光合作用与生物固氮

1、co2+h2o （ch2o）+o2 光能光能 叶绿体叶绿体一、光合作用的细胞器一、光合作用的细胞器叶绿体叶绿体高等植物的叶绿体多呈扁平的椭圆形扁平的椭圆形,直径约36,厚约23. 阴叶大于阳叶。20200个叶绿体/细胞叶绿体在不同光强下的运动：低光下扁平面向光排列，高光强下窄面向光，作避光性排列。 弱光弱光强光强光第一节 光合作用电子显微镜下的叶绿体超微结构典型的叶绿体:40-60grana/chloroplast, 10-100 thylakoids/grana,受植物种类,年龄与环境条件的影响。 1、叶绿体结构和发育第一节 光合作用第一节 光合作用类囊体膜上光合作用复合体分布示意图第一节

2、光合作用第一节 光合作用第一节 光合作用光光暗光光原质体原质体前质体前质体第一节 光合作用光合色素光合色素(三大类三大类)叶绿素类叶绿素类(chlorophylls), chla,chlb, chlc,chld,chle和细菌叶绿素a,b等类胡萝卜素类类胡萝卜素类(carotenoids) ,胡萝卜素(carotene) 叶黄素(xanthophyll)藻胆素藻胆素:藻蓝素藻蓝素(phycocyanobilin) 藻红素藻红素 (phycoerythrobilin)。第一节 光合作用叶绿素空间叶绿素空间结构示意图结构示意图第一节 光合作用ab400 500 600 700 waverlengt

3、h(nm)relative absorbtancechl吸收光区吸收光区, 红光区红光区(640-660 nm), 蓝紫光区蓝紫光区(410-470nm)。第一节 光合作用 waverlength(nm)relative absorbtance第一节 光合作用第一节 光合作用第一节 光合作用第一节 光合作用第一节 光合作用chhvq 10hvhc 第一节 光合作用光子能量：光合色素能级差：第二单线态第二单线态(e2)第一单线态第一单线态(e1)基态（基态（e0）h h 三线态三线态吸收兰紫光吸收兰紫光吸收红光吸收红光发射荧光发射荧光发射磷光发射磷光叶绿素电子云能级及激发和发射光示意图叶绿素电子

4、云能级及激发和发射光示意图激发能的传递激发能的传递或光化学反应或光化学反应第一节 光合作用pdah h 光合单位pda作用中心色素（用中心色素（p），原初电），原初电子供体（子供体（d）和原初电子受体（）和原初电子受体（a）外外围围为为天天线线色色素素第一节 光合作用b、光能传递：第一节 光合作用第一节 光合作用h 第一节 光合作用第一节 光合作用 h dpa dp*a dp+a d+papdah h 光合单位pda用中心色素（用中心色素（p），原初电子），原初电子供体（供体（d）和原初电子受体（）和原初电子受体（a）外外围围为为天天线线色色素素第一节 光合作用第一节 光合作用第一节 光合作用

5、psi的结构模型第一节 光合作用psi作用中心复合体电子载体的排列图第一节 光合作用psii作用中心的结构模型第一节 光合作用第一节 光合作用p700-1.2-0.8-0.4-0.00.40.81.2mnh2oo2 +h+zp680p680phqaqbpqfe-s cytfpc*p700*a0a1fxfbfafdfnrnadp光合电子传递光合电子传递z字方案图字方案图h h 第一节 光合作用第一节 光合作用2h2o+4fe3+光4fe2+ +2h+o2类囊体类囊体第一节 光合作用闪光放氧动力学第一节 光合作用第3,7,11,15隔隔4次次闪光出现一放氧高峰高峰。s0s2s1s3s4p680hv

6、e-e-e-e-e-1min1min第一节 光合作用放氧复合体中锰串的结构. 锰串中有4个锰（mn)原子与psii d1蛋白的氨基酸残基及氧、氯相连接,本模型不包括钙。第一节 光合作用第一节 光合作用第一节 光合作用atp合成旋转催化模式图 当质子流过时，当质子流过时，atpatp合酶的合酶的亚基亚基寡聚体寡聚体与与 和和 亚基一起旋转，这亚基一起旋转，这种旋转导致种旋转导致 / / 间和间和 亚基亚基间的不对称互作，打开催间的不对称互作，打开催化功能开关。化功能开关。第一节 光合作用22e-第一节 光合作用第一节 光合作用device when calvin researched for c

7、o2 fixationhot alcohol第一节 光合作用h2cop c=o hcoh hcohh2coprubp+co2rubpcasemg2+, h2o cooh hcoh +h2cop cooh hcoh h2cop2 3-pga核酮糖核酮糖1,5-二磷酸二磷酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸第一节 光合作用rubpcase结构图。高等植物叶绿体中的rubpcase由8个大亚基和8个小亚基组成。红色为4个小亚基，另4个在对面看不到，绿和兰色的分别为 8个大亚基。第一节 光合作用 cooh hcoh h2cop coop hcoh h2cop hco hcoh h2coppga kinaseat

8、p adpgap dehydrogenasenadph nadp3-pga1,3-pga3-gappic. rubp 再生再生第一节 光合作用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcohh2cop c=o hcoh hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph12345第一节 光合作用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcohh2coh c=o hoch hcohh2cop hcohh2cop c=o hcoh hcohh2copcooh h

