植物的光合作用

植物的光合作用的思维导图，绿色植物吸收太阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。

植物的光合作用

• 光合作用的重要性
  • 定义
    • 绿色植物吸收太阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。
  • 重要性
    • 1.把无机物变成有机物。
    • 2.蓄积太阳能量。
    • 3.环境保护
• 叶绿体及其色素
  • 叶绿体的结构和成分
    • 叶绿体的结构
      • 类囊体膜
        • 基粒类囊体
        • 基质类囊体
      • 基质
        • 基粒
    • 成分
    • 遗传
  • 光合色素的化学特性
    • 叶绿素
      • 叶绿素a
      • 叶绿素b
      • 绝大部分叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有受收集和传递光能的作用，少数特殊状态的叶绿素a分子有将光能转化为化学能的作用。
    • 类胡萝卜素
      • 胡萝卜素
      • 叶黄素
  • 光合色素的光学特性
    • 两个吸光区
      • 在波长为640~660nm的红光部分。
      • 在波长为430~450nm的蓝紫光部分
    • 激发态
      • 转变的途径
        • 吸收的光能有的以热的形式消耗回到基态
        • 分子吸收的光能也以光能释放，叶绿素分子回到基态
        • 激发态的叶绿素参与能量转移，迅速地把光能传递给临近的其他分子
  • 叶绿素的合成和降解
    • 合成
      • 叶绿素a的合成
      • 叶绿素b的合成
        • 由叶绿素a演变过来
    • 降解
• 光合作用的过程
  • 原初反应（光合作用的起点）
    • 光能的吸收
      • 固定一个光子大约需要300个叶绿素分子
      • 进行功能吸收的功能单位是由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质组成的复合物，即光系统。每个光系统含有两个主要成分
        • 聚合光复合物
          • 聚光中心的复合物中的色素，即聚光色素，没有光化学活性能吸收光能，并能把吸收的光能转化到反应中心色素。
        • 反应中心复合物
          • 反应中心色素具有光化学活性，既能捕获光能又能将光能转化为化学能。
    • 光能的传递
      • 光能在不同色素间的传递顺序:类胡萝卜素→叶绿素b→叶绿素a→特殊叶绿素a对
    • 光能的转换
      • 光化学反应:叶绿素吸收光能后十分迅速的产生氧化还原反应的化学变化
        • 能将光能直接转化为化学能，是光合作用的核心环节。
  • 电子传递和光合磷酸化
    • 电子传递
      • 光系统
        • 光系统Ⅰ
        • 光系统Ⅱ
      • 光合电子传递体及其功能
        • PS Ⅱ复合体:释放氧气，产生电子，释放质子到类囊体腔内
        • 细胞色素b₆f复合体:位于PS Ⅱ和PS Ⅰ之间，通过可扩散的电子载体来进行电子传递
        • PS Ⅰ复合体:将电子从PC传递给Fd
        • 光合电子传递途径
          • 非环式电子传递
          • 环式电子传递
          • 假环式电子传递
    • 光合磷酸化
      • ATP合酶
        • 利用膜两侧质子浓度梯度把ADP和无机磷酸合成ATP
      • ATP产生
        • 由光能转化来的电脑进一步形成活跃的化学能，暂时储存在ATP和NADPH
  • 碳同化
    • 定义:碳同化作用是利用光反应形成同化力将CO₂还原成糖类物质的过程
    • C₃途径——卡尔文循环
      • 羧化阶段
      • 还原阶段
      • 更新阶段
        • RuBP的更新阶段
          • 每循环一次 只固定一个CO₂，循环三次才能把三个CO₂分子同化为一个三碳糖分子。
      • 卡尔文循环调节
        • 自身催化
        • 光的调节
          • 通过铁氧还原蛋白-硫氧还原蛋白系统
          • 光增加Rubisco活性
        • 光合产物转运
    • C₄途径——四碳二羧酸途径
      • C₄途径的反应步骤
        • 羧化与还原
        • 转移与脱羧
        • 更新
      • C₄途径的类型
        • NADP苹果酸酶类型
        • NAD苹果酸梅类型
        • PEP羧化酶激酶类型
      • C₄途径的调节
    • CAM——景天酸代谢途径
    • 光合作用
      • 淀粉在叶绿体中合成
      • 蔗糖在细胞质基质中合成
      • 淀粉和蔗糖合成的调节
• C₃、C₄与CAM植物的光合特性比较
  • 叶片结构
  • 生理特征
    • 羧化酶种类和位置
    • PED羧化酶对CO₂的亲和力强
• 光呼吸
  • 途径
    • 子主题
  • 生理功能
    • 减少光抑制
    • 在营养呼吸条件下避免损失过多的碳
    • 光呼吸可能为光合作用过程提供磷或参与某些蛋白质的合成过程
• 影响光合作用的因素
  • 外界条件对光合速率的影响
    • 光照
    • CO₂
    • 温度
    • 矿质元素
    • 水分
    • 光合速率的变化
  • 内部因素对光合速率的影响
    • 不同部位
      • 叶绿素含量越高，光合越强
    • 不同生育期
• 植物对光能的利用
  • 植物的光能利用率
  • 提高光能利用率的途径
    • 延长光合作用时间
      • 提高复数指数
      • 补充人工光照
    • 增加光合面积
    • 提高光合效率
      • 优化光能的吸收、传递和转化效率
      • 增加光能的高效利用
      • 提高光合碳同化效率
      • 促进光合产物从叶片向经济器官的运输