第三章 光合作用.ppt课件

1、第三章光协作用第四章植物的光协作用生物自养生物：利用外界的无机物作为原料合成有机物质。本人制造食物。包括植物和光合细菌。异养生物：从曾经存在的有机物中获得营养，从食物中获得能量。第一节光协作用概述一、定义及公式1定义：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。2公式：光光叶绿体叶绿体CO2 + H2OCH2O+ O2二、光协作用的意义宇宙大爆炸H2和He火山迸发太轻，逃逸到太空火山气体:CO2,N2,CH4,NH3,H2O,H2S米勒实验：CH4+H2+NH3+H2O电击氨基酸原始汤植物放出O2大气层：CO2,H2O,N21 环境维护：空气净化器，坚持CO2和O2的

2、平衡。植物减少，CO2添加，产生温室效应。二、光协作用的意义干旱沙漠化干旱沙漠化冰川融解冰川融解2把无机物变成有机物：是合成有机物的绿色工厂。3蓄积太阳能：能量转换站 利用率极低，如石油、煤碳。 秸秆等那么付之一炬，应还田或发酵成沼气。二、光协作用的意义三、光协作用的研讨历史实验一：实验一：1771年，英国科学家普利斯特利把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分 别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭 了，小白鼠很快也死去了。 他把两盆植物分别放 到两个密闭的玻璃罩里。他发现植物可以长 时间地活着，蜡烛没有熄灭，小鼠活动正常。 植物可以在光下净化“坏了的空气光协作用 1782年，瑞士人有化学分析的方法弄清

3、了光合的反响物是CO2和H2O，产物是糖和O2。但以为糖是CO2的简单聚合：实验二：实验二：实验三：实验三： 1905年，Blackman研讨光合效率与光强和温度的关系时，对光合过程能否不断需求光产生了疑问。也使人们对CO2的同化方式有了全新的认识。n(CO2)CCCC 1低光时，温度再高光低光时，温度再高光合效率也不添加。阐明光合效率也不添加。阐明光是必需的。是必需的。 2强光下，温度升高，强光下，温度升高，光合加快，阐明在高光强光合加快，阐明在高光强下，温度是光合的限制要下，温度是光合的限制要素，也阐明光协作用涉及素，也阐明光协作用涉及酶促反响暗反响；酶促反响暗反响； 3温度一样时，随光照

4、温度一样时，随光照加强，光合加快，特别是加强，光合加快，特别是在低温时，光照加强，光在低温时，光照加强，光合加快，阐明光协作用中合加快，阐明光协作用中存在与温度无关的反响，存在与温度无关的反响，也就是非酶促反响。光也就是非酶促反响。光反响反响实验四：实验四：温温 度度光合效率光合效率低光低光强光强光光合有两个反响阶段：光反响和暗反响光能吸收CO2同化 1937年，希尔用体外的叶绿体和水反响得到了O2，为光反响的研讨翻开了大门。实验五：实验五：4Fe3+2H2O4Fe2+4H+O2光叶绿体阐明叶绿体在光下可分解H2O，产生电子，产生复原才干，使物质复原，即光反响可产生电子将物质复原。？ 1951

5、年，发现体内物质NADP可被光协作用复原为NADPH。实验六：实验六：NADP+H2ONADPH+H+1/2O2光叶绿体 这是一个振奋人心的音讯，由于科学家们早知道，这是一个振奋人心的音讯，由于科学家们早知道，NADPH是生物体内的重要的复原剂。是生物体内的重要的复原剂。 1954年，发现ADP在光协作用下可构成ATP。实验七：实验七：ADP+PiATP光叶绿体 在光下叶绿体合成的在光下叶绿体合成的NADPH和和ATP，是，是用来同化用来同化CO2的。的。光协作用的总过程光协作用的总过程NADPHNADP+光光CO2糖类糖类光反响光反响暗反响暗反响:ATPADP+Pi第二节叶绿体及光合色素一、

