植物光合作用的原理

第三章 植物的光合作用Photosynthesis in Plant

一、名词解释：

1. 光合作用（photosynthesis） 2 . 光合膜（photosynthetic membrane）3. 量子效率(quantum efficiency) 4.

荧光现象与磷光现象（Fluorecence and phosphorecence）5.反应中心色素reaction centre pigment 6.聚光色素light-harvesting pigment或antenna pigment（天线色素) 7 Primary reaction 原初反应 8.光合反应中心(Photochemical reaction centre) 9.红降(red drop) 10.爱默生效应（Emerson effect） 11.光系统（photosystem）12.光合链（photosynthetic reaction） 13.PQ循环（PQ cycle） 14.光合磷酸化photosynthetic

phosphorylation or photophosphorylation 15. 希尔反应16. 磷酸运转器17.同化能力（assimilatory power）18. 碳同化CO2 assimilation in photosynthesis 19. 卡尔文循环（C3途径，还原戊糖途径）C3 photosynthetic

pathway (Calvin cycle, RPPP) 20. C4途径C4 photosynthetic pathway 21. 景天科酸代谢Crassulacean acid

metabolism (CAM) pathway 22. 光呼吸（photorespiration） 23. 光补偿点 light compensation point(LCP) 24.

水生植物的光合作用

水生植物是水域生态系统和湿地生态系统中重要的组成部分，但是水环境具有流动性，温度变化平稳，光照时间弱，含氧量少，有机物积累量少，那么要想在水中生存，水生植物就一定有一套特殊的机制来满足光合作用的需要。

水生植物对水环境的形态适应性

1、 根

主要起固定植物体的作用。水生植物在长期演化过程中，根在形态、结构、功能上都发生了退化，有的甚至无根，根的分支减少，无根毛，表皮细胞都具有吸收作用，内部维管束发生退化。

2、 茎

水生植物形态与陆生植物相比也发生了很大的改变。气孔减少,但在茎中存在气室供呼吸，茎幼嫩纤细，有叶绿体。茎基本上由薄壁细胞组成，细胞间隙发达，利于漂浮和气体交换，内部维管束主要集中在茎中央，有利于抵抗外部损伤。

3、 叶

挺水叶与陆生植物有相同的构造。浮水叶为背腹异面叶，背部海绵组织发达，有很多气囊便于浮在水面上，同时还含有很多晶体，便于抵抗外界环境的压力。沉水叶的叶型常为裂叶或异叶型，表皮层薄,叶表皮含有大量的叶绿体, 机械组织不发达,细胞间隙大。 光照对水生植物的影响

光合作用是沉水植物最重要的代谢活动。光照是沉水植物生长的限制性因子,而且决定了沉水植物在水下分布的最大深度.在水中, 由于水体溶解物、悬浮颗粒以

及水深的影响,光照不足的现象在水体中最易发生, 水体光强是沉水植物生长的必需环境因子。另外, 光在水中的衰减依赖于波长、光强和光质, 它们均随水体深度而变化。为了适应水体中迅速衰减的光照条件, 沉水植物在形态学及生理机制上发生大量变化以最大限度地吸收光辐射。从形态上看, 沉水植物的叶片通常仅几层细胞厚(2或3层),

很多种类的叶片分裂纤细, 以增大单位生物量的叶面积, 从而有利于其对有限资源如光和无机碳等的利用。大多数沉水植物叶片的表皮细胞中含有叶绿体, 这是与陆生植物最显著的区别。陆生植物的叶绿体一般仅局限于叶肉细胞, 除了在保卫细胞中外, 很少在表皮细胞中出现。从生理上看, 所有的沉水植物都是阴生植物, 叶片的光合作用在全日照的很小一部分时即达到饱和, 沉水植物的光饱和点及光补偿点比陆生阳生植物低很多。较低的光补偿点对沉水植物实现碳的净获得具有十分重要的意义, 因为入射辐射光强必须在光补偿点以上, 植物才能生长。而低光补偿点的植物在一天中的较长时间内即可达到净光合生产。

植物的光合作用

植物干物质的90%以上都是含碳化合物，所以碳素营养在植物生命

活动中占极其重要的地位。碳素是构成植物体的骨架，一旦断绝了碳素

营养，植物便不能再积累有机物，并呈现“饥饿”状态。植物碳素营养的

碳源可来自无机物、也可来自有机物，据此可把植物分成两类：

异养植物（heterophyte）：只能利用有机碳化合物作为碳素营养的

植物。Eg.真菌，一些寄生高等植物。

自养植物（autophyte）：能利用二氧化碳作为碳素营养的植物。Eg.

