植物的光合作用作用PPT讲稿

程，主要由原初反应完成。
光
② 电能转变为活跃化学能的过程，
反 应
由电子传递和光合磷酸化完成。
(含水的光解、放氧)
暗
③ 活跃化学能转变成稳定的化学能 反
应
的过程，由碳同化完成。
二、电子传递和光合磷酸化
(一) 光系统 (二) 光合链 (三) 水的光解和放氧 (四) 光合电子传递的类型 (五) 光合磷酸化
也称Hatch-Slack途径
（三） 景天科酸代谢途径（CAM途径）
• 景天科、仙人掌科等植物有特殊的CO2同化
方式：
夜间气孔开开放，PEPC固定CO2，生成的苹 果酸积累于液泡中。
白天气孔关闭，液泡中的苹果酸释放至细胞质， 发生脱羧反应，生成的CO2进入C3途径。
植物光合碳同化途径多样性的意义：
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一、光呼吸的生化历程
• 光呼吸是个氧化过程，被氧化的底物是乙醇酸。 • 乙醇酸产生：RuBPC是个兼性酶，有催化羧化和加氧两种
反应的功能。又称RuBP加氧酶。CO2/O2比值决定催化方向。 羧化反应
加氧反应
乙醇酸
1. 光呼吸的全过程需要由叶绿体、过氧化体和线 粒体三种细胞器协同完成
2. 光呼吸的底物是乙醇酸，故称C2循环
植物的光合作用作用课件
光合作用的意义
CO２+H２O→(CH２O)＋O２ (△G=478kJ/mol)
1.把无机物变为有机物
约合成5千亿吨/年 有机物 “绿色工厂” 吸收2千亿吨/年 碳素 (6400t/s)
2.把太阳能转变为可贮存的化学能
将3.2×1021J/y的日光能转化为化学能
3. 维持大气中O2和CO2的相对平衡
植物的光合碳同化途径具有多样性，这也反 映了植物对生态环境多样性的适应。
但C3途径是光合碳代谢最基本、最普遍的途 径，同时，也只有这条途径才具备合成淀粉等产
物的能力，C4途径和CAM途径则是对C3途径的补
充。
C4
C3 CA M
第四节 光呼吸
• 绿色细胞在光下吸收O2，放出CO2的过程
称为光呼吸。
• 一般生活细胞的呼吸称暗呼吸。
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第四节 光合作用的机理
一、原初反应 二、电子传递和光合磷酸化 三、碳同化 四、光呼吸
光合作用的特点：
CO2 + 2H2O
光
叶绿体 (CH2O）＋ O2 + H2O
1) H2O是电子供体（还原剂）被 氧 2)化CO到2O是2电的子水受平体（氧化剂）被还
原为糖的水平
3) 氧化还原反应所需的能量来自 光能。即发生光能的吸收、转 换与贮存。
3. O2的吸收发生在叶绿体和过氧化物体，CO2的 释放发生在线粒体
4. C2 循环中，每氧化2分子乙醇酸放出1分子CO2， 碳素损失 >25%。
释放出5.35千亿吨氧气/年 “环保天使”
光合作用是生物界获得能量、食物和氧气的根本途径 光合作用是“地球上最重要的化学反应”
(三) 叶绿素的生物合成及其与环境条件的关系 1、叶绿素的生物合成
叶绿素的生物合成是在一系列酶促反应完成的。
第一阶段--是受温度影响的酶促反应; 第二阶段--是光下进行的还原反应。
三、碳同化
• C反 过O应 程2的中。同形化成，的简同称化碳力同，化将，CO是2指转植化物为利糖用类光的
• 在叶绿体基质中进行，是酶促反应。
• 高等植物碳同化途径有三条：
卡 成尔 能文 力循----环--（具C有3合途成径淀）粉：的最能普力遍。，具有产物合
C4途径 景天科酸代谢途径（CAM途径）
只有固定、运转 CO2作用
实质上包括了一系列的光化学反应和酶促反应过程。既 是一个能量转化的过程，也是一个物质转化的过程。
光合作用根据需光与否可为两个大阶段 ：
光反应---光合膜 -- 在光下进行(光推动化学反应)
是光物理化学过程，随光强的增加而加速。
光物暗理反—应光-能--的叶吸绿收体、基传质递--光、暗均可进行
光化学—有电子得失
• 1.卡尔文循环的化学过程
卡尔文循环大致分三个阶段：
• 羧化阶段 • 还原阶段 • 再生阶段
• 2.卡尔文循环的调节
(二) C4途径
• 20世纪60年代，发现甘蔗、玉米等热带植
物除具有C3途径外，还存在另一条固定CO2 的途径。
• 固定CO2的最初产物：4个碳的二羧酸 • 故此途径称C4－二羧酸途径，简称C4-途径
（一）卡尔文循环（C3途径）
• 此途径于20世纪50年代由美国的M.Calvin
提出，所以被称为卡尔文循环。
– 放射性同位素示踪技术 – 双向纸层析技术
• 此循环中CO2的受体是一种戊糖，故又称为
还原戊糖磷酸途径（RPPP）。
• 这个途径中CO2被固定形成的最初产物是一
种三碳化合物，又被称为C3途径。
PSⅡ和PSⅠ的特点： PSⅡ颗粒较大，直径为17.5nm，位于类囊体
膜的内侧。受敌草隆(DCMU，一种除草剂)抑制；其 光化学反应是短波光反应(P680，Chla/Chlb的比值 小)，主要特征是水的光解和放氧。
PSⅠ颗粒较小，直径为11 nm，位于类囊体膜
的外侧，不受敌草隆抑制；其光化学反应是长波光 反应(P700，Chla/Chlb的比值大)，其主要特征是 NADP+的还原。
(温度推动化学反应)
特点：a.速度快(ns，10－9秒内完成)；
质b.中是与进由温度行一无的系关，列(可在酶在一催液定化氮范的-1围化96内学℃随反或液温应氦度，-的在27升叶1℃高绿下而体进加的行速基)。。
速度快丧失能量少。
分整 为个 三光 个合 阶作 段用
按 能 量 转 变 性 质
① 光能吸收、传递和转换成电能的过
谷氨酸 α-酮戊二酸
5-氨基酮戊酸 (ALA)
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思考题
1.正常叶色为绿色是因为 叶绿素占，优势 秋天树叶呈黄色是因为 叶绿素，分解，
类胡萝卜素呈现颜色
有些叶子呈红色是因为 糖转化为花色素
胡萝卜素 叶黄素
2.类胡萝卜素可分收集为光能保护叶和绿素 ，其作 用是
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2、影响叶绿素形成的条件
① 光照 ②温度 ③ 矿质元素 ④ 水分 ⑤ 氧气 ⑥ 病虫害
2、放氧机制
(五)光合磷酸化
➢ 1954年阿农等人用菠菜 叶绿体，弗伦克尔 (A.M.Frenkel)用紫色细 菌的载色体相继观察到， 光下向叶绿体或载色体 体系中加入ADP与Pi则 有ATP产生。
➢ 从此，人们把光下在叶 绿体(或载色体)中发生的
由 ADP 与 Pi 合 成 ATP 的
反应称为光合磷酸化。