非循环式光合磷酸化示意图

❖写出氧化磷酸化和光合磷酸化的具体过程。

、氧化磷酸化：代谢物脱下的氢离子和电子经电子呼吸链传递到O，生成水，同时释放的能量使ADP磷酸化成ATP的过程即氧化磷酸化，也是电子传递与ATP形成的偶联机制。

具体过程：1.蛋白质、糖类、脂肪、经过分解后，产生相关产物，产生乙酰CoA后进入三羧酸循环2.三羧酸循环后产生含有高能电子的NADH与FADH23.进入电子传递链（2条途径）1）NADH呼吸链：复合体Ⅰ（氧化NADH，获得高能电子并传递给CoQ）→CoQ →复合体Ⅲ（氧化UQH2，获得电子传递给Cytc ）→Cytc →复合体Ⅳ（氧化Cytc ，获得电子并传递给O2，泵出H+）→O22）FADH2呼吸链：复合体Ⅱ→CoQ →复合体Ⅲ→Cytc →复合体Ⅳ→O24.高能电子通过电子传递链传递给氧生成水5.质子驱动，ATP合成电子传递过程中，膜上电子传递复合物将基质中质子转运至膜间隙，形成ATP合成酶所需的质子梯度，使ADP磷酸化成ATP。

光合磷酸化叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体在光下催化ADP与磷酸（Pi）形成ATP 的反应。

在光合作用的光反应中,除了将一部分光能转移到NADPH中暂时储存外,还要利用另外一部分光能合成ATP,将光合作用与ADP的磷酸化偶联起来,这一过程称为光合磷酸化。

具体过程：1.捕光色素/天线色素（大部分叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）捕获光能光，不发生光化学反应2.反应中心色素（特殊状态的叶绿素a）将光能转变为化学能，分为P700与P6803.反映中心色素、原初电子供体（D）和原初电子受体(A)组成反应中心4.捕光色素捕获光能，通过共振，反应中心色素被激发，在原初电子供体处获得电子，并将电子传递给原初电子受体，反应中心色素被氧化，从原初电子供体处得电子恢复原初状态，电子供体被氧化。

氧化还原不断发生，实现D被氧化A被还原，光能转换为化学能。

5.电子传递：LHCⅡ中天线色素分子吸收光能并将光能传递给P680，P680夺取水中电子，将水氧化成O2，Pheo将电子传递给PQ，PQ接受电子并将基质中的质子转移至类囊体。

（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
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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）
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（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
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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
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（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。

第四章光合作用按照热力学第二定律，一个系统中的自发过程总是朝着熵值不断增大的方向进行，如果将生物体当作一个系统，生物体的生长发育过程却是一个从无序到有序或者说是一个有序性增加的过程，这似乎与热力学第二定律相悖，这一问题曾长期困惑着生物学家和物理学家。

但在这里，他们忽略了一个基本问题，即生命体不是一个孤立系统，它是在不断地同外界进行物质和能量交换，生物体维持其有序性或生长发育是以不断消耗能量为代价的，就象制冰机要将液态水变成更为有序的固态冰，需不断消耗电能一样。

一、生物体的获能方式按热力学第一定律，生物体不能自己创造能量，只能从外界获取能量。

交总体说来，生物体获取能量，有两种方式：1、自养型生物（如植物和行光合作用的藻类）：利用光合作用将和转化成有机化合物，（如糖、脂肪、蛋白质等），将光能转化为化学能供机体选用。

这类生物在生态系统中是生产者。

+ + —→有机物（糖、脂肪、蛋白质等）（化学能）2、异养生物（动物和绝大多数微生物）：从自养生物那里获取有机物，依靠有机物的分解获取能量，这类生物在生态系统中是消费者。

因此，从整个物质世界的角度来看，生物体及生命过程只不过是一种物质和能量的转换机构和转换过程而已。

对活的生物体而言，其所需的能量归根结底来自太阳能，光合作用是将太阳能转换成生物能的一种途径。

二、生命体的能量通货——ATP生物体并不能直接利用有物中的化学能，而是首先需要将有机化合物分解，将其中的化学能转移到ATP分子中，再由ATP分解释放能量提供给需能过程。

（如神经冲动的传导与神经纤维膜内外的NA.K+分布不均形成的电位有关.这一电位差由分解ATP的NA.K+泵来完成.）所以，ATP是细胞（生物体）的能量通货。

1、ATP的分子结构：ATP：腺苷酸呤核苷三磷酸（O2腺苷三磷酸，O2三磷酸腺苷）特点：ATP不稳定，含有两个高能磷酚键（），水解时断裂放出能量：ATP + H2O →ATP + H2O →2、生物体内化学能的利用生物体摄取的有机物，在酶的催化作用下，氧化分解，将贮存其中的化学能的自由能的形式释放，释放出的自由能一部分使熵值增加，一部分以热能形式散发或维持体温；一部分用于促进ADP与P结合生成ADP以高能磷酸酯键的形式贮存在ATP中。

γ (35KD), δ (20KD), ε (14KD). • CF0 含有四种亚单位，每个CF0 中亚单位之间的比 值也存在争议，可能是Ⅰ1II1III12Ⅳ1。总分子量 约为170KD左右,各亚基分子量分别为Ⅰ(18KD),
Ⅱ(16KD), Ⅲ(8KD), Ⅳ(20KD).
• 每种亚单位均行使其特有的功能。
• The H+/ATP stoichiometry, the number of protons crossing the member per ATP molecule synthesized, is central to understanding the mechanism of coupling factor. • Mitchell hypothesized that two H+ were required for synthesis of one ATP, but the stoichimetry of proton translocated per ATP synthesizes has recently been found to be four H+ ions per ATP in chloroplasts (1998).
结合改变机理(旋转催化理论)
2.4 区域质子势
• 1961年，Williams提出区域化质子势这一观点，
其要点在于，氧化或光合电子传递引起的质子汇 集在膜内形成区域化的质子浓度差，它在能量转 换中起决定性的作用，而膜内外两侧的质子浓度 差是其后形成的，并不直接参与能量的转换。
3.ATP合成酶复合物
• 2H2O+8 һγ→O2+4H++3ATP
（四） 碳同化
• 植物光合作用同化CO2有三条途径，即C3 途 径、C4途径和景天酸代谢（CAM）。其中C3途 径是最基本的碳同化途径。