生物化学光合作用PPT讲稿

二、光合作用的场所—叶绿体
被膜 外膜 内膜
间质 ：(含可溶性蛋白质，酶类，DNA， RNA、核糖体等)---暗反应
类囊体 (基粒) 基粒片层 ---光反应 基质片层
叶绿体的结构
类囊体膜上蛋白质复合物
四、光合作用的两个阶段：
原 初 反 应 光能的吸收、传递与转换
光
反
（光能转换成电能）
(类囊体
非循环光合磷酸化
环 式 光 合 磷 酸 化
3.ATP合成的部位——ATP酶
➢ 也称偶联因子或CF1-CFo 复合体
➢ 叶绿体的ATP酶与线粒体 的ATP酶结构十分相似， 都由两个蛋白复合体组 成：一个是突出于膜表 面 的 亲 水 性 的 “ CF1” ； 另一个是埋置于膜中的 疏水性的“CFo”。
光反应中心
天线色素分子
作用中心叶 绿素分子
电子传 递
电子受 体
共振能传递
天线色素分子
作用中心叶 叶绿素通过激子传递把吸收的能量汇集到作用中心 绿素分子
三、植物的光反应系统
1.光系统I (PSI)
• PSⅠ是一个跨膜复合物。 • P700是PSⅠ反应中心色素。 • PSⅠ的生理功能是吸收光
能，进行光化学反应，产生 强的还原剂，用于还原 NADP+，实现从PC到NADP+的 电子传递。
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。
④PQ是双电子双H+传递体，它伴随电子传递，也把H+传递类囊 体膜内，造成类囊体内外的H+电化学势差，推动ATP形成。
两 个 光 系 统 的 协 同 作 用
五、 光合磷酸化
1.概念： 通过光激发导
致电子传递与 磷酸化作用相 偶联合成ATP 的过程，称为 光合磷酸化。
位较“负”，于是膜内外产生电位差(ΔE)和质子
浓度差（ΔpH），两者合称质子动力势，是光合
磷酸化的动力。 – H+沿着浓度梯度返回膜外时，释放的自由能催化
生物化学光合作用课件
第一节 概 述
一、概念：
光合作用是糖合成代谢的主要途径。是绿色植物、光合细 菌或藻类等将光能转变成化学能的过程，即利用光能， 由CO2、H2O、H2S等合成糖类化合物并释放出氧气（或其 他物质）的过程，称为光合作用。
CO2 CO2
光
+ H2O (CH2O) + O2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ叶绿体
光 + H2A (CH2O) +H2O+2A
辅助色素：其它的叶绿素和类胡萝卜素、藻胆色素等。 作用：收集光能
二、光合单位
能发生光合作用的功能上独立 的单位。由大约几百个色素分子 和一些肽链构成。
天线色素（集光色素） ：大部分 色素分子（全部叶绿素b和大部 分叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄 素分子），起捕获光能的作用。
作用中心 (反应中心)：一对特殊 的叶绿素a分子和蛋白质组成的 复合体，发生光化学反应，将光 能转变为化学能。
统Ⅱ这两个光系统启动的，两个光系统由电子传 递链连接起来。连接两个光反应的排列紧密而互 相衔接的传递电子的物质称为光合链
2. 组成：三个跨膜复合体（PSⅠ、PSⅡ、Cytb６f
复合体），以及质体蓝素（简写为PC）、铁氧还 蛋白（简写为Fd）和质体醌（简写为PQ）三个可 移动电子载体
Cytb６f复合体（PQH２·PC氧还酶）
4.光合磷酸化机理
化学渗透学说的现代模型（P.Mitchell）
• 光合磷酸化的机理：类似于氧化磷酸化
– PQ具有亲脂性，含量多，被称为PQ库，它可传递 电子和质子，而其它传递体只能传递电子。
– 在光下，PQ在将电子向下传递的同时，又把膜外 基质中的质子转运至类囊体膜腔内。
– 水在膜内侧分解也释放出H+,膜内H+浓度增高，则 膜内电位较“正”，膜外H+浓度降低，则膜外电
（1）非环式电子传递：
H•２O按→非PS环Ⅱ式→电PQ子→传Cy递tb，6f每→传PC递→4P个SⅠe-→，F分d→解F2N个R→H2NOA，DP释＋放1
个O2，还原2个NADP+，需吸收8个光量子，同时Cytb6f 复合体转运8个H+进类囊体腔，放氧复合体转运4个H+。
（2）环式电子传递：
P•SⅠ环→式电Fd子→传P递Q→不发Cy生t Hb2６Of的→氧化PC，→也不PS形Ⅰ成NADPH，但
2.类型：
（1）非循环光合磷酸化：非环式电子传递过程中产 生的质子梯度，驱动ATP合成，并生成NADPH。这 种形式的光合磷酸化叫光合磷酸化。
（2）环式光合磷酸化：环式电子循环流动过程中， 产生质子梯度，驱动ATP的合成。这种形式的光合 磷酸化称为环式光合磷酸化。
环式光合磷酸化只涉及PSI，并且只生成ATP而无 NADPH和O2生成。这是当植物体内需要ATP时选择的 电子传递形式。
有H+的跨膜运输，每传递一个电子需要吸收一个光量 子。
PS
Ⅱ
中
的
类囊体
电
膜
子
传
递
类囊体腔
P S Ⅰ 中 的 电 子 传 递
非环式电子传递：
环式电子传递：
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。
应
膜上）
电子传递和 光合磷酸化
（电能 活跃的化学能）
暗
反 应
碳素同化 （活跃的化学能
稳定的化学能） 基质中
第二节 光反应
一、光合色素
叶绿素类
类胡萝卜素 藻胆素
叶绿素类a (蓝绿色) 叶绿素类b (黄绿色) 其他
胡萝卜素(橙黄色)
叶黄素(黄色)
据作用分类
聚光色素(天线色素) 作用中心色素
主要色素：叶绿素a，作用：接受收集的光能并参与 光化学反应
P
S Ⅰ 复 合 体
2.光系统II (PSII)
•PSⅡ是含有多亚 基的蛋白复合体。 •P680是PSⅡ反应 中心色素。 •功能：吸收光能， 进行光化学反应， 产生O2。
光系统Ⅱ的结构
PSI 和 PS Ⅱ 在 类 囊 体 膜 上 的 定 位
四、光合电子传递链
1. 光合链：光合作用的光反应是由光系统Ⅰ和光系
➢含有Cytf 、Cytb６ (2 个，为 电子传递循环剂)和Rieske铁硫蛋白(又称〔Fe-S〕R，是由 Rieske发现的非血红素的Fe蛋 白质)
➢主要催化PQH２的氧化和PC的 还原，并把质子从类囊体膜外 间质中跨膜转移到膜内腔中。 每传递一对电子，可转移4个 质子到类囊体腔。
3、光合链电子传递顺序