9、cohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph123456pi第一节 光合作用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcoh hco hcohh2cop hcohh2coh c=o hoch hcohh2cop hcohh2cop c=o hcoh hcohh2coph2coh c=ohoch hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph123456pi7第一节 光合作

10、用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcoh hco hcohh2cop hcoh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2coph2coh c=o hoch hcohh2cop hcohh2cop c=o hcoh hcohh2coph2coh c=ohoch hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph1234568pi7第一节 光合作用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcoh hco hcohh2cop hcoh

11、 c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2coph2coh c=o hoch hcohh2cop hcoh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2cohh2cop c=o hcoh hcohh2coph2coh c=ohoch hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph12345689pipi7第一节 光合作用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcoh hco hcohh2cop hcoh c=o hoch hc

12、oh hcohh2cop hcohh2cop hco hcoh hcoh hcohh2coph2coh c=o hoch hcohh2cop hcoh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2cohh2cop c=o hcoh hcohh2coph2coh c=ohoch hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph1234568910pipi7第一节 光合作用h2cop c=o hoch hcohh2cop hcoh hco hcohh2cop hc

13、oh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2cop hco hcoh hcoh hcohh2coph2coh c=o hoch hcohh2cop hcoh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2cohh2cop c=o hcoh hcohh2coph2coh c=o hcoh hcohh2coph2coh c=ohoch hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp atpnadp nadph12345689121110pipi7第一节 光合作用h2co

14、p c=o hoch hcohh2cop hcoh hco hcohh2cop hcoh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2cop hco hcoh hcoh hcohh2coph2coh c=o hoch hcohh2cop hcoh c=o hoch hcoh hcohh2cop hcohh2cohh2cop c=o hcoh hcohh2coph2coh c=o hcoh hcohh2coph2coh c=ohoch hcohh2copcooh hcohh2copcoop hcohh2cophco hcohh2coph2coh c=oh2copco2adp at

15、patpadpnadp nadph1234568912111310pipi7淀粉第一节 光合作用第一节 光合作用高梁甘蔗 粟( 谷子,小米)苋菜玉米第一节 光合作用chc-o- p + hcocoopepcasemgcoohchc=ocooh+ pi322+pep oaa第一节 光合作用c3 小麦维管束鞘细胞无叶绿体c4 玉米维管束鞘细胞有叶绿体维管束鞘细胞第一节 光合作用pepco2hco3-oaaoaamalnadph nadppyrpyrppdkmalnadpnadphco2rubp3pgac3途径途径atp ampatp 2adp叶肉细胞维管束鞘细胞pipepcb、co2 转移和pep

16、的再生第一节 光合作用第一节 光合作用红司静夜第一节 光合作用pepoaamalco2malfbpg6p淀粉淀粉co2pyrc3途径途径液泡叶绿体cam植物白天()和晚上()的光合途径第一节 光合作用第一节 光合作用 三、三、光合作用与环境条件光合作用与环境条件第一节 光合作用-10-5051015202530354005001000150020002500c4c3shade plant(c3)pn (molm-2s-1)ppf(molm-2s-1)photoinhibition第一节 光合作用光抑制：光合作用的光抑制现象表现为光抑制：光合作用的光抑制现象表现为强光下光合速率降低。强光下光合速

17、率降低。（3）光质：光质：红光光合效率最高,蓝紫光 次之,绿光最差。农业生产如何利用光强和光质？第一节 光合作用第一节 光合作用c4c3pn (molm-2s-1)co2 (l l-1) c3植物高于c4植物 ，怎样进行co2施肥？. 第一节 光合作用第一节 光合作用-20-10010203040500204060pn,rd (molm-2s-1)temperature ()total photosynthetic ratepnrespiration rate第一节 光合作用第一节 光合作用0510152025303540510152025c4c3ppf 1000, pn (molm-2s-1

18、)time of day (h)第一节 光合作用第一节 光合作用固 氮4108t/y,化肥8 107t/ya、固氮真菌与地衣共生、固氮蓝细菌与苔藓 类共生。 b、与根(豆科)共生的细菌和其他微生物根瘤菌。已知约3000种豆科植物有固氮能力。其中90%含有根瘤。第二节 生物固氮第二节 生物固氮第二节 生物固氮大豆根瘤豌豆根瘤第二节 生物固氮（1）植物根系释放根瘤菌基因表达的激发子（2）细菌释放结瘤因子（3）植物根系产生离子流，表达结节蛋白，根瘤菌浸染，并开始根瘤形态发生。第二节 生物固氮根瘤的形成过程示意图（苜蓿）a、根毛弯曲，形成感染线、根毛弯曲，形成感染线b、无限型根瘤形态发生、无限型根瘤形态发生i.感染线进入内皮层。 ii.内皮层细胞分裂。 iii.永久性分生组织形成。.由远轴端到近轴端依次形成伸长节、感染细胞和衰老细胞。 .(1)根瘤分生组织形成层; (2)感染线生长和细胞穿透区； (3)浸入细胞扩大区； (4)含成熟的根瘤菌组织； (5)含衰老的根瘤菌组织； (6)外皮层； (7)根瘤内表皮； (8)内皮层； (9)根瘤维管束； (10)根表皮；