6、叶绿体的构造1双层膜：内膜为选择性屏障。2基质：CO2同化；淀粉构成3基粒：由类囊体垛叠而成的绿色颗粒。一、叶绿体的构造3基粒类囊体：压扁了的囊状体基质类囊体：基质片层衔接两个基粒的类囊体。类囊体膜：光合膜四大颗粒PS、Cytb6-f复合体、 PS和ATP合成酶二、光合色素叶绿素和类胡萝卜素1叶绿素：Chlorophyll，Chla.分类Chla:蓝绿色，大部分用于捕光，少部分用于转化光能Chlb:黄绿色，全部用于捕光b.构造：四个吡咯环围绕镁构成卟啉环的头部，亲水，位于光合膜的外外表 还有一个叶绿醇构成的尾部，亲脂，插入光合膜内部见书61页 2 类胡萝卜素：二、光合色素a.分类胡萝卜素:橙黄

7、色叶黄素:黄色聚光作用，耗费多余光能b.构造：见书61页 思索一： 植物体内有绿色和黄色两种色素，为什么叶子是绿色的而不是黄色的？ 由于植物中Chl:类胡萝卜素3：1，Chl含量更高，绿色强于黄色，所以叶子是绿色的。 为什么秋天或植物受害时，叶子是黄色的而不是绿色的？思索二： 由于衰老和受害时，Chl更为敏感，首先受损，绿色消逝，呈现出黄色。1光本身的特性：波粒二相性E L/，即波长越小，能量越大蓝光能量大，红光能量小从太阳辐射到地球的光波长范围为：300-2600nm植物光合能吸收的光波长范围为：400-700nm三、光合色素的光学特性对光的反响2 光合色素的吸收光谱三、光合色素的光学特性两

8、个吸收峰430-450nm蓝紫光区640-660nm红光区延续双峰400-500nm叶绿素是绿叶绿素是绿色？色？类胡萝卜素类胡萝卜素是黄色？是黄色？3荧光景象和磷光景象叶绿素吸光后光能的去向：三、光合色素的光学特性热能光能散失：荧光、磷光光能电能化学能贮藏三、光合色素的光学特性3荧光景象和磷光景象从第一单线态以红光的方式回到基态所发出的光第一从第一三单线态回到基态所发出的光第三节光协作用的机制分三步原初反响电子传送与光合磷酸化ATP和NADPHCO2的同化光反响暗反响光能电能电能不稳定化学能不稳定化学能稳定化学能一、原初反响1定义：指从光合色素分子被激发到引发第一个电子传送为止的过程。光能电能

9、2过程：吸收、传送、转换a.吸收：聚光色素天线色素没有光化学活性，只需搜集光能的作用。包括大部分Chla、全部Chlb和全部类胡萝卜素一、原初反响2过程:b.传送：方式是诱导共振方向从高能向低能，从短波色素向长波色素。类胡萝卜素ChlbChla一、原初反响2过程:c.转换：反响中心色素具有光化学活性，既是光能的捕捉器，又是光能的转换器。由少数特殊形状的Chla组成。 反响中心：反响中心：D-原初电子供体原初电子供体P反响中心色素反响中心色素A原初电子受体原初电子受体 DPADP*ADP+A-D+PA-光光ee光能电能？1两个光系统：二、电子传送与光合磷酸化 人物：爱默生 事件：测定不同波长光的

10、光合效率实验 结果：1 大于685nm的远红光照射，光合速率下降。红降 2远红光与650nm的红光同时照射，光合速率添加，大于两者单独照射的和。双光增益效应爱默生效应 A.PS：反响中心色素P680、聚光复合体和放氧复合体 B.PS:反响中心色素P700、聚光复合体和电子受体二、电子传送与光合磷酸化1两个光系统：光合电子传送链：光合链是指在类囊体膜上，由PS，PS和其它电子传送体相互衔接，所构成的电子传送体系。二、电子传送与光合磷酸化2电子传送和质子传送：电能转化为不稳定的化学能1PS的电子传送二、电子传送与光合磷酸化2电子传送和质子传送H2OMn聚合体Z(Tyr)2eP680光P680OEC

