导图社区 光合作用
光合作用简介，光合作用是绿色植物（包括藻类）吸收光能，将二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。
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光合作用
光合色素
光学特性
辐射能量
E=hv=hc/λ
荧光现象
第一单线态→基态
第一单线态：叶绿素被红光激发 原配对电子自旋方向相反
磷光现象
第一三线态→基态
第一三线态：激发或退激时电子自旋方向改变 使原配对电子自旋方向相同
类型
叶绿素
叶绿素a
蓝绿色
叶绿素b
黄绿色
构成
金属卟啉环
4吡咯环+1 镁离子
有一含羰基和羟基同素环
叶绿醇
4异戊二烯单位组成的双萜
亲脂的脂肪链
作用
吸收红光蓝紫光
类胡萝卜素
胡萝卜素α
胡萝卜素β
胡萝卜素γ
叶黄素
吸收蓝光蓝紫光
保护作用
藻胆素
藻蓝蛋白
吸收红橙光
藻红蛋白
吸收绿光
叶绿素的合成与降解
合成
过程
Glu→卟胆原（胆色素原）→原卟啉Ⅸ→单乙烯基原叶绿素酯a→叶绿素酯a→叶绿素a
影响因素
光(主要因素)
温度（影响酶活性）
营养元素
水分
O₂
降解
与叶绿素结合的蛋白可被循环利用 代谢产物不可进一步利用
叶绿素酶除去叶绿醇
镁脱螯合酶除去镁离子
加氧酶打开卟啉结构
四吡咯形成水溶性无色产物
光合作用原理
光反应
原初反应（光能→电能）
光化学反应中心复合体
PSⅠ
颗粒较小，主要分布于类囊体膜的非垛叠区
把电子由PC传到Fd（铁氧还蛋白）使NADP⁺还原
PSⅡ
颗粒较大，主要分布于类囊体膜的垛叠区
光解水放出氧和质子并将电子传递给质醌
由D₁，D₂，CP₄₃，CP₄₇蛋白和P₆₈₀色素分子组成
QA（PQA）是牢固结合于D₂的质醌，QB（PQB）是牢固结合于D₁的质醌，得到两个电子后形成PQH₂释放到膜脂中
红降效应
光波＞680nm（远红光）时量子产量陡降
爱默生效应（双光增益效应）
在远红光（710nm）时补充红光（650nm）量子产额大增（多于两光单独照射总和）
电子传递与光合磷酸化（电能→活跃化学能）
Z链电子传递模型
Cyt b₆f复合体
组成
2个Cytb，1个Cytc（以前Cytf），1个Fe-S蛋白，2个醌氧化还原部位
醌循环Cytb₆f复合体的电子传递和质子跨膜机制
光合磷酸化
光合电子传递途径及光合磷酸化类型
循环式光合电子传递途径及光合磷酸化（主要途径）
非循环式光合电子传递途径及光合磷酸化
仅PSⅠ激活，逆境下增强，调节光合作用
假环式光合电子传递途径及光合磷酸化
强光下，NADP⁺供应不足时发生
碳反应（暗反应）
碳的同化（活跃化学能→稳定化学能）
途径
卡尔文循环（C₃循环）
固CO2最基本生化途径
羧化→还原→更新
CO₂受体为核酮糖二磷酸
调节因素
自身催化
使RuBP含量适当，循环稳定
光的调节（激活各种靶酶）
Rubisco
果糖二磷酸酶
景天庚酮糖酶
磷酸甘油醛脱氢酶
磷酸核酮糖激酶
光合产物转运
光合速率与光合产物TP运输数量（蔗糖合成数量）成正比
C₃植物：水稻，小麦等
C₄循环
不普遍且不能形成淀粉等光合产物
CO₂受体为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）
在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）催化下固定HCO₃⁻，形成草酰乙酸（OAA）
C₄植物：高粱，蔗糖，玉米等
主要分布在热带和亚热带
景天酸代谢途径（CAM）
晚上气孔开放吸收CO₂，与PEPC结合形成OAA进一步还原为苹果酸
景天科植物：景天，落地生根等
功能
固定，转运CO₂（C₃循环可形成淀粉等光合产物）
光合产物
糖类：单糖（G，F），双糖（蔗糖*←细胞质），多糖（淀粉*←叶绿体）
有机酸（乙醇酸，丙酮酸，苹果酸）
AA（Ala，Gly）
脂肪酸（棕榈酸，油酸，亚油酸）
蛋白质
光呼吸
依赖光照吸收O₂放出CO₂
消耗ATP和还原力（Fd），释放CO₂
功能（猜测）
保护作用防止强光破坏
维持C₃途径
CO₂损失补救
消除乙醇酸毒害
氮代谢补充
光
CO₂
温度
矿质元素
