页数：101页文件大小：8.42 MB来源： 植物生理学ppt课件
本课件按概念与意义、叶绿体与光合色素、原初反应、电子传递与光合磷酸化、碳同化、光呼吸、影响因素与农业生产顺序展开，重点比较C3、C4与CAM植物的结构与生理差异。
第三章植物的光合作用
目的要求：通过本章学习，主要了解绿色植物光合作用机制、C3植物和C4植物的光合特性、环境因素对光合作用的影响、作物光能利用率低的原因及其提高途径。本章重点：
第一节光合作用的意义和研究历史一、光合作用的概念1.定义：光合作用是绿色植物利用光能，把CO2和H2O同化为有机物，并释放O2的过程。
光CO2+2H2O (CH2O)+O2+H2O光合细胞
光6CO2+6H2O (C6H12O6)+O2光合细胞基本公式
合作用的部位植物的绿色部分(叶茎果等),主要是叶片.细胞中的叶绿体
原料CO2来自于空气H2O 来自于土壤光合作用的产物C6H12O6O2
能源可见光中380----720nm波长光
特点是一个氧化还原反应
二、光合作用的意义
三、光合作用的研究历史：1 光合作用总反应式确定2 光反应和暗反应；
3 光合单位4 两个光系统。
1 光合作用总反应式确定（1）细菌光合作用光CO2+2H2S (CH2O)+O2+H2O光合细菌光CO2+2HOOCCH2CH2COOH 2HOOCCH=CHCOOH +O2+H2O光合细菌光CO2+2H2A(CH2O)+
2A+H2O光合细菌
三、光合作用的研究历史：（2）希尔反应和希尔氧化剂；
4Fe3++2H2O 4Fe2++4H++O2(3)18O的研究:希尔氧化剂
第一节光合作用的意义和研究历史三、光合作用的研究历史：（2）光反应和暗反应；
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第二节叶绿体与光合色素一、叶绿体与光合色素(一)结构与成分被膜外膜内膜间质：(含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA核糖体等)类囊体(基粒)基粒片层间质片层
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第二节叶绿体与光合色素(二)叶绿体色素1、种类叶绿素叶绿素a，兰绿色叶绿素b，黄绿色类胡萝卜素胡萝卜素(α、β、γ)橙黄色叶黄素黄色藻胆素藻红蛋白(仅存在于红藻、蓝藻中)藻蓝蛋白
胡萝卜素和叶黄素结构
第二节叶绿体与光合色素(二)叶绿体色素2.吸收光谱：叶绿素a和b的吸收光谱主要在兰紫光区和红光区胡萝卜素和叶黄素在兰紫光区，它们都不吸收绿光，所以叶片主要为绿色。
叶绿素a和b吸收光谱：
第二节叶绿体与光合色素胡萝卜素和叶黄素吸收光谱
(二)叶绿体色素3.荧光与磷光：叶绿素溶液在透射光下为翠绿色，在辐射光下呈现棕红色，称为荧光现象；
荧光出现后，立即中断光源，继续辐射出极微弱的红光，这种光称为磷光，这种现象称为磷光现象。
荧光与磷光：
皂化反应H、Cu取代
第二节叶绿体与光合色素(二)叶绿体色素4.生物合成：以谷氨酸和α-酮戊二酸为原料，经一系列酶的催化，首先形成无色的原叶绿素，然后在光下被还原成叶绿素。
生物合成途径
第二节叶绿体与光合色素(二)叶绿体色素
6.叶色变化：决定于叶绿素含量，间接反映植株的营养水平和生长发育状况，生产上常以此作为氮肥施用的指标以及高产栽培的指标之一。
第三节原初反应光能电能活跃的化学能稳定的化学能量子电子ATPNDAPH2碳水化合物等原初反应电子传递碳同化能量变化能量物质转变过程PSⅠ，PSⅡ光合磷酸化类囊体类囊体膜叶绿体间质反应部位
的吸收光能的传递光能的转化
第三节原初反应
第四节电子传递和光合磷酸化一、电子传递：1.光合链：光合作用的光反应是由光系统Ⅰ和光系统Ⅱ这两个光系统启动的，两个光系统由电子传递链连接起来。