11、放氧复合体Pheo(去镁叶绿素)原初反响QAQB 2PQ：质体醌，利用光能将PQ复原成PQH2，将H+(质子)带进囊内腔，2个e传送给Cytb6-f。特点：有亲脂性，能在膜内自在挪动，又称为PQ穿越。PQ + 2H+ PQH2二、电子传送与光合磷酸化2电子传送和质子传送2e3 Cytb6-f复合体Cytb6-f复合体包括三种电子传送体，Cytb6，Cytf，Fe-S蛋白。4PC：质体蓝素，含铜蛋白质。特点：可在类囊体腔一侧挪动，经过Cu的氧化复原传送电子。二、电子传送与光合磷酸化2电子传送和质子传送5PS的电子传送二、电子传送与光合磷酸化2电子传送和质子传送PCP700P700A0(叶绿素a分

12、子)原初反响光A1Fe-S蛋白Fd(铁氧复原蛋白)HNADPFpNADPH+5+32e 主要传送体二、电子传送与光合磷酸化2电子传送和质子传送H2O PSII PQ Cytb/f PC PSI Fd NADP+ P680P680锰串H2O221O激子激子PheoPQAPQBCytb6Fe-SCytfPQP700P700 A0 A1Fe-SxFe-SAFe-SB FpFADPCFdH+H+(从基质吸收)(释放到腔内)从基质汲取质子NADP+ NADPH质子释放在腔内e-*e-e-e-1.6-1.2-0.8+1.6+0.8+1.2+0.40-0.43光合磷酸化二、电子传送与光合磷酸化利用储存在跨类

13、囊体膜的质子梯度的光能把ADP和无机磷合成为ATP的过程。与电子传送相偶联。Peter Mitchell (1920 - 1992) 1光合磷酸化机理普遍被接受的是米切尔Mitchell的化学浸透学说。根据化学浸透学说，光合电子传送的作用是建立一个跨类囊体膜的质子动力势，在质子动力势的作用下，类囊体膜上的ATP合成酶合成ATP。根据化学浸透学说，光合磷酸化过程可分为两个阶段，一是质子动力势的建立，二是ATP的合成。The 1978 Nobel Prize laureate in Chemistry ADPPiATPPMF质子动力势ATP合成酶3光合磷酸化 2光合磷酸化的方式A.非环式光合磷酸化

14、：电子从H2O传送给NADP，这一开放通路式的传送过程。产物：NADPH、O2和ATPB.环式光合磷酸化： PSI的激发态电子经 Fd PQ Cytb6/f PC PSI的环式传送过程。产物：ATP作用：补充ATP的缺乏二、电子传送与光合磷酸化2光合磷酸化的方式C.假环式光合磷酸化：假环式电子传送的过程与非环式电子传送过程一样，独一的区别是电子的最终受体是O2，而不是NADP+产物： O2.超氧阴离子自在基、ATP和O2作用：当细胞中NADP+供应缺乏或光强过强时，接受多余电子，用SOD可去除。3光合磷酸化二、电子传送与光合磷酸化三、碳同化暗反响场所：叶绿体基质同化途径：C3途径卡尔文循环根本

15、途径，一切植物必经之路C4途径四碳二羧酸途径CO2固定的分支，C4植物特有CAM途径景天科酸代谢途径CO2固定的分支，CAM植物特有 C3途径途径C4途径途径CAM途径途径固定固定CO2CO2CO2糖糖1C3途径1研讨历史：Calvin指点的研讨小组给小球藻提供14CO2同位素示踪，光照不同时间后杀死细胞，察看14C在哪种化合物中，以确定CO2固定的最初产物。三、碳同化CO2被固定的最初产物是三碳化合物的途径。Melvin Calvin, (1911-2019) Nobel Laureate, chemistry, 1961 照光照光60秒：秒：14C分布于许多化合物中，有分布于许多化合物中，

