。此外，这一过程是一个连续的能量传递过程，由一系列的电子传递链组成，每个电子传递链都由一系列电子传递蛋白组成。
探索不同环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制，例如光照、温度、水分等环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制。
加强光合作用光反应电子传递在农业生产中的应用研究
加强光合作用光反应电子传递与其他领域的交叉学科研究
与植物生理学、生物化学、分子生物学等学科进行深度交叉融合，共同研究光合作用光反应电子传递的作用机制及其与其他生命过程的相互关系。
2023
光合作用光反应电子传递
CATALOGUE
目录
光合作用光反应电子传递概述光合作用光反应电子传递的组成与机制光合作用光反应电子传递的调控因素光合作用光反应电子传递与其他生理过程的关系光合作用光反应电子传递的遗传改良与基因工程应用光合作用光反应电子传递研究展望
01
光合作用光反应电子传递概述
VS
总结词
详细描述
光合作用光反应电子传递相关基因的克隆与功能分析
通过遗传改良和分子育种方法，可以增强植物的光合作用效率和抗逆性，提高农作物的产量和品质。
总结词
利用基因工程技术，将光合作用光反应电子传递相关基因导入作物中，改善其光合作用效率和抗逆性。同时，利用分子标记辅助选择等手段进行分子育种，选育出具有优良性状的光合作用光反应电子传递相关基因的转基因植物，提高农作物的产量和品质。
光合作用光反应电子传递是指在光合作用过程中，光能被转化成化学能的过程。这一整个化学过程主要源自于植物中的叶绿素分子和蓝藻中的藻蓝素分子吸收光能后发生的变化。
特点
光合作用光反应电子传递是一种高效的能量传递过程，其最大特点是它不产生游离的电子，而是通过一系列的氧化还原反应将光能转化为化学能。此外，这一过程是一个连续的能量传递过程，由一系列的电子传递链组成，每个电子传递链都由一系列电子传递蛋白组成。
探索不同环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制，例如光照、温度、水分等环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制。
华中农业大学----植物生理学-----光合作用ppt课件
影响叶绿素形成的条件： 1、光照 光是叶绿体发育和叶绿素合 成必不可少的条件 2、温度 最适温度20-30oC 3、矿质元素 氮、镁、铁、铜、锰、锌
.
4、水分 缺水影响叶绿素的合成，并促进叶 绿素的分解 5、氧气 强光下，氧参与叶绿素的光氧化， 缺氧会阻碍叶绿素的合成
.
叶片中光合色素的分布
.
正常叶子的叶绿素与类胡萝卜素的比 值约为3：1，叶绿素a与叶绿素b的比值 约为3：1，叶黄素与胡萝卜素约为2：1。
叶色：绿色
黄色（类胡萝卜素较稳定）
红色（低温--- 较多糖分---可 溶性糖形成花青素）
.
秋季的北京香山： 光线充足，秋季干旱 少雨，昼夜温差较大
影响植物体内糖分变化的因素： 1、较强的光照有利于有利于树叶中糖分的积累 2、秋季低温，新叶把储藏的淀粉粒转化为糖，提高自身
抵御寒冷的能力 3、较大的昼夜温差有利于植物体内糖分的积累 4、干旱时，为了减少水分蒸发，会将体内的营养物质转
E/KJ.mol-1 297 289 259 222 209 197 172
（二）光合色素的吸收光谱——物质 对不同波长光的吸收情况
.
chlb B-胡萝卜素
叶黄素
藻红蛋白 藻蓝蛋白
chla
.
Chla在蓝紫光区吸收带偏向短 波光,吸收带较窄,吸收峰较低
Chla在红光区吸收带偏向长 波光,吸收带较宽,吸收峰较高
光合作用中释放的oo证明氧气来源于水光解水光解三光合作用的重要性1把无机物转变为有机物2将光能转变成化学能3维持大气o人口急增人口急增食物不足食物不足资源匮乏资源匮乏环境恶化环境恶化依赖依赖光合生产光合生产人类面临人类面临四大问题四大问题一叶绿体的结构气孔叶肉叶绿体类囊体腔基粒类囊体基质类囊体atp合成e光系统光系统双层膜控制代谢物质进出的屏障类囊体基质基粒类囊体膜称光合膜含有光合色素将光能转变为化学能基质光合产物淀粉形成和贮藏的场所二光合色素的结构与性质光合色素在叶绿体中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形成色素蛋白以吸收和传递光能
.