连接两个光反应的排列紧密而互相衔接的电子传递物质称为光合链。
光合链的特点
2.电子传递体的组成与功能
2.电子传递体的组成与功能
<ATP
<
5. 光合放氧
第四节电子传递和光合磷酸化二、光合磷酸化
光合磷酸化与氧化磷酸化的异同：下表比较两种磷酸化方式的相同点与不同点。
| 项目 | 相同点 | 光合磷酸化 | 氧化磷酸化 |
|---|---|---|---|
| 进行部位 | 均在膜上进行 | 类囊体膜 | 线粒体内膜 |
| ATP形成 | 均经ATP合成酶形成 | 在膜外侧 | 在膜内侧 |
| 电子传递 | 均有一系列电子传递体 | 在光合链上 | 在呼吸链上 |
| 能量状况 | 均有能量转换 | 来自光能的激发，贮藏能量 | 来自底物的分解，释放能量 |
| H2O的关系 | 均与H2O有关 | H2O的光解 | H2O的生成 |
| 质子泵 | 均有质子泵产生 | PQ穿梭将H+泵到膜内 | UQ穿梭将H+泵到膜外 |
第五节碳同化
rice
RUBP羧化酶
Calvin cycleMovie
(二) C3循环的调节1. 自动催化作用
(二)C3循环的调节2.光调节作用
3.光合产物输出速率的调节
2.C4循环(C4一二羧酸途径)：在C4植物中进行。
如玉米、高梁、甘蔗等植物。
3. C4植物的反应过程
C4how it works
Creates high conc of CO2Has PEPcarboxylase
三.CAM(景天酸代谢)途径：在仙人掌科，凤梨科等植物中进行。
FiniSaguaro cactus
(三) C3植物、C4植物和CAM植物光合、生理特性比较
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第五节光呼吸光呼吸是指绿色细胞在光下吸收O2与释放CO2的过程。
一、光呼吸的生化途径1. 乙醇酸的生成
Complicated but important (Taiz & Zeiger)…RUBSICO catalyses C-uptakeFirst stable compound is 3-phosphoglycerate
RUBSICO catalyses O-uptake, and some CO2is lostThus:Thus:lookKnown as photorespiration
2.乙醇酸途径
二、光呼吸的生理意义
暗呼吸与光呼吸的区别：下表比较两种呼吸过程的主要区别。
| 项目 | 暗呼吸 | 光呼吸 |
|---|---|---|
| 对光的要求 | 光下、黑暗下均可进行 | 只在光下与光合作用同时进行 |
| 底物 | 糖、脂肪、蛋白质、有机酸 | 乙醇酸 |
| 进行部位 | 活细胞的细胞质→线粒体 | 叶绿体→过氧化物体→线粒体 |
| 呼吸历程 | 糖酵解→三羧酸循环→呼吸链→末端氧化 | 乙醇酸循环（C2循环） |
| 能量状况 | 产生能量 | 消耗能量 |
第六节影响光合速率的外界条件
1.光光强
1.光光饱和点与光补偿点
1.光光质
1.光光照时间
2. 二氧化碳
3. 温度
3. 温度
4. 水分
第七节光合作用与农业生产一作物对光能的利用效率光能利用率是指光合产物中所贮藏的能量占辐射到地麦的太阳总辐射能的百分率。
二、光能利用率低的原因
三、光合性能的变化规律及其与作物产量的关系1.光合系统的光合性能，即物质的生产性能，也是决定作物光能利用和产量形成的关键。
光合产量＝光合面积×光合能力×光合时间生物产量＝光合产量-光合产物消耗经济产量＝生物产量×经济系数
四、改善光合性能提高作物产量的途径
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