16、有C3、C4，C5，C6，C7化合物。化合物。三、碳同化1C3途径 缩短到缩短到7秒时：几乎一切的秒时：几乎一切的14C集中在一种化集中在一种化合物上合物上PGA(3-磷酸甘油酸)确定了确定了CO2固定后的最初产物是固定后的最初产物是3磷酸甘油酸磷酸甘油酸PGA。由于。由于PGA是三碳化合物，所以这一途径被称为是三碳化合物，所以这一途径被称为C3途径。途径。CO2PGA？ COOHHCOH CH2OP 假设1三个CO2聚合而成三、碳同化1C3途径 假设2一个CO2与另一个二碳化合物聚合而成。PGA的构造：14COOHHCOH CH2OP只需羧基上有14C，阐明不是完全由外界的CO2组成。几年时

17、间过去了，也没找到这个二碳化合物的最初受体。三、碳同化1C3途径 后来他们想象，在光协作用中，最初受体是源源不断后来他们想象，在光协作用中，最初受体是源源不断的产生的，在的产生的，在CO2供应充足时，供应充足时，CO2与受体结合，受与受体结合，受体含量下降。体含量下降。 当忽然停顿供应当忽然停顿供应CO2时，受体不能与时，受体不能与CO2结合，受体结合，受体的浓度就会增大。的浓度就会增大。 为此，他们设计了一个实验。首先，他们让小球藻在为此，他们设计了一个实验。首先，他们让小球藻在高浓度的高浓度的CO2下进展光合，然后实然转入低浓度的下进展光合，然后实然转入低浓度的CO2下，再来检测各种化合物

18、的含量变化。结果发现，下，再来检测各种化合物的含量变化。结果发现，忽然降低忽然降低CO2浓度，体内的一个五碳化合物含量升高浓度，体内的一个五碳化合物含量升高 核酮糖核酮糖-1，5-二磷酸二磷酸RuBPCO2+RuBP6碳糖不稳定碳糖不稳定两分子两分子PGA确定了最初受体是RuBP，进一步弄清了整个C3途径的细节。又称之为卡尔文循环。羧化水解2反响过程：羧化、复原和更新A.羧化阶段：三、碳同化1C3途径 + CO2 CH2-O- PH-C-OHCH2-O- PC=OH-C-OHribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase (rubisco) ribulo

19、se-1,5-bisphosphateCO2-CH2-O- PH-C-OHCO2-H-C-OHCH2-O- P3-phosphoglycerate (2 molecules)2 H+ H2O RuBPRubisco(RuBP羧化酶) PGA2分子酸能量低，不能储存更多的能量2反响过程B.复原阶段：三、碳同化1C3途径O=C-O- PCH2-O- PH-C-OHNADPH NADP+CHOCH2-O- PH-C-OHATP ADPPiCO2-CH2-O- PH-C-OH1,3-bisphosphoglycerate PGA DPGA GAP3-磷酸甘油醛 GAP是一种三碳糖，可以稳定的储存能量，

20、至此，耗费的光反响的ATP和NADPH，使光能转化为稳定的化学能，光合的贮能过程终了。2反响过程三、碳同化1C3途径GAP的出路叶绿体内淀粉或葡萄糖储存方式细胞质蔗糖运输方式C.更新阶段：大部分GAP经一系列转化，重新构成RuBP的阶段。见书75页2反响过程三、碳同化1C3途径 C3总反响： 3CO2+9ATP+6NADPH+H+PGA+9ADP+6NADP+8Pi 6个ATP用于复原，3个ATP用于再生。同化1CO2，需3ATP, 2NADPH。3C3途径的调理A.本身催化：添加中间产物的浓度，加速光合。如：添加ATP和NADPHB.光调理：光调理酶，如:RubiscoC.光合产物转运：三、

