植物生理学-光合作用的概念和意义知识点

1、光合作用的概念和意义名词解释温室效应：透过太阳短波辐射，返回地球长波辐射，地球散失能量减少，地球变暧光合膜:光合作用中光能吸收和电子传递过程都是在类囊体的膜片层上进行，因此类囊体膜也称为光合膜荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象，荧光寿命很短。是 由于Chi分子吸收光能后，重新以光的形式释放所产生的。磷光现象：在暗处叶绿素会发岀弱光，磷光的寿命为10105秒原初反应：包括光能的吸收，传递和光化学反应；在类囊体膜上进行（光一电）电子传递和光和磷酸化：光能经电能转化为化学能，在类囊体膜上进行碳同化：C02固左于还原，在间质进行集光色素（天线色素）：吸收和传递光能，不进行光

2、化学反应的光合色素，大部分Chi a 中心色素：少数特殊状态的Chi a,吸收集光色素传递而来的激发能后，发生光化学反应引 起电荷分离的光合色素光合单位：指在光饱和条件下吸收、传递和转化一个光量子到作用中心所需要协同作用的色 素分子诱导共振：是指当某一特定的分子吸收能量达到激发态，在重新回到基态时，使另一分子变 为激发态光化学反应：指中心色素分子受光激发引起的氧化还原反应。作用中心包括原初电子供体、原初电子受体、和作用中心色素组成量子产额：每吸收一个光疑子所同化的C02分子数（或释放的氧分子数）红降现象：小球藻能大量吸收波长690nm的长波红光，但光合作用的效率很低的现象双光增益效益（爱默生）

3、:红降岀现，如果加入辅助的短波红光（650nm）则光合效率大增,并且比这两种波长单独照射的总和还要高的现象光合链：光合链是类囊体膜上由两个光系统和若干电子传递体，按一爼的氧化还原电位依次排列而成的电子传递系统PQ质体酿（质酿）：担负着传递氢H+和e-的任务PC质蓝素（质体菁）：含铜蛋白质，PSI的远处电子供体Fd铁氧还蛋白：把电子传给FNR后还原NADP为NADPH.或把电子传给Cytb6进行环式光合 电子传递。此外，Fd还在亚硝酸还原，酶活化等方而具有多种功能。PQ穿梭：在光合电子传递过程中PQ使间质间H+不断转入类囊体腔，导致间质pH上升，形 成跨膜的质子梯度光合电子传递途径：绿色植物光下

4、催化ADP形成ATP的过程称为光合磷酸化水光解与氧释放（希尔反应）：离体叶绿体（类囊体）加到有适宜氢受体A的水溶液中，照 光后立即有02放出，并使氢受体A还原PSP光合磷酸化：光下叶绿体在光合电子传递的同时，使ADP和Pi形成ATP的过程质子动力势：ATP形成的动力同化力：光合作用前两阶段结束形成活跃的化学能ATP和NADPH合称为同化力C3途径：指光合作用中C02固龙后的最初产物是三碳化合物的C02同化途径C4途径：固定C02后的出产物是0AA （四碳二拨酸），固称该途径为C4途径光呼吸：髙等植物的绿色细胞在光下吸收02放岀C02的过程（底物：乙醇酸）光合速率（强度）：每小时每平方分米叶而积

5、吸收C02的量或氧气量来表示光合能力：指在饱和光强、正常C02和02浓度、最适温度和高RH条件下的光合速率光饱和点LSP：净光合速率达到最大时的光强光补偿点LCP：净光合速率等于零时的光强光抑制：强光下光合速率降低，过剩光对光系统的破坏，以及产生的活性氧对光合膜的损伤C02饱和点：在一泄范用内，光合速率随C02浓度而增加，当C02浓度达到一左数值，光合 速率不再增加，这时环境的C02浓度称为C02饱和点C02补偿点：净光合速率等于零时的环境C02浓度瓦布格效应:02对光合作用产生抑制作用的现象限制因子定律：当集中因素同时影响光合作用时，光合速率往往受最低因子所制约光能利用率：单位时间、单位上地

