光合作用及光合色素.ppt

1、植物所需氮素的来源是？2、氨的同化方式是？主要参与酶？3、生物固氮4、合理施肥的指标5、发挥肥效的措施6、缺素诊断的注意事项,温故而知新,第一节光合作用的概念及意义,1.什么是光合作用？绿色植物吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧的过程。2.光合作用的重要意义：地球上最重要的化学反应。（1）把无机物变成有机物；每秒钟地球上同化碳素超过6000吨，约40%由浮游植物同化，60%由陆生植物同化。食物、化工原料、药材等。（2）蓄积太阳的能量；每年固定7.11018KJ，是地球上的主要能源。（3）维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。如果不释放氧气，地球上的氧3000年就会用完，同时形成臭氧，防紫外辐射。,第四章光合作用,第二节叶绿体及叶绿体色素,绿色叶片是光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的重要细胞器；离体叶绿体光合速率可达完整叶片的80-90%；证明：叶绿体是光合作用的完整单位。,一、叶绿体的结构和成分,目前采用细胞匀浆法和分级离心技术将各种细胞器分开进行分析。（一）叶绿体的形态及结构1.外观：扁平椭圆形，直径3-7um，厚2-3um。一个细胞中含有10100个叶绿体，有利于表面积的扩大，扩大吸收利用光能和二氧化碳。,2.结构：被膜两层选择透性膜；基质膜以内的基础物质，高度流动性，含有酶等代谢活跃成分，并有淀粉粒和质体颗粒；类囊体垛叠成基粒，又分为基粒类囊体和基质类囊体，是光反应的场所。3、基粒是高等植物光合细胞特有的膜结构。4.类囊体垛叠的生理意义：（1）有效收集光能，加速光反应；（2）酶的有序排列，有利于代谢的顺利进行。,（二）叶绿体的化学成分1.水分：约占鲜重的75-80%2.蛋白质：叶绿体的结构基础，占干重的30-50%，作为酶催化各类反应。3.脂类：膜成分，占干重的20%左右4.色素：光合色素，占干重的8%5.其他：糖类、氨基酸、核酸和无机元素等。,二、叶绿体色素,（一）色素种类：分为叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素。1.叶绿素类:在高等植物中主要含有叶绿素a和叶绿素b。（1）物理性质：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；颜色：叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。（2）化学性质：亲水性和亲脂性。可置换保色。分子式：,2.类胡萝卜素：包括胡萝卜素和叶黄素。（1）物理性质溶解性：不溶于水，但能溶于有机溶剂；颜色：胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。（2）结构特征：不饱和碳氢化合物；有三种同分异构体。（3）功能收集光能；防护光照伤害叶绿素。,3.藻胆素：红藻和蓝、绿藻类进行光合作用的主要色素。分为藻红素和藻蓝素。常与藻类中的蛋白质结合为藻胆蛋白。结合紧密只有用强酸煮沸才能分开。,（二）色素在叶绿体内的排列,两种不同看法：1.叶绿体的片层是由含水蛋白质层和脂类层相间排列而成。色素头尾分别插入其中。2.叶绿体片层是脂类双层膜，球形蛋白镶嵌在脂类双层膜之内，直达膜的里外，叶绿素分子整个排列在蛋白质中。,（三）色素的光学特性,1、吸收光谱太阳光的连续光谱：叶绿素的吸收光谱：（1）有两个最强区：640nm-660nm的红光部分和430-450nm的蓝紫光部分；（2）对绿光吸收最少。,（3）叶绿素a、b吸收光谱比较：叶绿素a在红光部分吸收带宽些，在蓝紫光部分窄些，叶绿素b相反；叶绿素a在红光部分吸收带偏向长波，在蓝紫光部分吸收带偏向短光波。（4）胡萝卜素与叶黄素的吸收光谱：最大吸收在蓝紫光部分，不吸收红光（5）藻胆素的吸收光谱：主要吸收绿光、橙光,2、荧光现象与磷光现象（1）荧光现象：叶绿素的乙醇溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色（叶绿素a为血红光，叶绿素b为棕红光）的现象。（2）磷光现象：（3）荧光磷光的寿命：荧光寿命很短为10-810-9S；磷光较长为10-2S。（4）叶绿素荧光现象和磷光现象的意义：思考：荧光与磷光有何区别？,四、叶绿素的形成,（一）形成过程：第一阶段是合成无色的原叶绿素；第二阶段是无色的原叶绿素在光下被还原为绿色的叶绿素。,（二）影响叶绿素形成的因素：（1）光照：为其主要影响因素（2）温度：通过影响酶活力而影响；（3）矿质元素缺乏：主要是氮、镁、铁、锰、铜、锌（4）几种现象：黄化现象；栽培过密，下部叶色发黄现象；早春寒潮过后水道秧苗变白现象;夏季蔬菜容易变黄现象。,（三）植物的叶色1.叶色是植物叶子各种色素的综合表现。主要为叶绿素和类胡萝卜素两类色素的比例。2.正常叶片中主要色素的比例叶绿素/类胡