21、碳同化1C3途径磷酸转运体磷酸丙糖Pi叶绿体膜Pi添加促进转运蔗糖合成促进转运 Pi缺乏时，输出受阻，构成淀粉，抑制光合。蔗糖放出Pi2C4途径1研讨历史：三、碳同化CO2固定的最初产物为四碳化合物的途径。 1965年发现甘蔗光合时，年发现甘蔗光合时，14CO2在在1秒钟内，秒钟内，80%在苹果酸和天冬氨酸中，只需在苹果酸和天冬氨酸中，只需10%在在PGA中。中。 后来，在研讨玉米光协作用时，证明后来，在研讨玉米光协作用时，证明CO2被被固定后的最初产物不是三碳化合物，而是四固定后的最初产物不是三碳化合物，而是四碳的二羧酸，草酰乙酸。草酰乙酸不稳定，碳的二羧酸，草酰乙酸。草酰乙酸不稳定，很快转

22、变为苹果酸或天冬氨酸。由此发现一很快转变为苹果酸或天冬氨酸。由此发现一个新的个新的CO2固定途径。固定途径。 具有具有C4途径的植物称为途径的植物称为C4植物。只具有植物。只具有C3途径的植物称为途径的植物称为C3植物。植物。 在农作物中，只需玉米、高粱、甘蔗、在农作物中，只需玉米、高粱、甘蔗、黍和粟属于黍和粟属于C4植物。而其它的农作物，植物。而其它的农作物，如水稻、小麦、大豆都属于如水稻、小麦、大豆都属于C3植物，大植物，大多数树木等也属于多数树木等也属于C3植物。植物。三、碳同化2C4途径五谷是什么？稻黍稷麦菽黄米谷子大豆黍稷麦菽麻2反响过程：羧化、转移脱羧和再生A.羧化阶段：场所叶肉细

23、胞质三、碳同化2C4途径 PEPHCO3PEP羧化酶OAAHOPO32磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸最初CO2受体最初产物不稳定，易转化B.转移脱羧阶段：书77-78页按脱羧酶分为三个类型.NADP苹果酸酶型：三、碳同化2C4途径2反响过程：OAA苹果酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞.NAD苹果酸酶型：OAA天冬氨酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞C3途径.PEP羧激酶型：OAA天冬氨酸PEPCO2叶肉细胞维管束鞘细胞C.再生阶段：场所叶肉细胞三、碳同化2C4途径2反响过程：丙酮酸PEPATPAMP+2Pi丙酮酸双激酶AMP+ATP2ADP3C4的调理：a.光调理b.效应剂：苹果酸和天冬氨酸抑

24、制PEPCc.2价金属离子：Mn2+,Mg2+是PEPC的活化剂4C4植物比C3植物光协作用强的缘由？三、碳同化2C4途径A.构造缘由：C4C3维管束鞘细胞发育良好，花环型叶绿体较大发育不好，无花环型叶绿体无或少光合在维管束鞘细胞中进展。有利于光合产物的就近运输，防止淀粉积累影响光合。B.生理缘由：.PEPC对CO2的Km(米氏常数)远小于Rubisico，所以C4对CO2的亲合力大，低CO2浓度干旱下，光合速率更高。.C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞，改动了CO2/O2比率，改动了Rubisico的作用方向，降低了光呼吸。光合在叶肉细胞中进展，淀粉积累影响光合。3CAM途径景天科酸代谢途径三

25、、碳同化景天科酸代谢植物景天科、仙人掌和菠萝等，经过白天减少有机酸，晚上添加有机酸，而固定CO2的光合途径。龙舌兰落地生根芦荟瓦松仙人掌昙花 景天科酸代谢植物的特点：气孔昼闭夜开 1过程：气孔开放CO2添加OAAPEPC苹果酸添加进入液泡储存夜间白天气孔封锁苹果酸进入胞质脱羧CO2酸减少C3途径PGAC4途径三、碳同化3CAM途径2CAM与C4的异同：一样点：都是低CO2浓度和干旱等逆境条件下构成的光合碳同化的特殊顺应类型。不同点：C4两次羧化反响是在空间上分开叶肉细胞和维管束鞘细胞。CAM两次羧化反响是在时间上分开白天和晚上。三、碳同化3CAM途径三、碳同化书81页第四节光呼吸一、光呼吸的途