6、而积上作物光合产物中贮存的能量占同时同而积上接受太 阳辐射能的百分数量子需要量：光合作用中每同化一分子C02所需的光量子数 量子效率：每吸收一个光量子所能同化的C02的分子数主动吸水：光合作用：绿色植物在光下，把二氧化碳和水同辉成有机物并放出氧气的过程激发态：经过电子重新排列的分子状态光系统：是进行光吸收的功能单位，是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物非环式光合电子传递：z字形方案中最主要的电子传递途径，通常占电子传递的70弔以上环式光合电子传递式：只有在PSI受激发而PSII为受激发时发生假环式光合电子传递：与非环式相似，但H20分解而来的电子不是被NADP+接收，而是传给分子态氧

7、形成超氧自由基0二 后经一系列反应再形成H20光合作用 Photosynthesis反应中心色素 Reaction center pigments 集光色素 Light harvesting pigments(Antenna pigments)光合链 Photosynthetic chainPQ 穿梭 PQ shutter光合磷酸化 Photophosphorylation同化力 Assimilatory power光呼吸 Photorespiration量子效率 Quantum efficiency量子需要虽:Quantum requirement二氧化碳补偿点C02 compensatio

8、n二氧化碳饱和点 C02 saturation points光饱和点 Light compensation光合作用途径 Photosynthetic pathway光化学反应 Photochemical reaction 光系统 Photosystem质体醍 Plastoquinone质蓝素 Plastocyanin铁氧还原蛋白Ferredoxin光抑制 Photoinhibition二磷酸核酮糖按化酚Rubisco光补偿点 Light saturation points温室效Greenhouse effects叶绿体 Chloroplast非环式、环式、假环式电子传递链Mmcyclic, c

9、yclic and pseudo-electron transports荧光 Fluorescence磷光 phosphorescence诱导共振 Inductive resonance二氧化碳同化 Carbon dioxide assimilation太阳能利用率 Solar energ5r utilization红降 Red drop爱默生效应 Emerson enhancement effect希尔反应Hill reaction放氧复合体 Oxygen evolving complex景天酸代谢 Cressulacean acid metabolism按化作用 Carboxylation

10、二竣酸 Dicarboxylic acid叶肉细胞 Mesophyll cell膜 Envelope类囊体Thylakoid基质Stroma类胡萝卜素Carotenoid叶黄素 Xanthophyll接受体Accepter供体Donor激发态 Excited state细胞色素复合体Cytochrome complexATP 合酶 ATP synthase糖蛋白 Glucoprotein11 卜口林 Porpyrin叶绿醇Phytol过氧化物酶体Peroxisome线粒体 Mitochondrion乙醇酸 Glycolic acid知识点一. 影响叶绿素生物合成的因素2光：原叶绿素酸酯一叶绿素

11、酸酯，叶绿体发冇，缺光黄化 2温度：约2-40C,最适为30Co喜温植物10C3. 矿质营养：缺N、Mg、Fe、Mn Zn、Cu时出现缺绿病4. 氧气：缺02时引起血2+原吓咻IX及（或）軀2+原吓咻甲酯积累，而不能合成叶绿素5. 缺水时，Chi形成受阻，易受破坏二. C3和C4植物的区别1. C3植物：维管朿鞘不发达，维管朿鞘细胞内无叶绿体，维管束鞘有两层细胞，外层为薄 壁，内层为厚壁细胞2. C4植物：起源于热带，维管朿鞘一层细胞，具有花环式结构，有丰富叶绿体。叶肉细胞 的叶绿体内不含RuBP竣化酶，有PEP拨化酶；而维管束鞘细胞的叶绿体内则含有催化C3 途径的全部酶系，和C4脱竣反应的一

12、些酶三. C4植物光合效率高于C3原因1. C4植物中的PEPCase对HC03-的亲和力很强，有把外界低浓度C02浓缩到维管束鞘细胞中 的作用，更低浓度的C02就能发生2. C4植物固圧一分子C02为磷酸丙糖消耗5分子ATP, C3消耗3个四.CAM植物C02固定途径五C4植物C02转化途径1.NADP-苹果酸酶类型2. NAD-苹果酸酶类型叶肉细胞维管束角细胞3. PEP-竣基閒类型叶肉细胞维管束梢细胞六.光呼吸的生理功能1防止高光强对光合器的破坏：同化力的过剩易引发超氧自由基，或单线态氧对光合器官有很强的氧化破坏作用2. 防lh 02对光合碳同化的抑制作用：维持RuBP拨化酶活化状态3.

