光合作用原初反應(yīng)ppt課件
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光合作用 —— 原初反應(yīng),1,原初反應(yīng),光能,電能,活躍的 化學(xué)能,穩(wěn)定的 化學(xué)能,量子,電子,ATP NDAPH2,碳水化 合物等,原初反應(yīng),電子傳遞,碳同化,能量 變化,,,,,能量物質(zhì),,,,,轉(zhuǎn)變過程,,PSⅠ,PSⅡ,光合磷酸化,,類囊體,類囊體膜,葉綠體間質(zhì),反應(yīng)部位,,2,光合作用的三個步驟: ★光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換為電能: 原初反應(yīng),產(chǎn)生e ★電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能(ATP & NADPH): e傳遞和光合磷酸化,產(chǎn)生ATP和NADPH ★活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能: CO2的同化,形成碳水化合物,,,3,原初反應(yīng),,光能的吸收,光能的傳遞,光能的轉(zhuǎn)化,4,原初反應(yīng) 原初反應(yīng)是指光合色素分子對光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換過程。它是光合作用的第一步,速度非???,可在皮秒(ps,10-12秒)與納秒(ns,10-9秒)內(nèi)完成,且與溫度無關(guān),可在-196℃(液氮溫度)或-271℃(液氦溫度)下進(jìn)行。,,,5,葉綠素等分子吸收光能后如何進(jìn)行光反應(yīng)呢?,光合單位,6,光合單位包括了聚光色素系統(tǒng)和光合反應(yīng)中心兩部分。 光合單位定義:結(jié)合于類囊體膜上能完成光化學(xué)反應(yīng)的最小結(jié)構(gòu)的功能單位。,光合單位,7,根據(jù)功能來區(qū)分,類囊體膜上的光合色素可為二類: (1)反應(yīng)中心色素(reaction centre pigments),少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a分子屬于此類,它具有光化學(xué)活性,既能捕獲光能,又能將光能轉(zhuǎn)換為電能(稱為“陷阱”)。 (2)聚光色素(light-h(huán)arvesting pigments),又稱天線色素(antenna pigments),它沒有光化學(xué)活性,能吸收光能,并把吸收的光能傳遞到反應(yīng)中心色素,絕大多數(shù)色素,包括絕大部分葉綠素a和全部的葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素等都屬于此類。 聚光色素位于光合膜上的色素蛋白復(fù)合體上,反應(yīng)中心色素存在于反應(yīng)中心(reaction center)。但二者是協(xié)同作用的,若干個聚光色素分子所吸收的光能聚集于1個反應(yīng)中心色素分子而起光化學(xué)反應(yīng)。一般來說,約250~300個色素分子所聚集的光能傳給一個反應(yīng)中心色素。,8,光合單位,,9,當(dāng)波長范圍為400~700nm的可見光照射到綠色植物時,天線色素分子吸收光量子而被激發(fā),以“激子傳遞”(exciton transfer)和“共振傳遞”(resonance transfer)兩種方式進(jìn)行能量傳遞。 激子傳遞:由高能電子激發(fā)的量子,可以轉(zhuǎn)移能量,但不能轉(zhuǎn)移電荷。 共振傳遞:依賴高能電子振動在分子間傳遞能量。 大量的光能通過天線色素吸收、傳遞到反應(yīng)中心色素分子,引起光化學(xué)反應(yīng)。,10,,11,光化學(xué)反應(yīng)是在光合反應(yīng)中心進(jìn)行的。 反應(yīng)中心是進(jìn)行原初反應(yīng)的最基本的色素蛋白復(fù)合體 包括一個反應(yīng)中心色素分子即原初電子供體(primary electron donor,P)、一個原初電子受體(primary electron acceptor,A)和一個次級電子供體(secondary electron donor,D),以及維持這些電子傳遞體的微環(huán)境所必需的蛋白質(zhì) 反應(yīng)中心原初電子受體:直接接受反應(yīng)中心色素分子傳來電子的物質(zhì) 反應(yīng)中心次級電子供體:將電子直接供給反應(yīng)中心色素分子的物質(zhì)。 在光下,光合作用原初反應(yīng)是連續(xù)不斷地進(jìn)行的,因此,必須不斷有最終電子供體和最終電子受體的參與,構(gòu)成電子的“源”和“庫”。高等植物的最終電子供體是水,最終電子受體是NADP+。,光化學(xué)反應(yīng),12,光化學(xué)反應(yīng),光化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)上是由光引起的反應(yīng)中心色素分子與原初電子受體和次級供體之間的氧化還原反應(yīng)。天線色素分子將光能吸收和傳遞到反應(yīng)中心后,使反應(yīng)中心色素分子(P)激發(fā)而成為激發(fā)態(tài)(P*),釋放電子給原初電子受體(A),同時留下了“空穴”,成為陷井(trap)。反應(yīng)中心色素分子被氧化而帶正電荷(P+),原初電子受體被還原而帶負(fù)電荷(A-)。這樣,反應(yīng)中心發(fā)生了電荷分離,反應(yīng)中心色素分子失去電子,便可從次級電子供體(D)那里奪取電子,于是反應(yīng)中心色素恢復(fù)原來狀態(tài)(P),而次級電子供體卻被氧化(D+)。這就發(fā)生了氧化還原反應(yīng),完成了光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程,13,類囊體膜上的光反應(yīng)中心,Emerson紅降現(xiàn)象 用不同波長的光照射綠藻,研究其光合效率。當(dāng)波長大于685nm(遠(yuǎn)紅光),量子產(chǎn)額急劇下降 量子產(chǎn)額:吸收1個光量子放出的O2或固定CO2數(shù)目,Emerson雙光增益效應(yīng) 用紅光(650nm)和遠(yuǎn)紅光(685nm)同時照射時,光合速率高于2種光單獨(dú)照射時光合速率之和,14,原初反應(yīng)的能量吸收,傳遞與轉(zhuǎn)換圖解,15,The End,,16,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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