26、径：经过三种细胞器：叶绿体、过氧化体和线粒体植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程，又称为乙醇酸氧化途径C2循环。 1叶绿体中的反响：一、光呼吸的途径PGA+磷酸乙醇酸磷酸乙醇酸RuBP+O2RubiscoRuBP加氧酶C3C2乙醇酸乙醇酸取决于CO2/O2比率 2过氧化体中的反响：一、光呼吸的途径 3线粒体中的反响：乙醇酸乙醇酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸CO2+NH3+丝氨丝氨酸酸NAD+NADHRuBP完成完成C2循环循环ATPADPNADPHNADP+二、光呼吸的生理功能1. 防止强光对光合器官的破坏，补充NADP+的缺乏。2. 消除乙醇酸的毒害作用3. 维持C3途径的低程度运

27、转， CO2缺乏时放出CO2。4. 参与N代谢过程。丝氨酸、甘氨酸、谷氨酸光协作用过程总结光协作用过程总结光反响光反响暗反响暗反响第五节影响光合的要素一、外界条件对光合速率的影响1光协作用的目的光合速率：植物在单位时间、单位叶面积吸收CO2或释放O2的数量。CO+ HO 光 叶绿体 (CHO) OCO2吸收量 干物质积累量 O2释放量红外线CO2气体分析仪 改良半叶法 氧电极法我们通常所说的光合速率，不是植物真正的光合速率，而是植物真正光合速率与呼吸速率的差值，是净net光合速率，也称表观光合速率。真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率2光照一、外界条件对光合速率的影响光强暗中叶片不进展光协作用

28、，只需呼吸作用释放CO2。 随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于CO2释放量，这时的光强称为光补偿点。开场净光合的点。 光饱和点 在低光强区，光合速率随光强的加强而呈比例地添加(比例阶段)；当到达某一光强时，光合速率就不再添加，而呈现光饱和景象。开场到达光合速率最大值时的光强称为光饱和点，此点以后的阶段称饱和阶段。一、外界条件对光合速率的影响2光照限制要素限制要素比例阶段比例阶段 光强限制光强限制饱和阶段饱和阶段 CO2 CO2限制限制光饱和点1) 光强一、外界条件对光合速率的影响2光照2) 光质 光补偿点高的植物普通光饱和点也高，

29、 光饱和点代表吸收强光的才干，光饱和点越高，吸收强光的才干越强。 光补偿点代表吸收弱光的才干，光补偿点越低，吸收弱光的才干越强。 C4C3；阳生阴生；草本木本。1) 光强红光蓝光绿光3二氧化碳一、外界条件对光合速率的影响比例阶段比例阶段 CO2浓度是限制要素浓度是限制要素饱和阶段饱和阶段 RuBP的量是限制要素的量是限制要素CE被称为羧化效率被称为羧化效率1当光合吸收的二氧化碳量等于放出的二氧化碳量，这个时候外界的二氧化碳含量就叫做CO2补偿点。2当到达某一浓度时，光合速率便达最大值，开场到达光合最大速率时的CO2浓度被称为CO2饱和点。3CO2饱和点代表吸收强光的才干， CO2补偿点代表吸收

30、弱光的才干。一、外界条件对光合速率的影响3二氧化碳4 C3植物与C4植物CO2光合曲线 对比。C4植物的CO2补偿点低，在低CO2浓度下光合速率的添加比C3快，CO2的利用率高；C4植物CO2饱和点低的缘由：A. C4植物PEPC的Km低，对CO2亲和力高，有浓缩CO2机制，很快到达饱和点。B.能够与C4植物的气孔对CO2浓度敏感有关，即CO2浓度超越空气程度后，C4植物气孔开度就变小。4温度一、外界条件对光合速率的影响定义定义抑制光合的原因或范围抑制光合的原因或范围最低温度最低温度( (冷限冷限) )该低温下表观光合速率为零(0) )低温时膜脂呈凝胶相，叶绿体超微结构受到破坏酶促反应缓慢，气