4、水分 缺水影响叶绿素的合成，并促进叶 绿素的分解 5、氧气 强光下，氧参与叶绿素的光氧化， 缺氧会阻碍叶绿素的合成
.
叶片中光合色素的分布
.
正常叶子的叶绿素与类胡萝卜素的比 值约为3：1，叶绿素a与叶绿素b的比值 约为3：1，叶黄素与胡萝卜素约为2：1。
叶色：绿色
黄色（类胡萝卜素较稳定）
红色（低温--- 较多糖分---可 溶性糖形成花青素）
.
秋季的北京香山： 光线充足，秋季干旱 少雨，昼夜温差较大
影响植物体内糖分变化的因素： 1、较强的光照有利于有利于树叶中糖分的积累 2、秋季低温，新叶把储藏的淀粉粒转化为糖，提高自身
抵御寒冷的能力 3、较大的昼夜温差有利于植物体内糖分的积累 4、干旱时，为了减少水分蒸发，会将体内的营养物质转
E/KJ.mol-1 297 289 259 222 209 197 172
（二）光合色素的吸收光谱——物质 对不同波长光的吸收情况
.
chlb B-胡萝卜素
叶黄素
藻红蛋白 藻蓝蛋白
chla
.
Chla在蓝紫光区吸收带偏向短 波光,吸收带较窄,吸收峰较低
Chla在红光区吸收带偏向长 波光,吸收带较宽,吸收峰较高
光合作用中释放的oo证明氧气来源于水光解水光解三光合作用的重要性1把无机物转变为有机物2将光能转变成化学能3维持大气o人口急增人口急增食物不足食物不足资源匮乏资源匮乏环境恶化环境恶化依赖依赖光合生产光合生产人类面临人类面临四大问题四大问题一叶绿体的结构气孔叶肉叶绿体类囊体腔基粒类囊体基质类囊体atp合成e光系统光系统双层膜控制代谢物质进出的屏障类囊体基质基粒类囊体膜称光合膜含有光合色素将光能转变为化学能基质光合产物淀粉形成和贮藏的场所二光合色素的结构与性质光合色素在叶绿体中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形成色素蛋白以吸收和传递光能
《植物生理学》第四章 光合作用ppt课件
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
1.蛋白复合体的概念和种类 蛋白复合体：由多种亚基、多种成分组成的复合体。 主要有四类：光系统Ⅰ（PSI）
光系统Ⅱ（PSⅡ） Cytb６/f复合体 ATP酶复合体（ATPase）。
15
2.蛋白复合体在类囊体膜上的分布特点
➢ 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。
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。
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。
第四章 植物的光合作用
1
碳素营养方式的不同分为两大类：
自养植物 （antophyte）
异养植物 （heterophyte）
自养生物把二氧化碳转变成有机物的过程叫 碳素同化作用(carbon assimilation)。
细菌光 合作用
绿色植物 光合作用
化能合 成作用
三种碳素同化方式的异同点：
过程
碳素来源 能量来源 供H体
示意基质类囊体与基粒类囊体
光合色素存在于类囊体膜上，类囊体是光能吸收 与转换的场所，所以，类囊体膜也称光合膜 (photosynthetic membrane)。 高等植物的类囊体垛叠成基粒，其意义有二：
1、膜的垛叠意味着捕获光能机构的高度密集，
二、类囊体膜上的蛋白复合体
1.蛋白复合体的概念和种类 蛋白复合体：由多种亚基、多种成分组成的复合体。 主要有四类：光系统Ⅰ（PSI）
光系统Ⅱ（PSⅡ） Cytb６/f复合体 ATP酶复合体（ATPase）。
15
2.蛋白复合体在类囊体膜上的分布特点
➢ 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。
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。
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。
第四章 植物的光合作用
1
碳素营养方式的不同分为两大类：
自养植物 （antophyte）
异养植物 （heterophyte）
自养生物把二氧化碳转变成有机物的过程叫 碳素同化作用(carbon assimilation)。
细菌光 合作用
绿色植物 光合作用
化能合 成作用
三种碳素同化方式的异同点：
过程
碳素来源 能量来源 供H体
示意基质类囊体与基粒类囊体
光合色素存在于类囊体膜上，类囊体是光能吸收 与转换的场所，所以，类囊体膜也称光合膜 (photosynthetic membrane)。 高等植物的类囊体垛叠成基粒，其意义有二：
1、膜的垛叠意味着捕获光能机构的高度密集，
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--光合作用 ppt课件
淀粉
6CO2+11H2O+18ATP+12NADPH+12H+
PP磷T课酸件 己糖+18ADP+17Pi+115 2NADP+
卡尔文循环的调节
C3途径中的酶 RuBP羧化酶 NADP-GAP脱氢酶
FBP酯酶
SBP酯酶
Ru5P激酶
都属于光调节酶
这些酶在光下活化，以满足光合；而在暗中钝 化，减少底物消耗，使C3循环得以自动调节。
RuBP羧化酶的活性与叶绿体间质中的pH值和 Mg2+含量有密切关系。
PPT课件
16
（二）C4 途径
M.D.Hatch和C.R.Slack(1966)研究证实，在一
光合效率高的植物中，其光合固定CO2 后的第一 个稳定性产物是C4 -二羧酸，由此发现了另一条 CO2 的同化途径——C4 途径，也称C4 -二羧酸途 径或Hatch-Slack循环。
第四章 光合作用
第3节 光合作用机理
二、电子传递与光合磷酸化
（一）光合电子传递 Z 形光合链
①两个光系统串联，最终电子供体是H2O，最终 电子受体是NADP+。
②两个光系统间有一系列的电子载体。 ③传递过程偶联着磷酸化作用，形成ATP。
④各电子载体是以氧化还原电位高低成Z形串联
排列，两处是“上坡”其余“下坡”。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
（二）光合磷酸化
（ 1 ）非环式光合 磷酸化
（ 2 ）环式光合磷 酸化
PPT课件
机理
P.Mitchell （1961）提出了 化学渗透学说
- 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)。
电子传递链上各个载体依氧化还原电势高低，呈“Z”形串联排列，称之 为光合作用电子传递的 Z 方案。
1、由PSⅡ、Cytb６f、PSⅠ组成
2、P680至P680*，P700至P700*为逆电势梯度，“上坡”过程由聚 光素吸收光能后推动。 3、水的氧化与PSⅡ电子传递相联系，NADP+的还原与PSⅠ的电子传递相联
2、组成
α和β多肽随意排 列，似橘子一样， 两者与ADP和磷 酸结合，催化 ADP的磷酸化， 其他多肽起调节 作用
CF0起链接ATP合 酶的膜部分和催化 部分的作用。
（五）PMF驱动ATP合成的机制
人们广泛接受的是1997年的诺贝尔化学奖获得者 Paul Boyer最早提出的“结合变化机制” （binding change mechanism）。
（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。 1、功能：利用质子浓度梯度把ADP和Pi合成
ATP，将头A部T（PC的F1）合类成囊体与表电面，子5种传多肽递（和αβHγ+δ跨ε膜） 转 运偶联起组成来。（偶联因子）。
尾部（CF0） 伸入类囊体内，4种多肽（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ） 组成。
1、定义 指在光合作用中由光驱动并贮存在跨
类囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为 ATP的过程。 （由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶 联产生ATP的过程）
2、类型
非循环光合磷酸化（基粒片层） 循环光合磷酸化（基质片层）
（一）非循环光合磷酸化 （noncyclic photophosphorylation）
（3）假环式电子传递：与非环式电子传递途径相似， 只是水裂解的电子不传给NADP+，而是传给分子 O2，形成超氧阴离子自由基，后经一系列反应形 成H2O。（梅勒反应）
3、三者的电子传递过程
（1）非环式电子传递(noncyclic electron transport)
H2O→ PSⅡ → PQ →Cytb６f→ PC →PSⅠ→Fd→FNR → NADP＋
开放（O），无底物与核苷酸结合的位 点 结合变化机制认为：ADP和Pi一开始结合在O位点， 随着质子流的能量推动γ多肽旋转120°，使这3种核 苷酸结合位点的构造也随之发生改变。T位点（含 ATP）转变为O位点，释放ATP；L位点（含ADP和 Pi）转变为T位点，推动ATP的合成，而不需另外的 能量；O位点就恢复与ADP+Pi结合。此时，再一次 供给能量，再旋转120°，蛋白质构象又重新循环， O→L→T→O，γ多肽每旋转360°，可产生3个ATP分 子。
