光合作用碳反应ppt课件

.,1,第二章：維持生命現象的能量,第一節光合作用,.,2,生物體能量的來源,1.自營生物-光合細菌、綠色植物可利用光能硝化細菌利用銨(NH4+)硫化細菌利用硫化氫(H2S)2.異營生物-動物、真菌、寄生細菌、寄生植物,植物及藻類每年將2000億噸的碳元素轉換為醣類，提供自身及異營生物使用。,.,3,英格曼的實驗,以水綿（一種綠藻）與好氧菌進行實驗,紅、藍光波部分聚集的好氧菌最多,.,4,光合色素的吸收光譜,植物吸收光能的構造,.,6,光系統（photosystem,PS）,1.定義：位於葉綠體中，由許多色素分子所構成，能吸收光能的構造。2.光系統=天線色素反應中心(1)天線色素-a.葉綠素類（葉綠素a、葉綠素b）b.類胡蘿蔔素類(胡蘿蔔素、葉黃素)(2)反應中心-為一對葉綠素a分子，能接受天線色素轉移過來的光能。,.,7,透過兩種光系統完成光反應,PS(P680)：葉綠素在680nm吸光度最大PS(P700)：葉綠素在700nm吸光度最大,光系統中的能量傳遞示意圖,.,8,基態電子吸收光能激態電子,光合作用光反應(在類囊體膜上進行),1.光系統吸收光能後葉綠素a釋出電子：2.光水解作用：2H2OO2+4H+4e-(遞補P680+)3.電子傳遞鏈：電子經過電子傳遞鏈，釋出的能量合成ATP及NADPH。（碳反應的能量及還原劑）,.,10,光反應電子轉移的過程,1.能量：光能天線色素葉綠素反應中心(P680/P700)放出電子(P680+/P700+)2.P680+能引起光水解以補充失去的電子，P700+失去的電子由電子傳遞鏈的電子補充。3.經過P700+激發後的電子用於合成NADPH。4.電子的轉移過程：水PS(P680)吸收光能電子傳遞鏈(合成ATP)PS(P700)吸收光能NADPH（用於暗反應）5.NADPH及ATP用在碳反應，做為還原劑及能量。,.,11,光合作用反應式,6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2,6C18O2+12H2OC6H1218O6+6H218O+6O2,利用基質中的酵素及光反應產生的ATP、NADPH進行CO2的同化作用，稱為卡爾文循環(三碳循環)（分三階段）1.固碳作用：6CO2+6五碳糖12三碳化合物2.還原反應：（消耗12ATP及12NADPH）12三碳化合物12三碳糖(3-磷酸甘油醛)三碳糖中有2個用於形成六碳糖3.五碳糖再生：（消耗6ATP）三碳糖中有10個用於再生五碳糖,光合作用碳反應（在基質中進行）,碳反應卡爾文循環,光合作用產物的去向,三碳糖1.葉綠體基質中：合成澱粉2.細胞質中：合成蔗糖（葡萄糖果糖）,.,15,C3、C4、CAM植物,C3植物-固定CO2後形成3C化合物如：水稻、小麥、燕麥、大豆、長春花C4植物-固定CO2後形成4C化合物如：甘蔗、玉米CAM(景天科酸代謝)植物-夜間氣孔打開固定CO2如：仙人掌、鳳梨,C4植物-卡爾文循環在維管束鞘細胞進行,1.生長在較高溫、缺水的乾旱地區，氣孔開孔小，造成二氧化碳濃度低。2.C4植物以維管束鞘細胞維持CO2的濃度，在高溫下光合作用速率較C3植物高。,第一階段固碳-葉肉細胞第二階段固碳-維管束鞘細胞,C4植物-在維管束鞘細胞進行四碳循環,1.葉肉細胞進行固碳作用後形成4C化合物。2.4C化合物送到維管束鞘細胞後形成另一種4C化合物，再釋出CO2進行卡爾文循環。,CAM植物-第一階段固碳作用在夜間進行,1.生長在極端缺水的地區，具針狀葉及肉質莖。2.白天氣孔關閉，夜間才行固碳作用。光合作用速率只有C3植物的1/23.夜間固定CO2後形成4C化合物，儲存在液泡內，白天才釋出CO2，進行卡爾文循環。,第一階段固碳-晚上形成4C化合物第二階段固碳-白天4C化合物釋出CO2,.,19,探討活動-光合色素的層析分離,1.以有機溶劑(丙酮與石油醚)作為展開液，將光合色素在長形濾紙上分離。2.將烘乾的葉片搗碎，加入90%丙酮研磨，萃取出葉綠素，以毛細管吸取，滴在長形濾紙一端，以吹風機吹乾。3.將濾紙放入盛有展開液的量筒內。(展開液高度不超過1.5cm)4.待展開液上升到上端5cm處，取出濾紙，以鉛筆在展開液上升位置及各種色素上升位置作記號。,.,20,探討活動-光合色素的層析分離,1.各種光合色素於展開液中的溶解度不同，溶解度較高的色素流動相(展開液)在濾紙上的移動速度較快2.測量濾液原點處到各色素的上升距離（A），以及原濾液點線到展開液的上升距離（B），並計算A/B值，此比值即稱為Rf值(一種有機物質以同樣的層析分析法分離時，必有其特定的Rf值)。,.,21,探討活動-光反應的還原作用,1.利用DCPIP顏色變化之性質，檢驗光合作用時，是否有電子的釋出2.以氧化型DCPIP(藍色)為電子接受劑。3.將含有葉綠體的菠菜汁倒入0.5M蔗糖液，維持其滲透壓，使分離的葉綠體維持活性。,希爾反應(HillReaction),探討活動-光反應的還原作用,1.A、B、C、D試管中，分別加入0.5M蔗糖溶液3mL及DCPIP溶液0.5mL。2.A及C試管中再加葉綠體溶液1m