大学生物专业英语lesson-two

LessonTwo

Photosynthesis1/7/20251教学目的：使学生掌握细胞的光合作用机理，光合系统Ⅰ与光合系统Ⅱ结构与功能之间的关系。相关英语词汇以及主要用法。

教学重点：光合作用中相关的概念和功能，及相关英语词汇的掌握教学难点：专业英语词汇的记忆

1/7/20252Photosynthesisn.光合作用Chlorophylln.叶绿素Protistn.原生生物Exergonica.放能的Endergonica.吸能的Chloroplastn.叶绿体Thylakoidn.类囊体Glossary1/7/20253Photosynthesisoccursonlyinthechlorophyll-containingcellsofgreenplants,algae,andcertainprotistsandbacteria.光合作用只发生在含有叶绿素的绿色植物细胞，藻类，某些原生生物和细菌之中。Introduction1/7/20254Overall,itisaprocessthatconvertslightenergyintochemicalenergythatisstoredintheformofmolecularbonds.总体来说，这是一个将光能转化成化学能，并将能量贮存在分子键中。1/7/20255Fromthepointofviewofchemistryandenergetics,itistheoppositeofcellularrespiration.从化学和热力学(动能学)角度来看，它是细胞呼吸作用的逆反应Whereascellularrespirationishighlyexergonicandreleasesenergy,photosynthesisrequiresenergyandishighlyendergonic.但是细胞呼吸作用是高度放能的，光合作用是需要能量的,并且是高度吸能的过程。1/7/20256PhotosynthesisstartswithCO2andH2Oasrawmaterialsandproceedsthroughtwosetsofpartialreactions.光合作用以二氧化碳和水为原材料并经历两步化学反应。

Inthefirstset,calledthelight-dependentreactions,watermoleculesaresplit(oxidized),O2isreleased,andATPandNADPHareformed.第一步，称光反应，水分子裂解（分解）(被氧化)，氧分子被释放，ATP和NADPH形成。Thesereactionsmusttakeplaceinthepresenceoflightenergy.此反应必须在存在光能的条件下发生。1/7/202571/7/20258Inthesecondset,calledlight-independentreactions,CO2isreduced(viatheadditionofHatoms)tocarbohydrate.第二步，称暗反应，二氧化碳被还原成碳水化合物。ThesechemicaleventsrelyontheelectroncarrierNADPHandATPgeneratedbythefirstsetofreactions.这步反应依赖于由第一步反应产生的电子载体NADPH以及ATP。1/7/202591/7/202510Bothsetsofreactionstakeplaceinchloroplasts.

两步反应都发生在叶绿体中。Mostoftheenzymesandpigmentsforthelight-dependentreactionsareembeddedinthethylakoidmembraneofchloroplasts.光反应需要的大部分酶和色素都是包埋在叶绿体的类囊体膜上。Thedarkreactionstakeplaceinthestroma.暗反应发生在基质中。1/7/202511

1.Howlightenergyreaches

photosyntheticcells

光合细胞如何吸收光能的

1/7/202512Glossaryabsorptionspectrum：吸收光谱Carotenoid：类胡萝卜素Antenna：天线、触角Funnel：漏斗、烟窗Aggregation：集合体、聚合Photosystem：光系统1/7/202513Theenergyinlightphotonsinthevisiblepartofthespectrumcanbecapturedbybiologicalmoleculestodoconstructivework.生物分子能捕获可见光谱中光子的能量。Thepigmentchlorophyllinplantcellsabsorbsphotonswithinaparticularabsorption

spectrum—astatementoftheamountoflightabsorbedbychlorophyllatdifferentwavelengths.植物细胞中的叶绿素可以吸收特定吸收光谱中的光子。1/7/202514Whenlightisabsorbeditaltersthearrangementofelectronsintheabsorbingmolecule.在吸收光能时,光可以改变捕光分子中的电子排列。Theaddedenergyofthephotonbooststheenergyconditionofthemoleculefromastablestatetoaless-stableexcitedstate.光子的能量激活了分子的能量状态，使其从基态（稳定态）进入激发态（不稳定的）。

1/7/202515Duringthelight-dependentreactionsofphotosynthesis,astheabsorbingmoleculereturnstothegroundstate,the“excess”excitationenergyistransmittedtoothermolecularandstoredaschemicalenergy.在光合作用的光反应中,当捕光分子回到基态时,额外的激发能被转移到其它分子中并且以化学能的形式贮存.1/7/202516Allphotosyntheticorganismscontainvariousclassesofchlorophyllsandoneormorecarotenoidpigmentsthatalsocontributetophotosynthesis.所有的光合生物都含有各种类型的叶绿素和一种或多种与光合作用相关的类胡萝卜素分子（光合作用的辅助色素）。

Groupsofpigmentmoleculescalledantennacomplexesarepresentonthylakoids.天线色素分子群（称作天线复合体的色素分子群）存在于类囊体中。1/7/202517Lightstrikinganyoneofthepigmentmoleculesisfunneledtoaspecialchlorophyllamolecule,termedareaction-centerchlorophylls,whichdirectlyparticipatesinphotosynthesis。激活色素分子的光能象进入漏斗一样被转移到直接参与光合作用的反应中心叶绿素分子中。1/7/202518Mostphotosyntheticorganismspossesstwotypesofreaction-centerchlorophylls,P680andP700,eachassociatedwithanelectronacceptormoleculeandanelectrondonormolecule.大多数光合生物含有两个反应中心叶绿素分子，P680和P700，每个都与电子受体和电子供体相连。TheseaggregationsareknownrespectivelyasphotosystemI(P700)andphotosystemII(P680).这些集合体分别是大家熟知的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。1/7/202519

2.Thelight-dependentreaction:convertingsolarenergyintochemical-bondenergy

光反应：太阳能转化成化学能1/7/202520Cleavev.裂开、劈开Plastiquinonen.质醌Ferredoxinn.[生化]铁氧化还原蛋白Coenzyme

辅酶Photophosphorylation

光合磷酸化noncyclic

photophosphorylation

非环形光合磷酸化ribulose

biphosphate

核酮糖二磷酸carboxylasen.