绝大多数高等植物、藻类植物、光合细菌等。自养植物吸收二氧化碳合成有机物的过程叫碳素同化作用。

Carbon assimilation利用光能还原CO2 利用无机物氧化分解放出的化学能还原CO2。绿色植物光合作用在自然界中规模最大，积累有机物最多，与人类

关系最为密切，因此，光合作用主要是指绿色植物光合作用。Section 1 Introduction

.1 Concept：绿色植物利用光能，将二氧化碳和水转化为富含能量的

有机物并释放氧气的过程。其本质就是将无机碳转化为有机碳，将

光能转变为化学能。 其反应式为：

CO2 + 4H2O* (CH2O) + O2*↑ +2 H2O* + H2O

.2 Significance

光合作用是绿色植物的基本功能，是地球上唯一的、大规模地将无

机物转化为有机物、把太阳能转化为化学能，并从水中释放氧气的过

程，其意义是显而易见的。

（1） 把无机物转变为有机物

（2） 转化太阳能为化学能

（3） 释放氧气，净化空气、保护环境

（4） 带动自然界其它物质循环

.3 HistorySection 2 Chloroplasts and Their Pigments

叶绿体是光合作用的重要细胞器，光合作用的主要反应均在叶绿体

内进行，因此，可以认为“叶绿体是一个光合细胞器”。

近年来发现一些光合作用过程不在叶绿体中进行，例如，蔗糖合成

在细胞质中进行；光呼吸循环再三各细胞器中进行；C4途径在两种细胞

植物的光合作用复习题

一、名词解释

1、光反应与暗反应；2、C3途径与C4途径；3、光系统；4、反应中心；5、光合午休现象；6、原初反应；7、磷光现象；8、荧光现象；9、红降现象；10、量子效率；11、量子需要量；12、爱默生增益效应；13、PQ循环；14、光合色素；15、光合作用；16、光合作用单位；17、反应中心色素；18、聚光色素；19、激子传递；20、共振传递；21、解偶联剂；22、水氧化钟；23、希尔反应；24、光合磷酸化；25、光呼吸；26、光补偿点；27、CO2补偿点；28、光饱和点；29、光能利用率；30、光合速率；31、C3-C4中间植物；32、光合滞后期；33、叶面积系数；34、共质体与质外体；35、压力流动学说；36、细胞质泵动学说；37、代谢源与代谢库；38、比集转运速率（SMTR）；39、运输速率；40、溢泌现象；41、P-蛋白；42、有机物质装载；43、有机物质卸出；44、收缩蛋白学说；45、协同转移；46、磷酸运转器；47、界面扩散；48、可运库与非运库；49、转移细胞；50、出胞现象；51、生长中心；52、库－源单位；53、供应能力；54、竞争能力；55、运输能力。

二、缩写符号翻译

1、Fe-S；2、Mal；3、OAA；4、BSC；5、CFl-Fo；6、NAR；7、PC；8、CAM；9、NADP＋；10、Fd；11、PEPCase；12、RuBPO；13、P680，P700；14、PQ；15、PEP；16、PGA；17、Pn；18、Pheo；19、PSP；20、Q；21、RuBP；22、RubisC(RuBPC)；23、Rubisco(RuBPCO)；24、LSP；25、LCP；26、DCMU；27、FNR；28、LHC；29、pmf；30、TP；31、PSI；32、PSII。

三、填空题

1、光合作用是一种氧化还原反应，在该反应中， CO2被还原， H20 被氧化；光合作用的暗反应是在 叶绿体间质 中进行的；光反应是在 类囊体膜(光合膜) 上进行的。