• 电子流经PSⅡ、PSⅠ，产生ATP、NADPH、
O2。
光
2ADP+2Pi+2NADP++2H2O
2ATP+2NADPH+O2
（二）循环光合磷酸化 (cyclic photophosphorylation)
PSⅠ产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外H+ 浓度差，只引起ATP的形成，而不释放O2，也无NADP+的还原反 应。
质子流经过CF0时，释放能量，直接推动多肽Ⅲ以 及与其相连的γ和ε多肽旋转，于是带动β多肽 转动，构象循环的变化，γ多肽的旋转引起β多 肽的构象变化，在β多肽上的核苷酸的结合位点 也发生变化。
CF1有3个不同的核苷酸结合位点，且每一个位点有 不同的状态：
松弛（L），与核苷酸结合松弛的位点
紧密（T），与核苷酸紧密结合的位点
植物生理学光合电子传递课件
光合电子传递方式一系列的电子传递体，传递给 NADP+，产生NADPH的过程。
光合链 类囊体膜上的PSⅡ（光系统Ⅱ）和PSⅠ（光系统Ⅰ）之间几种排列紧密 的电子传递体完成电子传递的总轨道。
• 各种电子传递体具有不同的氧化还原电位 负值越大 还原势越强 正值越大 氧化势越强
ATP合酶作用机理
ADP+Pi
Proten Flux
H2O
H+
ADP+Pi 光 ATP
此过程中，电子经过一系列传递后降低了能位， 最后经过PC（质蓝素）重新回到原来的起点— —形成一个闭合回路。
(三)光合磷酸化机制——化学渗透假说
在电子传递和ATP合成之间, 起偶联作用的是膜 内外之间存 在的质子电化学梯度。 1、类囊体的电子传递体中，PQ可传递电子和质子，而 其他传递体（PC和Fd等）只传递电子，不传递质子。 2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留 在膜内侧，电子进入电子传递链中的PQ。 3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将 质子排入膜内侧，电子传给PC。 质子浓度和电位：膜内侧>膜外侧，产生质子浓度差和 电位差（质子动力），当H+沿着浓度梯度返回膜外 侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。
（2）环式电子传递(cyclic electron transport) PSⅠ→ Fd →PQ→ → Cytb６f PC → PSⅠ
（3）假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)
→ H2O PSⅡ → PQ →Cytb６f → PC → PSⅠ→ Fd
三、光合磷酸化
2、光合电子传递途径
（1）非环式电子传递：PSⅡ和PSⅠ共同受光激发，
串联起来推动电子传递，从水中夺取电子并将电 子最终传递给NADP+，产生O2和NADPH+H+，为 开放式通路。
（2）环式电子传递 ：PSⅠ受光激发而PSⅡ未受光 激发时，PSⅠ产生的电子传给Fd（铁氧还蛋白）， 通过Cytb6f复合体和PC（质蓝素）返回PSⅠ，形 成了围绕PSⅠ的环式电子传递，为闭合式循环。
1、由PSⅡ、Cytb６f、PSⅠ组成
2、P680至P680*，P700至P700*为逆电势梯度，“上坡”过程由聚 光素吸收光能后推动。 3、水的氧化与PSⅡ电子传递相联系，NADP+的还原与PSⅠ的电子传递相联
2、组成
α和β多肽随意排 列，似橘子一样， 两者与ADP和磷 酸结合，催化 ADP的磷酸化， 其他多肽起调节 作用
CF0起链接ATP合 酶的膜部分和催化 部分的作用。
（五）PMF驱动ATP合成的机制
人们广泛接受的是1997年的诺贝尔化学奖获得者 Paul Boyer最早提出的“结合变化机制” （binding change mechanism）。
（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。 1、功能：利用质子浓度梯度把ADP和Pi合成
ATP，将头A部T（PC的F1）合类成囊体与表电面，子5种传多肽递（和αβHγ+δ跨ε膜） 转 运偶联起组成来。（偶联因子）。
尾部（CF0） 伸入类囊体内，4种多肽（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ） 组成。
1、定义 指在光合作用中由光驱动并贮存在跨
类囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为 ATP的过程。 （由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶 联产生ATP的过程）
2、类型
非循环光合磷酸化（基粒片层） 循环光合磷酸化（基质片层）
（一）非循环光合磷酸化 （noncyclic photophosphorylation）
（3）假环式电子传递：与非环式电子传递途径相似， 只是水裂解的电子不传给NADP+，而是传给分子 O2，形成超氧阴离子自由基，后经一系列反应形 成H2O。（梅勒反应）
3、三者的电子传递过程
（1）非环式电子传递(noncyclic electron transport)
H2O→ PSⅡ → PQ →Cytb６f→ PC →PSⅠ→Fd→FNR → NADP＋
开放（O），无底物与核苷酸结合的位 点 结合变化机制认为：ADP和Pi一开始结合在O位点， 随着质子流的能量推动γ多肽旋转120°，使这3种核 苷酸结合位点的构造也随之发生改变。T位点（含 ATP）转变为O位点，释放ATP；L位点（含ADP和 Pi）转变为T位点，推动ATP的合成，而不需另外的 能量；O位点就恢复与ADP+Pi结合。此时，再一次 供给能量，再旋转120°，蛋白质构象又重新循环， O→L→T→O，γ多肽每旋转360°，可产生3个ATP分 子。
• 电子流经PSⅡ、PSⅠ，产生ATP、NADPH、
O2。
光
2ADP+2Pi+2NADP++2H2O
2ATP+2NADPH+O2
（二）循环光合磷酸化 (cyclic photophosphorylation)
PSⅠ产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外H+ 浓度差，只引起ATP的形成，而不释放O2，也无NADP+的还原反 应。
质子流经过CF0时，释放能量，直接推动多肽Ⅲ以 及与其相连的γ和ε多肽旋转，于是带动β多肽 转动，构象循环的变化，γ多肽的旋转引起β多 肽的构象变化，在β多肽上的核苷酸的结合位点 也发生变化。
CF1有3个不同的核苷酸结合位点，且每一个位点有 不同的状态：
松弛（L），与核苷酸结合松弛的位点
紧密（T），与核苷酸紧密结合的位点
植物生理学光合电子传递课件
光合电子传递方式一系列的电子传递体，传递给 NADP+，产生NADPH的过程。
光合链 类囊体膜上的PSⅡ（光系统Ⅱ）和PSⅠ（光系统Ⅰ）之间几种排列紧密 的电子传递体完成电子传递的总轨道。
• 各种电子传递体具有不同的氧化还原电位 负值越大 还原势越强 正值越大 氧化势越强
ATP合酶作用机理
ADP+Pi
Proten Flux
H2O
H+
ADP+Pi 光 ATP
此过程中，电子经过一系列传递后降低了能位， 最后经过PC（质蓝素）重新回到原来的起点— —形成一个闭合回路。
(三)光合磷酸化机制——化学渗透假说
在电子传递和ATP合成之间, 起偶联作用的是膜 内外之间存 在的质子电化学梯度。 1、类囊体的电子传递体中，PQ可传递电子和质子，而 其他传递体（PC和Fd等）只传递电子，不传递质子。 2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留 在膜内侧，电子进入电子传递链中的PQ。 3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将 质子排入膜内侧，电子传给PC。 质子浓度和电位：膜内侧>膜外侧，产生质子浓度差和 电位差（质子动力），当H+沿着浓度梯度返回膜外 侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。
（2）环式电子传递(cyclic electron transport) PSⅠ→ Fd →PQ→ → Cytb６f PC → PSⅠ
（3）假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)
→ H2O PSⅡ → PQ →Cytb６f → PC → PSⅠ→ Fd
三、光合磷酸化
2、光合电子传递途径
（1）非环式电子传递：PSⅡ和PSⅠ共同受光激发，
串联起来推动电子传递，从水中夺取电子并将电 子最终传递给NADP+，产生O2和NADPH+H+，为 开放式通路。
（2）环式电子传递 ：PSⅠ受光激发而PSⅡ未受光 激发时，PSⅠ产生的电子传给Fd（铁氧还蛋白）， 通过Cytb6f复合体和PC（质蓝素）返回PSⅠ，形 成了围绕PSⅠ的环式电子传递，为闭合式循环。