羧(基)酶,羧化酶1/7/202521photorespirationn.[生化]光呼吸(作用)Anatomyn.剖析,解剖学aridadj.干旱的,贫瘠的(土地等),无趣的,沉闷的lessenv.减少,减轻1/7/202522Thephotosystemsofthelight-dependentreactionsareresponsibleforthepackagingoflightenergyinthechemicalcompoundsATPandNADPH.

光反应的光系统将光能转化成化合物（化学复合物）ATP和NADPH。1/7/202523Thispackagingtakesplacethroughaseriesofoxidation-reductionreactionssetinmotionwhenlightstrikestheP680reactioncenterinphotosystemII.当光激活光系统Ⅱ的光反应中心时，该转化过程是通过一系列的氧化还原反应来实现的。（当光激活光系统Ⅱ的光反应中心时，通过一系列的氧化还原反应实现能量的传递(前一句中packaging，传递能量)。

）1/7/202524Inthisinitialeventwatermoleculesarecleaved,oxgenisreleased,andelectronsaredonated.反应开始时，水被分解，氧被释放并提供电子。Theseelectronsareacceptedfirstbyplastiquinoneandthenbyaseriesofcarriesastheydescendanelectrontransportchain.电子沿着电子传递链,首先传递给质体醌，然后通过一系列载体。（电子首先传递给质体醌，然后通过一系列载体形成的电子传递链。

）1/7/202525Foreachfourelectronsthatpassdownthechain,twoATPsareformed.每传递4个电子，形成2个ATP。

ThelastacceptorinthechainistheP700reactioncenterofphotosystemI.电子传递链上的最后一个受体是光系统Ⅰ的反应中心。1/7/202526Atthispointincomingphotonsboosttheenergyoftheelectrons,andtheyareacceptedbyferredoxin.此处光子激活电子，电子传递给铁氧还蛋白。

Ferredoxinisthenreoxidized,andthecoenzymeNADP+isreducedtotheNADPH.铁氧还蛋白再氧化，并且辅酶NADP+还原成NADPH。

TheATPgeneratedpreviouslyandtheNADPHthentakepartinthelight-independentreactions.先前（早期）产生的ATP和NADPH进入（然后参与）暗反应。

1/7/202527TheproductionofATPfromthetransportofelectronsexcitedbylightenergydownanelectrontransportchainistermedphotophosphorylation.由电子传递链偶连（由光激发的）产生ATP的过程称为光合磷酸化。1/7/202528Theone-wayflowofelectronsthrough

photosystemsIIandIiscallednoncyclic

photophosphorylation;plantsalsoderiveadditionalATPthroughcyclicphotophosphorylation,inwhichsomeelectronsareshuntedbackthroughtheelectrontransportchainbetweenphotosystemIIandI.通过光合系统Ⅱ流经光合系统Ⅰ的电子路径称非循环式光合磷酸化；植物也可以通过循环式光合磷酸化获得额外的ATP，在循环式光合磷酸化过程中,一些电子在光系统Ⅰ和Ⅱ之间的电子传递链中回流。1/7/2025291/7/2025303.Thelight-independentreactions:buildingcarbohydrates

暗反应：碳水化合物的形成1/7/202531Inthelight-independentreactionsofphotosynthesis,whicharedrivenbyATPandNADPH,CO2isconvertedtocarbohydrate.由ATP和NADPH驱动的暗反应中，二氧化碳转化成碳水化合物。ThereactionarealsoknownastheCalvin-Bensoncycle.该反应也就是卡尔文循环。1/7/2025321/7/202533AtomsphericCO2isfixedasitreactswithribulose

biphosphate(RuBP),areactionthatiscatalyzedbytheenzymeribulose

biphosphate

carboxylase.在二磷酸核酮糖羧化酶催化下,二磷酸核酮糖(RuBP)与空气中的CO2反应,从而将二氧化碳固定。

1/7/202534ThereductionofCO2tocarbohydrateiscompletedviaseveralmorestepsofthecycle.CO2

被还原成碳水化合物是通过卡尔文循环的其它若干反应来实现的。

Finally,RuBPisregeneratedsothatthecyclemaycontinue.最后,RuBP再生,该循环从而得以继续。1/7/2025354.Oxygen:Aninhibitionofphotosynthesis

氧气：光合作用的抑制剂

1/7/202536Highlevelsofoxygeninplantcellscandisruptphotosynthesisandcancausephotorespiration—aninefficientformofthedarkreactionsinwhichO2isfixedratherthanCO2andnocarbohydrateisproduced.植物细胞中的高水平的氧气分子可以阻断光合作用,引起光呼吸,在