植物光合作用

这是一篇关于植物光合作用的思维导图，光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。 其主要包括光反应、暗反应两个阶段， 涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

植物光合作用

• 概念：光养生物利用光能把无机物和有机物的过程
• 意义：
  • 把无机物变为有机物
  • 巨大的能量转换过程
  • 环境保护
• 叶绿体及其色素
  • 叶绿体结构
    • 被膜
    • 基质
    • 类囊体
  • 光合色素化学特性
    • 叶绿素
      • 叶绿素(蓝绿色)
      • 叶绿素b(黄绿色)
    • 类胡萝卜素
      • 胡萝卜素(橙黄色)
      • 叶黄素(亮黄色)
  • 光合色素光学特性
    • 吸收光谱
    • 荧光现象
    • 磷光现象
  • 光合色素生物合成
• 光反应机理
  • 光反应
    • 原初反应
      • 发生部位：在类囊体膜上光系统
      • 概念：是发生于光合作用最起始阶段的反应，包括光能的吸收、传递和引起作用中心的第一个光化学反应的过程
      • 反应特点
        • 速度非常快
        • 与温度无关
      • 光能的转换
        • 聚光色素天线色素）：没有光化学活性，只有收集光能的作用，包括大部分 chla 和全部 chlb 、胡萝ト素、叶黄素
        • 反应中心色素：少数特殊状态的 chla 分子，它具有光化学活性，是光能的“捕捉器”、“转换器”
      • 光物理反应
      • 光化学反应
        • 反应中心组成
          • 反应中心色素分子（ P D 原初电子供体）
          • 原初电子受体（ A )
          • 次级电子受体与供体等电子传递体
          • 维持电子传递体的微环境所必需的蛋白质
        • 概念：原初反应的光化学反应实际就是由光引起的反应中心色素分子与原初电子受体间的氧化还原反应。
        • 实现电荷分离，将光能转化为电能
    • 电子传递和光合磷酸化
      • 能量转变：电能转变为活跃化学能
      • 光系统
        • 红降现象：用波长大于680nm的远红光虽然被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降的现象
        • 双光增益效应或爱默生效应：红光（680nm）和远红光（波长大于700 nm ）协同作用，增加光合效率的现象。
        • 两个光化学反应：
          • PSⅠ：还原 NADP +
          • PSⅡ：使水裂解放氧，把水中的电子传至质醌。
      • 光合链："Z"字方案
      • 电子传递类型
        • ①非环式电子传递
        • ②环式电子传递
        • ③假环式电子传递
    • 光合磷酸化
      • 概念：光下在叶绿体（或载色体）中发生的由 ADP 与 Pi 合成 ATP 的反应
      • 类型
        • 环式光合磷酸化
        • 非环式光合磷酸化
      • 机理
        • 合成部位类囊体膜上的 ATP 合酶 合成动力类囊体膜内外的质子动力
        • 光合电子传递链的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力 并由质子动力推动 ATP 的合成。
  • 暗反应
    • 碳同化
      • 概念：植物利用光反应中形成的ATP和NADPH 将二氧化碳转化为碳水化合物的过程
      • 物质与能量变化
        • C3途径(卡尔文循环)
          • 羧化阶段
            • CO2与RuBP结合，并水解产生PGA的反应
          • 还原阶段
            • 利用同化力将PGA还原为GAP的过程
          • 再生阶段
            • 由GAP重新形成RuBP的过程
          • 发生部位
            • 叶绿体基质中
        • C4途径
          • ①羧化阶段
          • ②还原或转氨阶段
          • ③脱羧阶段
          • ④底物再生阶段
        • 景天酸代谢途径 （CAM 途径）
        • 光呼吸
          • 概念：植物的绿色细胞依赖光照吸收氧气和释放COz的过程
          • 1.光呼吸仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生。
          • 2.光呼吸的底物为乙醇酸，光呼吸的生化途径是乙醇酸的代谢 3.光呼吸的发生与 Rubisco 的双重催化功能有关
          • 光呼吸的生化途径
            • 乙醇酸的代谢
              • 代谢经过细胞器
                • 叶绿体
                • 线粒体
                • 过氧化体
          • 生理功能
            • (1）回收碳素
            • (2）维持 C3 光合碳还原循环的运转
            • (3）防止强光对光合机构的破坏作用
            • (4）消除乙醇酸