第三章 光合作用

第三章光合作用一、名词解释1. 光合作用2. 光合强速率3. 原初反应4. 光合电子传递链5. PQ穿梭6. 同化力7. 光呼吸8. 荧光现象9. 磷光现象10. 光饱和点11. 光饱和现象12. 光补偿点13. 光能利用率14. 二氧化碳饱和点15. 二氧化碳补偿点16. 光合作用单位17. 作用中心色素18. 聚光色素19. 希尔反应20. 光合磷酸化21. 光系统22. 红降现象23. 双增益效应24. C3植物25. C4植物26. 量子产额27. 量子需要量28. 光合作用‘午睡’现象三、填空题1. 光合色素按照功能不同分类为和。

2. 光合作用的最终电子供体是，最终电子受体是。

3. 光合作用C3途径CO2的受体是，C4途径的CO2的受体是。

4. 光合作用单位由和两大部分构成。

5. PSI的原初电子供体是，原处电子受体是。

6. PSII的原初电子受体是，最终电子供体是。

7. 光合放氧蛋白质复合体又称为，有种存在状态。

8. C3植物的卡尔文循环在叶片的细胞中进行，C4植物的C3途径是在叶片的细胞中进行。

9. 在卡尔文循环中，每形成1摩尔六碳糖需要摩尔ATP，摩尔NADPH+H+。

10. 影响光合作用的外部因素有、、、和。

11. 光合作用的三大步聚包括、和。

12. 光合作用的色素有、和。

13. 光合作用的光反应在叶绿体的中进行，而暗反应是在进行。

14. 叶绿素溶液在透射光下呈色，在反射光下呈色。

15. 光合作用属于氧化还原反应，其中中被氧化的物质是，被还原的物质时是。

16. 类胡萝卜素吸收光谱最强吸收区在，它不仅可以吸收传递光能，还具有的作用。

17. 叶绿素吸收光谱有光区和光区两个最强吸收区。

18. 光合作用CO2同化过程包括、、三个大的步骤。

19.根据光合途径不同，可将植物分为、、三种类别。

20. 尔文循环按反应性质不同，可分为、、三个阶段。

21. 在光合作用中，合成淀粉的场所是，合成蔗糖的场所是。

水分子光解产生氧气过程
水的光解
在光反应中，水分子被光解为氧 气、电子和质子，其中氧气被释
放到大气中。
光合磷酸化
光解水产生的电子和质子通过电子 传递链进行传递，同时驱动ADP磷 酸化生成ATP，为暗反应提供能量。
氧化还原反应
在电子传递过程中，发生了一系列 的氧化还原反应，涉及多种辅酶和 因子的参与。
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04 光合作用与农业生产实践 联系
提高农作物产量途径探讨
01
02
03
04
选用高光效品种
选择对光能利用率高的农作物 品种，提高单位面积产量。
延长光合作用时间
通过合理密植、间作套种等措 施，增加叶面积指数，延长光
合作用时间。
提高光能利用率
采取合理的耕作制度、施肥措 施等，改善农田小气候，提高
光能利用率。
02 光合作用基本原理
Байду номын сангаас
光能捕获与传递机制
光合色素吸收光能
光系统的作用
光合色素（如叶绿素）能够吸收光能， 并将其转化为化学能，用于推动光合 作用的光反应过程。
光系统（包括光系统Ⅰ和光系统Ⅱ）是 光能捕获和传递的重要场所，其中包含 了多种光合色素和蛋白质复合物。
光能的传递
吸收的光能通过光合色素之间的传递， 最终到达反应中心，激发电子跃迁并 产生高能电子。
。
温度变化对光合作用影响实验分析
实验目的
研究温度对植物光合作用的影响。
实验材料
选择适当的植物叶片，并控制实验环 境温度。
实验步骤
设定不同的温度梯度，如低温、适温、 高温等，分别测量植物在不同温度下 的光合作用速率。

返回
光合作用的过程
光能
H2O
光解 吸收
色素分子
O2 [H] 酶
供能
2C3
还
固
CO2
多种酶 定 C5
酶
ATP
酶
原
（CH2O）
ADP+Pi
光反应阶段
暗反应阶段
水的光解：H2O 光解 2[H]+1/2 O2
酶
CO2的固定: CO2+C5 2C3
光合磷酸化：ADP+Pi＋能量 酶
ATP
C3化合物还原：2 C3
光系统（PSII）
PSII的颗粒大，直径约17.5 nm，主要分布在类囊体膜的叠合部分。
➢ 晶体结构中的PSII为一个二聚体，二聚体的两个 单体呈准二次旋转对称。PSII单体具有36个跨膜α螺旋，其中D1和D2各5个，CP43和CP47各6个， Cytb559的α亚基和β亚基各自形成一个跨膜α-螺旋。 D1和D2蛋白与Cytb559的α和β亚基一起组成PSII 反应中心，是进行原初电荷分离和电子传递反应 的机构，CP47和CP43的主要功能是接受LHCII的 激发能量并传递到反应中心。
是否需光 需光 不一定，但受光促进 不一定，但受光促进
不同层次和时间上的光合作用
第二节 原初反应
➢ 原初反应 是指从光合色素分子被光激发，到引起 第一个光化学反应为止的过程。 ➢ 它包括： 光物理－光能的吸收、传递
光化学－有电子得失
原初反应特点 1) 速度非常快，10－12s∽10－9s内完成； 2) 与温度无关，(77K，液氮温度)(2K，液氦温度)； 3) 量子效率接近1
表1 光合作用中各种能量转变情况
•
能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能

比例：叶绿素a与b的比例是3∶1但不是恒定的。 化学式：
化学组成 ：叶绿素是复杂的有机化合物，是二羧酸
酯类物质（叶绿素酯）一个羧基为甲醇酯化，一个羧 基为叶绿醇酯化。
化学式： 叶a结构特征
（1）理化性质： a、溶解性：叶绿素a、b都不溶于水，但能 溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂；
B、皂化反应：与碱能发生皂化反应生成叶 绿素盐溶于水。 C、发生取代反应：能被H+、Cu+2取代反 应生成去镁叶绿素和铜代叶绿素。

参P60图3-2
3）基粒：光合色素集中之地，光能转变为化学能的 场，由闭合囊状体组成，称类囊体。 4）类囊体：构成叶绿体的片层系统中闭合囊状物， 内为水溶液。 基粒类囊体： 间质类囊体： 不同植物或同一植物的不同部位的叶绿体内的基 粒类囊体数目不同。 凡光合细胞都有类囊体。 5）嗜锇滴：叶绿体间质中的容易与锇酸结合的颗粒。 其主要成分为亲酯性醌类物质。生理功能是贮藏脂 类物质。
（3）矿质元素缺乏：主要是氮、镁、铁、锰、铜、
锌；
5.几种现象：

黄化现象（etiolation）：早春寒潮过后水道秧苗 变白现象
6.叶绿素的开发利用：牙膏、美容、药用等
本节课结束
复习上节课内容：
1、叶绿素分子的结构有什么特征？ 2、叶绿素分子的有哪些理化性质？ 3、叶绿素对光谱的吸收有什么特征？ 4、什么是荧光现象与磷光现象？ 5、为什么树叶一般都为绿色？为什么叶片衰老 时会呈黄色？
（2）反应中心（reaction centre pigment）：
将光能转化为化学能的膜复合蛋白，其中包含
少数特殊状态的具有光化学活性的叶绿素a分
子、脱镁叶绿素和醌等电子受体分子。