31、孔开闭失调，最高温度最高温度( (热限热限) )该高温下表观光合速率为零(45) 膜脂与酶蛋白热变性，使光合器官损伤，叶绿体中的酶钝化；高温刺激了光暗呼吸，使表观光合速率下降最适温度最适温度能使光合速率达到最高的温度C3阴生植物1020 一般C3植物2030 C4植物3545 5矿质元素一、外界条件对光合速率的影响1叶绿体构造的组成成分叶绿体构造的组成成分 如如N、P、S、Mg是叶绿体中是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可短少的成分。构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可短少的成分。2电子传送体的重要成分电子传送体的重要成分 如如PC中含中含Cu，Fe-S中心、中心、Cytb、Cy

32、tf和和Fd中都含中都含Fe，放氧复合体不可短少，放氧复合体不可短少Mn2+和和Cl-3磷酸基团的重要作用磷酸基团的重要作用 构成同化力的构成同化力的ATP和和NADPH，光合碳复原循环中一切的中间产物中都含有磷酸基团。光合碳复原循环中一切的中间产物中都含有磷酸基团。4活化或调理因子活化或调理因子 如如Rubisco等酶的活化需求等酶的活化需求Mg2+；Fe、Cu、Mn、Zn参与叶绿素的合成；参与叶绿素的合成；K+和和Ca2+调理气调理气孔开闭；孔开闭；K和和P促进光合产物的转化与运输等。促进光合产物的转化与运输等。 6水分 水分是光协作用的原料，但光协作用利用的H2O不到植物所吸收水分的1%

33、，因此，水分主要是间接的影响光协作用。 在缺水时，光协作用降低： 1缺水时，气孔封锁，减少CO2的供应； 2缺水时促进淀粉分解，抑制光合产物的外运，发生反响抑制。 3严重缺水时，会导致光合器构造的破坏。一、外界条件对光合速率的影响二、内部要素对光合速率的影响1不同部位叶绿素含量新叶成熟叶老叶2不同生育期营养生长生殖生长第六节植物对光能的利用光能利用率：指植物光协作用所累积的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。据气候学研讨，到达地球外表的太阳辐射，只需其中的可见光部分的400700nm能被植物用于光协作用。假设把到达叶面的日光全辐射能定为100%，那么，经过如表4-7所示的假设

34、干难免的损失之后，最终转变为储存在碳水化合物中的光能最多只需5%。一、植物的光能利用率光能利用率 (光合产物中积累的能量/辐射总量)100% 假定中国长江流域年总辐射量为5.0106kJm-2，一年二熟，水稻产量每100m2为75kg，小麦产量每100m2为60kg。经济系数水稻为0.5，小麦为0.4，含水量稻谷13%，小麦籽粒为12%，干物量含能均按1.710kJkg -1计算，试求该地域的光能利用率。计算：一、植物的光能利用率二、提高光能利用率的途径 1延伸光合时间延伸光合时间1提高复种指数：全年内农作物的收获面积对耕提高复种指数：全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。轮种、间种和套种地面

35、积之比。轮种、间种和套种2延伸生育期：促开花，防早衰延伸生育期：促开花，防早衰3补充人工光照补充人工光照2添加光合面积添加光合面积1合理密植合理密植2改动株型：紧凑型种类，矮化改动株型：紧凑型种类，矮化3提高光合效率。温、光、水、气、肥提高光合效率。温、光、水、气、肥 光协作用是光合生物利用光能同化CO2生成有机物的过程。植物的光协作用能氧化水而释放氧气，它在光能转化、有机物制造和环境维护等方面都有宏大的作用。 叶绿体是进展光协作用的细胞器。类囊体是光反响的场所，其膜上存在PS、PS、Cytb6/f、ATP酶四类蛋白复合体。基质是暗反响的场所，内含同化CO2的全部酶类。高等植物的光合色素有两类：(1)叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b；(2)类胡萝卜素，其中有胡萝卜素和叶黄素。 根据能量转变的性质将光协作用分为三个过程：(1)光能的吸收、传送和转换，由原初反响完成；(2)电能转变为活泼的化学能，由电子传送和光合磷酸化完成；(3)活泼化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。 小小 结结 原初反响是反响中心中进展，包括光物理与光化