植物生理学3光合作用PPT课件

类囊体垛叠的生理意义： 使捕光机构高度密集；使酶 合理排列，形成一个长的代 谢传递带，利于代谢进行
外膜
内膜 基质 基粒
㈡叶绿体的成分
1、 水分(75%) 2 、 干物质
蛋白质（30~45% ）—催化剂 脂类(20~40%)—膜成分 色素(8%)—色素蛋白复合体，使能量传递或电子传 递有效进行。
解释：
霜叶红于二月花
秋天气温降低，叶绿素 降解，类胡萝卜素较稳 定—叶变黄；植株体内 积累较多糖分以适应寒 冷，糖转化成花色素 苷—叶子变红。
2、光合色素化学结构与性质 ⑴叶绿素（chlorophyll) 叶绿素不溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有 机溶剂。 叶绿素是双羧酸二酯，其分子式为：
叶绿醇则以酯键与在 第Ⅳ吡珞环侧键上的 丙酸结合
庞大的共轭体系,起着吸收 光能,传递电子,以诱导共振 的方式传递能量
H+,Cu2+可取代Mg
图3-3 叶绿素a的结构式
铜代叶绿素反应
❖ 卟啉环中的镁可被H+所 置换。当为H＋所置换后， 即形成褐色的去镁叶绿素。
❖ 去镁叶绿素中的H＋再被 Cu2+取代，就形成铜代叶绿 素，颜色比原来的叶绿素更 鲜艳稳定。
❖ 根据这一原理可用醋酸 铜处理来保存绿色标本。
制作绿色标本方法：
（2）DNA和核糖体：叶绿体遗传有一定自主性。
（3）淀粉粒：光合产物的储存形式。
（4）嗜锇滴：基质中与锇酸容易结合的颗粒 （亲脂的醌类），其变化与叶绿体发育、糖代 谢、脂代谢及抗逆性有关。
3 、类囊体—光能吸收与转换（又称光合膜）
（1）基粒类囊体 （grana thylakoid）
（2）基质类囊体 (stroma thylakoid)
自养植物吸收CO2，将其转变成有机物的过 程称为植物的碳素同化作用。包括绿色植 物光合作用，细菌光合作用，化能合成作 用三种类型。
1、光合作用(Photosynthesis)
光 CO2 +H2O 叶绿体 (CH2O ) + O2
※绿色植物在光下，把二氧化碳和水转化为糖， 并释放出氧气的过程。
其实质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。
Melvin Calvin, Chemistry, 1961, won for his work on carbon dioxide assimilation in photosynthesis Robert Burns Woodward, Chemistry, 1965, the total synthesis of chlorophyll, vitamin B12 and other natural products Peter D. Mitchell, Chemistry, 1978, the chemiosmotic theory Paul Boyer, Chemistry, 1997, ATP synthase
第五章 植物的光合作用
厂房 叶绿体
动力 光能
原料 二氧化碳和水
产物 有机物和氧
CO2+H2O
光能 叶绿体
（CH2O)
+O2
本章主要内容
光合作用的重要性 叶绿体和光合色素 光合作用过程机理 光呼吸 影响光合作用的因素 植物对光能的利用
第一节 光合作用及其重要性
一、碳素同化作用(Carbon assimilation)
第二节 叶绿体和叶绿体色素
一、叶绿体(Chloroplast) ㈠叶绿体的结构
椭圆形，一般直径为3~6um，厚为2~3um。 每平方毫米的蓖麻叶就含3~5百万个叶绿体。
1、被膜—控制物质进出。 （1）外膜 （2）内膜：选择性屏障,控制物质进出。
2 、基质—CO2的固定还原,淀粉的合成和储藏 （1）可溶性蛋白质：光合所需酶类。
无机盐(10%) 储藏物质(如淀粉等，10~20%) NAD+、NADP+、醌（如质体醌），起传递氢或 电子的作用。
二、光合色素
1、分类※
叶绿素a：蓝绿色
1、叶绿素
叶绿素b：黄绿色
光合色素
胡萝卜素：橙黄色 2 、类胡萝卜素 叶黄素：黄色
3、藻胆素
藻红素 藻蓝素
叶绿素:类胡萝卜素=3:1 叶绿素a:叶绿素b=3:1 叶黄素:胡萝卜素=2:1，所以叶片一般呈绿色
2、将光能转变成化学能 绿色植物是一个巨型能量转换站
3、维持大气中O2和CO2的相对平衡
the Nobel prize about photosynthesis: Richard Martin Willstatter ，Chemistry ， 1915 ，research on chlorophyll and other plant pigments Paul Karrer ，Chemistry, 1937, carotenoids, flavins and vitamins Richard Kuhn, Chemistry, 1938, won for additional work on carotenoids and vitamins Severo Ochoa, Physiology or Medicine, 1959, enzymatic processes in biological oxidation and synthesis and the transfer of energy.
2、细菌光合作用 (Bacterial photosynthesis) 光、叶绿素
CO2 + H2S 如：紫色硫细菌
CH2O + H2O+S
3、化能合成作用(Chemosynthesis) 化能合成细菌
水生植物光合作用产生的氧气在叶片表面形成气泡
二、光合作用的重要性※
1、将无机物转变成有机物 地球上自养植物一年同化的碳素约为2×1011吨
chla: C32H30ON4Mg
COOCH3 COOC20H39
COOCH3 chlb: C32H28O2N4Mg COOC20H39
极 性 头 部
疏 水 尾 部
叶绿素b以－CHO 代替－CH3
CH3
4个吡咯环和4个甲烯基 连成一个大环—卟啉环
镁Βιβλιοθήκη Baidu子居卟啉环的中央
1个含羰基和羧基的副 环（同素环Ⅴ），羧 基以酯键和甲醇结合