生物化学光合作用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第五章 光合作用第一节 光合作用概况第二节 光反应第三节 暗反应第四节 光呼吸和C4路径第1页一、概念:光合作用是糖合成代谢主要路径。是绿色植物、光合细菌或藻类等将光能转变成化学能过程,即利用光能,由CO2、H2O、H2S等合成糖类化合物并释放出氧气(或其它物质)过程,称为光合作用。COCO2 2 +H +H2 2O O (CH(CH2 2O)+OO)+O2 2光光叶绿体叶绿体COCO2 2 +H +H2 2A A (CH(CH2 2O)+HO)+H2 2O+2AO+2A光光第一节第一节 概概 述述第2页二、光合作用场所二、光合作用场所叶绿体叶绿体被膜 外膜 内膜间质:(含可溶性蛋白质,酶类,
2、DNA,RNA、核糖体等)-暗反应类囊体(基粒)基粒片层-光反应 基质片层第3页叶绿体结构叶绿体结构第4页类囊体膜上蛋白质复合物第5页四、光合作用两个阶段:四、光合作用两个阶段:第6页基质中基质中(活跃化学能(活跃化学能稳定化学能)稳定化学能)原原 初初 反反 应应电子传递和电子传递和光合磷酸化光合磷酸化光能吸收、传递与转换光能吸收、传递与转换(光能转换成电能)(光能转换成电能)(电能(电能 活跃化学能)活跃化学能)(类囊体类囊体膜上)膜上)碳素同化碳素同化光光光光反反反反应应应应暗暗暗暗反反反反应应应应第7页叶绿素类类胡萝卜素叶绿素类a(蓝绿色)叶绿素类b(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(
3、黄色)藻胆素第二节第二节 光反应光反应一、光合色素一、光合色素其它第8页主要色素:叶绿素a,作用:接收搜集光能并参加光化学反应辅助色素:其它叶绿素和类胡萝卜素、藻胆色素等。作用:搜集光能聚光色素(天线色素)作用中心色素据作用分类第9页二、光合单位 能发生光合作用功效上独立单位。由大约几百个色素分子和一些肽链组成。天线色素(集光色素):大部分色素分子(全部叶绿素b和大部分叶绿素a,类胡萝卜素和叶黄素分子),起捕捉光能作用。作用中心(反应中心):一对特殊叶绿素a分子和蛋白质组成复合体,发生光化学反应,将光能转变为化学能。光反应中心第10页作用中心叶绿素分子电子受电子受体体电子传电子传递递共振能传递
4、天线色素分子第11页天线色素分子天线色素分子作用中心叶作用中心叶绿素分子绿素分子叶绿素经过激子传递把吸收能量聚集到作用中心第12页三、植物光反应系统PS是一个跨膜复合物。P700是PS反应中心色素。PS生理功效是吸收光能,进行光化学反应,产生强还原剂,用于还原NADP+,实现从PC到NADP+电子传递。1.1.光系统光系统I(PSI)I(PSI)第13页PS复合体第14页PS是含有多亚基蛋白复合体。P680是PS反应中心色素。功效:吸收光能,进行光化学反应,产生O2。2.2.光系统光系统II(PSII)II(PSII)第16页光系统结构第17页PSIPSI和和PSPS在在类类囊囊体体膜膜上上定
5、定位位 第19页四、光合电子传递链四、光合电子传递链1.光合链:光合作用光反应是由光系统和光系统这两个光系统开启,两个光系统由电子传递链连接起来。连接两个光反应排列紧密而相互衔接传递电子物质称为光合链2.组成:三个跨膜复合体(PS、PS、Cytbf复合体),以及质体蓝素(简写为PC)、铁氧还蛋白(简写为Fd)和质体醌(简写为PQ)三个可移动电子载体第20页 Cytbf复合体(PQHPC氧还酶)含有Cytf、Cytb(2个,为电子传递循环剂)和Rieske铁-硫蛋白(又称Fe-SR,是由Rieske发觉非血红素Fe蛋白质)主要催化PQH氧化和PC还原,并把质子从类囊体膜外间质中跨膜转移到膜内腔中
6、。每传递一对电子,可转移4个质子到类囊体腔。第21页3、光合链电子传递次序第23页(1)非环式电子传递:H HOPSPQCytbOPSPQCytb6 6fPCPSFdFNRNADPfPCPSFdFNRNADP 按非环式电子传递,每传递4个e-,分解2个H2O,释放1个O2,还原2个NADP+,需吸收8个光量子,同时Cytb6f复合体转运8个H+进类囊体腔,放氧复合体转运4个H+。(2)环式电子传递:PS Fd PQ Cyt bPS Fd PQ Cyt bf PC PSf PC PS环式电子传递不发生H2O氧化,也不形成NADPH,但有H+跨膜运输,每传递一个电子需要吸收一个光量子。第24页类囊
7、体膜类囊体腔PS中电子传递第25页PS中电子传递第26页非环式电子传递:第27页环式电子传递:第28页光合链特点电子传递链主要由光合膜上PS、Cytb6/f、PSI三个复合体串联组成。电子传递有二处是逆电势梯度,这种逆电势梯度“上坡”电子传递均由聚光色素复合体吸收光能后推进,而其余电子传递都是顺电势梯度进行。水氧化与PS电子传递相关,NADP+还原与PSI电子传递相关。PQ是双电子双H+传递体,它伴随电子传递,也把H+传递类囊体膜内,造成类囊体内外H+电化学势差,推进ATP形成。第29页两个光系统协同作用第30页五、光合磷酸化1.概念:经过光激发造成电子传递与磷酸化作用相偶联合成ATP过程,称
8、为光合磷酸化。第31页2.类型:(1)非循环光合磷酸化:非环式电子传递过程中产生质子梯度,驱动ATP合成,并生成NADPH。这种形式光合磷酸化叫光合磷酸化。(2)环式光合磷酸化:环式电子循环流动过程中,产生质子梯度,驱动ATP合成。这种形式光合磷酸化称为环式光合磷酸化。环式光合磷酸化只包括PSI,而且只生成ATP而无NADPH和O2生成。这是当植物体内需要ATP时选择电子传递形式。第32页非循环光合磷酸化第33页环式光合磷酸化第34页也称偶联因子或CF1-CFo复合体叶绿体ATP酶与线粒体ATP酶结构十分相同,都由两个蛋白复合体组成:一个是突出于膜表面亲水性“CF1”;另一个是埋 置 于 膜
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