13、 消除乙醇酸毒害和补充部分氨基酸：甘氨酸和丝氨酸七.光呼吸的抑制1. 提高C02浓度：温室大棚用干冰，田间增施有机肥、深施NH4HCO32. 应用光呼吸抑制剂：如 -疑基磺酸盐3. 筛选低光呼吸品种4. 提髙二磷酸核酮糖竣化酶特性A.彩响光合速率的内部因子（笔记）九.影响光合速率的环境因子1. 光：光饱和点光补偿点光抑制 光是能量的来源 影响叶绿体发冇和叶绿素合成 影响调节光合碳循环的某些酶活性 强光导致光抑制 不同植物的光饱和点和光补偿点不同，C4光饱和点大 光质，不同波长光对光合速率的影响，红光光合效率最髙，蓝紫光次之，绿光最差2. C02：光合作用的原料不同植物的饱和点和补偿点不同，C4

14、小于C33. 温度：C4最适35-45 C3最适25-30 高温破坏叶绿体和细胞质的结构 高温失水过多，使气孔关闭或开度减小 呼吸最适温高于光合的，因此温度升高呼吸速率增加大于光合增加4. 水：水分亏缺光合下降，幼叶光合降低受缺水影响更大 气孔因子：光合速率的下降与气孔导度和胞间CO2浓度分别呈线性正相关 缺水影响叶绿体的生理活性 缺水影响叶而积的大小5. 氧气：对光合作用产生抑制作用，这种现象称为瓦布格效应6. 矿质营养 光合器官的组成成分 参与酶活性的调节 参与光合磷酸化 参与光合碳循环与产物运转 钾离子能调节气孔开闭十.C3植物午睡的原因1. 中午C02浓度过低引起2. 中午温度过高，引

15、起暗呼吸和光呼吸上升3. 中午相对湿度过低导致叶片失水过多,气孔关闭影响C02进入4. 光合产物的积累对光合作用的反馈抑制5. 光抑制引起作用中心活性降低6光合碳同化有关酶活性降低7. 内生节律的调节。十一.植物光能利用率低的原因漏光损失叶片反射及透射损失光饱和现象的存在十二.为什么二磷酸核酮糖拔化酶是光合作用的关键酶它在光合作用中卡尔文循环里催化第一个主要的碳固立反应，将大气中游离的二氧化碳 转化为生物体内储能分子。二磷酸核酮糖竣化酶/加氧酶可以催化1, 5-二磷酸核酮糖与二氧化碳的竣化反应或与 氧气的氧化反应，它的活性也由光照影响，在暗处，rubisco的活性受到抑制，这也是为什 么在黑暗

16、时，碳反应难以进行的原因。它所催化的反应是无机态的碳进入生物圈的主要途径1 叶绿体结构其他外被膜被膜 内被膜膜-一光合色素、光合链一原初反应、电子传递和光合磷酸化叶绿体类囊体 腔-一光合放氧间质一光合碳循环酶-一C02固左-一DNA、RNA核糖体部分遗传自主2光子的能疑与波长成反比，蓝紫光能量比红光髙，叶绿素发射红色荧光，能量最低3. 叶绿素的生物合成:谷氨酸或。-酮戊二酸一Mg-原吓咻一原叶绿素酸酯一经光照还 原为叶绿酸酯一叶緑素a -叶绿素b4. 叶绿素分解：在Chi酶下变为叶绿素酸酯，再成为去Mg叶绿素酸酯，再逐步氧化分解5. 每个光合单位由250-300个叶绿素和其它集光色素分子构成的6叶绿素传递给中心色素效率为100%,类胡萝卜素为20-50%7. ATP合成酶结构-ADP合 位点P一催化位点 ATP形成Y协同催化ATP形成6连梭C片和5r.耐 ATPSJ 活性，防止质于statorV2/ rotor7l-II图3旋转催化模式图 当质严流过时，ATPA廉的 亚星川寡聚体与询丫亚族起旋转.这种族转导致a/卩 间利丫亚墓间的不对称互作.打开催化功能开关。a3H-8. 光合作用指标可用光合速率表示: