光合作用的过程课件

1、光合作用的概念及意义？2、叶绿体的结构和成分？3、光合色素的种类及物理性质？4、光合色素的光学性质5、影响叶绿素形成的因素6、植物叶色变化的原因温故而知新第三节光合作用的过程需光的光反应和不需光的暗反应。

1.光反应：必须在光下进行，由光所引起的光化反应，

它主要在基粒类囊体膜（光合膜）上进行；

2.暗反应：可以在暗处进行的由若干酶所催化的化学反应，

暗反应是在叶绿体基质中进行的。光合作用的三大步骤：

1.光能的吸收、传递和转换（原初反应）；

2.电能转变为活跃的化学能（电子传递和光合磷酸化）；

3.活跃的化学能转变为稳定的化学能（碳素同化）；中药教研室-贾晗一、原初反应（一）光能的吸收和传递1、光辐射的1个质点称作1个光子，携带的能量是1个量子，称为光量子。单位是J（焦耳）。波长越长，量子能量越小。中药教研室-贾晗

聚光色素又叫天线色素：没有光化学活性，只具有收集光能的作用，除作用中心色素以外的色素均具有聚光作用，属于此类。3.光能的吸收：激发聚光色素分子

4.色素分子间的能量传递：从吸收短波光（能量较高）色素向吸收长波光（能量较低）色素方向传递。最终激发中心色素分子，启动光化学反应。中药教研室-贾晗（二）光化学反应

作用中心色素分子吸收光能所引起的氧化-还原反应。有2个反应系统。中药教研室-贾晗二、电子传递和光合磷酸化（一）电子传递1、电子传递链：电子传递的过程是一系列的氧化还原反应。电子传递方向是从氧化还原电势较高处向较低处传递。分为非环式、环式和假环式电子传递。2、水的氧化与放氧：水在光照下经过光系统2的作用，释放氧气，产生电子，释放质子到类囊体腔内。中药教研室-贾晗（二）光合磷酸化1.定义：利用光合电子在传递过程中建立的跨膜类囊膜的质子梯度，把ADP和无机磷合成为ATP的过程。2.分类：（1）非循环式光合磷酸化（2）循环式光合磷酸化（3）假环式光合磷酸化中药教研室-贾晗（一）卡尔文循环

1.卡尔文循环的别名：

光合环、还原磷酸戊糖途径（RPPP）、C3途径等。

2.卡尔文循环分为四个阶段：

（1）羧化阶段（固定二氧化碳）

固定二氧化碳，形成3-磷酸甘油酸（PGA）中药教研室-贾晗（2）还原阶段（贮能完成）

由PGA到BPGA（1，3-二磷酸甘油酸），再到GALP（3-磷酸甘油醛）。BPGAGALPBPGA中药教研室-贾晗（4）糖类的合成：

还原过程中形成的3-磷酸甘油醛在叶绿体内合成淀粉，也可透出叶绿体在细胞质中合成蔗糖。C3循环变化简图：GALPGALP中药教研室-贾晗3.卡尔文循环的贮能情况：每固定3分子二氧化碳，要6个NADPH分子和9个ATP分子，形成1个GALP分子。中药教研室-贾晗（二）C4途径

1.C4途径，是甘蔗、玉米等植物在卡尔文循环前附加的固定二氧化碳途径。2.C4途径的过程：羧化——转移——脱羧与还原——再生

叶肉细胞胞质中的PEP为二氧化碳受体，在PEPC作用下，生成OAA，OAA被还原为苹果酸或天冬氨酸，之后被运输到维管束鞘细胞中去。再脱羧释放出CO2进入C3途径，形成的Pyr运回到叶肉细胞再合成PEP。

优点：可以在很低的浓度下固定CO2，促进C3循环的进行。中药教研室-贾晗四、光呼吸植物的绿色细胞依赖光照，放出CO2和吸收O2的过程，被称为光呼吸。一般生活细胞的呼吸在光照或黑暗中都可以进行，对光照没有特殊要求，这种呼吸相对地称为暗呼吸，通常所说的呼吸就是指暗呼吸。中药教研室-贾晗（一）光呼吸的生化途径1.进行部位：叶绿体、线粒体、过氧化体2.底物：乙醇酸3.生化过程：（1）叶绿体内：RuBP+氧+水——2-磷酸乙醇酸

2-磷酸乙醇酸+水——乙醇酸+磷酸（2）过氧化物酶体内：乙醇酸+氧——乙醛酸+过氧化氢

乙醛酸+谷氨酸——甘氨酸+a-酮戊二酸（3）线粒体：甘氨酸——丝氨酸+二氧化碳（4）过氧化物酶体：丝氨酸——羟基丙酮酸——甘油酸（5）叶绿体：甘油酸——3-磷酸甘油酸，进入卡尔文循环中药教研室-贾晗思考：在整个循环中氧的吸收发生于哪些细胞器？二氧化碳的释放又发生于哪些细胞器？4.光呼吸的调节与外界条件密切有关（1）首先是氧及二氧化碳的浓度，二氧化碳抑制光呼吸而促进光合作用，氧则抑制光合作用而促进光呼吸；（2）随着光强、温度和PH的增高，光呼吸也加强，其实质也是二氧化碳和氧对RuBP的竞争。中药教研室-贾晗1.概念：C3植物（最初产物为3-磷酸甘油酸）、C4植物（最初产物为草酰乙酸）2.C4植物比C3植物具有较强的光合作用，其原因主要从两个方面来探讨：（1）从结构上看：

C4植物叶片的维管束薄壁细胞较大，其中含有许多较大的叶绿体，叶绿体没有基粒或基粒发育不良；维管束鞘的外侧密接一层成环状或近于环状排列的叶肉细胞，组成了“花环型”结构。

C3植物的维管束鞘薄壁细胞较小，不含或很少叶绿体，没有“花环型”结构，维管束鞘周围的叶肉细胞排列松散。二、C3植物和C4植物的光合特征中药教研室-贾晗

C4植物进行光合作用时，只有维管束鞘薄壁细胞形成淀粉，在叶肉细胞中没有淀粉。而水稻等C3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合过程都是在对肉细胞里进行，淀粉亦只是积累在叶肉细胞中，维管束鞘薄壁细胞不积存淀粉。（2）在生理上：C4植物一般比C3植物具有较强的光合作用，这与PEP羧化酶活性强（PEP羧化酶的活性约为RuBPC的60多倍，对二氧化碳的亲合力远远大于RuBPC，故C4植物能利用低浓度的二氧化碳，C3植物则不能），光呼吸弱（由于提高了CO2/O2的比率）有关。3.几个问题（1）为什么C4植物被称作低补偿植物？（2）为什么C4植物的耐旱性强于C3植