导图社区 植物的光合作用
植物生理学之植物的光合作用知识总结，包括光合作用概述、叶绿体的结构与光合色素、光合作用的机制、光合作用的生理生态等。
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植物的光合作用
光合作用概述
光合作用的发现
1771年，J.Proestley发现了植物放氧，人们一般以他为光合作用的发现者
光合作用的重要性
1.把无机物转变为有机物
2.把光能转变成化学能
3.维持大气氧气和二氧化碳的相对平衡
叶绿体的结构与光合色素
叶绿体的结构与功能
叶绿体被膜、类囊体、叶绿体基质
双层膜：控制代谢物质进出的屏障
类囊体膜称为光合膜，含有光合色素，降光能转变为化学能
叶绿体基质：光合产物淀粉形成和贮藏的场所
光合色素的结构与光化学特性
光合色素都包埋在类囊体膜中，一共价键与蛋白质结合在一起形成色素蛋白，以吸收和传递光能。
光合色素
叶绿素
不溶于水，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。叶绿素a：蓝绿色；叶绿素b：黄绿色。大多数chla和全部chlb具有吸收和传递光能的作用，少数chla分子能将光能转化为电能。
类胡萝卜素
胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜醇
藻胆素
藻红素、藻蓝素、别藻蓝素
光合色素的吸收光谱
叶绿素吸收640~660nm的红光区和430~450nm的蓝紫光区
胡萝卜素和叶黄素在400~500的蓝紫光区
光合色素的荧光现象和磷光现象
叶绿素的生物合成及降解
叶绿素的生物合成
影响叶绿色生物合成的条件
光照、温度、矿质元素、水分、氧气
叶绿素的降解
光合作用的机制
光能的吸收传递与转换
原初反应
类囊体膜上的光合色素可分为反应中心色素和聚光色素
反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素a分子，既能捕获光能，又能将光能转换为电能
细胞色素b6f复合体与质子转运
在ps2和ps1光反应复合体间进行电子的传递，催化PQH2的氧化和PC的还原
聚光色素：主要作用是吸收光能，并把吸收的光能传递到反应中心色素，包括绝大部分的叶绿素a和全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等。
光合电子传递与质子转移
光合链
“z”方案
光合电子传递体及其功能
红降现象证实了两个光化学反应
ps2
光合电子传递链上第一个多亚基的蛋白复合体
水的光解和放氧
质体醌
是ps2和Cytb6f复合体之间的电子载体
质蓝素
水溶性的含铜蛋白质，存在于类囊体腔内
ps1
包含p700、电子受体和PS1聚光色素复合体。
光合电子传递的类型：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
分为非环式、环式、假环式；光合磷酸化与电子传递是通过ATP合酶（偶联因子）联系在一起的。
光能的分配调节与光保护
过量光子会通过第一道防线变成有毒光产物，接着通过第二道防线损伤ps2的D1蛋白然后修复从头合成，变成氧化的D1，最后变成光抑制。
光合作用的碳同化
C3
羧化阶段、还原阶段、再生阶段
C3途径的调节分为：自动催化调节作用、光调节作用、光合产物输出速率的调节
C4
根据运入维管束鞘的C4-二羧酸的种类以及参与脱羧反应的酶类，C4途径又分为三种类型：依赖NADP-苹果酸酶的苹果酸型、依赖NAD-苹果酸酶的天冬氨酸型、具有PEP羧化酶的天冬氨酸型。
CAM
夜间气孔开放，吸收CO2
光合作用的产物
光合作用的直接产物
氨基酸、蛋白质、脂肪酸和有机酸
淀粉与脂肪的合成
蔗糖与淀粉合成的调节
光的调节
代谢物的调节
光呼吸
光呼吸的生化途径
Rubisco是一种双功能酶。具有催化RuBP羧化反应和加氧反应两种功能。
光呼吸的生理功能
消除乙醇酸的毒害；维持C3途径的运转；防止强光对光合机构的破坏；氮代谢的补充；减少碳的损失。
光呼吸的调节控制
应用光呼吸抑制剂；提高CO2浓度；降低光呼吸能耗。
光合作用的生理生态
光合速率及测定
光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出氧气的量。光合生产率是指植物在较长时间内，单位叶面积生产的干物质量。光呼吸速率是指绿色组织在光下，单位时间、单位叶片面积吸收O2或释放CO2的量。
影响光合作用的因素
光照
光强度
光合作用的光抑制
光质
光照时间
CO2
Co2-光合速率曲线
CO2供应
温度
水分
矿质营养
大气污染
光合作用与作物产量
光能利用率
光能利用效率
辐射
蒸气压差
氮素
提高产物的途径
经济系数
提高光合能力
增加光合面积
延长光合时间
减少有机物质消耗
提高经济系数
