光合作用碳反應(yīng)ppt課件

.,1,第二章：維持生命現(xiàn)象的能量,第一節(jié)光合作用,.,2,生物體能量的來(lái)源,1.自營(yíng)生物-光合細(xì)菌、綠色植物可利用光能硝化細(xì)菌利用銨(NH4+)硫化細(xì)菌利用硫化氫(H2S)2.異營(yíng)生物-動(dòng)物、真菌、寄生細(xì)菌、寄生植物,植物及藻類每年將2000億噸的碳元素轉(zhuǎn)換為醣類，提供自身及異營(yíng)生物使用。,.,3,英格曼的實(shí)驗(yàn),以水綿（一種綠藻）與好氧菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn),紅、藍(lán)光波部分聚集的好氧菌最多,.,4,光合色素的吸收光譜,植物吸收光能的構(gòu)造,.,6,光系統(tǒng)（photosystem,PS）,1.定義：位於葉綠體中，由許多色素分子所構(gòu)成，能吸收光能的構(gòu)造。2.光系統(tǒng)=天線色素反應(yīng)中心(1)天線色素-a.葉綠素類（葉綠素a、葉綠素b）b.類胡蘿蔔素類(胡蘿蔔素、葉黃素)(2)反應(yīng)中心-為一對(duì)葉綠素a分子，能接受天線色素轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的光能。,.,7,透過(guò)兩種光系統(tǒng)完成光反應(yīng),PS(P680)：葉綠素在680nm吸光度最大PS(P700)：葉綠素在700nm吸光度最大,光系統(tǒng)中的能量傳遞示意圖,.,8,基態(tài)電子吸收光能激態(tài)電子,光合作用光反應(yīng)(在類囊體膜上進(jìn)行),1.光系統(tǒng)吸收光能後葉綠素a釋出電子：2.光水解作用：2H2OO2+4H+4e-(遞補(bǔ)P680+)3.電子傳遞鏈：電子經(jīng)過(guò)電子傳遞鏈，釋出的能量合成ATP及NADPH。（碳反應(yīng)的能量及還原劑）,.,10,光反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程,1.能量：光能天線色素葉綠素反應(yīng)中心(P680/P700)放出電子(P680+/P700+)2.P680+能引起光水解以補(bǔ)充失去的電子，P700+失去的電子由電子傳遞鏈的電子補(bǔ)充。3.經(jīng)過(guò)P700+激發(fā)後的電子用於合成NADPH。4.電子的轉(zhuǎn)移過(guò)程：水PS(P680)吸收光能電子傳遞鏈(合成ATP)PS(P700)吸收光能NADPH（用於暗反應(yīng)）5.NADPH及ATP用在碳反應(yīng)，做為還原劑及能量。,.,11,光合作用反應(yīng)式,6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2,6C18O2+12H2OC6H1218O6+6H218O+6O2,利用基質(zhì)中的酵素及光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH進(jìn)行CO2的同化作用，稱為卡爾文循環(huán)(三碳循環(huán))（分三階段）1.固碳作用：6CO2+6五碳糖12三碳化合物2.還原反應(yīng)：（消耗12ATP及12NADPH）12三碳化合物12三碳糖(3-磷酸甘油醛)三碳糖中有2個(gè)用於形成六碳糖3.五碳糖再生：（消耗6ATP）三碳糖中有10個(gè)用於再生五碳糖,光合作用碳反應(yīng)（在基質(zhì)中進(jìn)行）,碳反應(yīng)卡爾文循環(huán),光合作用產(chǎn)物的去向,三碳糖1.葉綠體基質(zhì)中：合成澱粉2.細(xì)胞質(zhì)中：合成蔗糖（葡萄糖果糖）,.,15,C3、C4、CAM植物,C3植物-固定CO2後形成3C化合物如：水稻、小麥、燕麥、大豆、長(zhǎng)春花C4植物-固定CO2後形成4C化合物如：甘蔗、玉米CAM(景天科酸代謝)植物-夜間氣孔打開(kāi)固定CO2如：仙人掌、鳳梨,C4植物-卡爾文循環(huán)在維管束鞘細(xì)胞進(jìn)行,1.生長(zhǎng)在較高溫、缺水的乾旱地區(qū)，氣孔開(kāi)孔小，造成二氧化碳濃度低。2.C4植物以維管束鞘細(xì)胞維持CO2的濃度，在高溫下光合作用速率較C3植物高。,第一階段固碳-葉肉細(xì)胞第二階段固碳-維管束鞘細(xì)胞,C4植物-在維管束鞘細(xì)胞進(jìn)行四碳循環(huán),1.葉肉細(xì)胞進(jìn)行固碳作用後形成4C化合物。2.4C化合物送到維管束鞘細(xì)胞後形成另一種4C化合物，再釋出CO2進(jìn)行卡爾文循環(huán)。,CAM植物-第一階段固碳作用在夜間進(jìn)行,1.生長(zhǎng)在極端缺水的地區(qū)，具針狀葉及肉質(zhì)莖。2.白天氣孔關(guān)閉，夜間才行固碳作用。光合作用速率只有C3植物的1/23.夜間固定CO2後形成4C化合物，儲(chǔ)存在液泡內(nèi)，白天才釋出CO2，進(jìn)行卡爾文循環(huán)。,第一階段固碳-晚上形成4C化合物第二階段固碳-白天4C化合物釋出CO2,.,19,探討活動(dòng)-光合色素的層析分離,1.以有機(jī)溶劑(丙酮與石油醚)作為展開(kāi)液，將光合色素在長(zhǎng)形濾紙上分離。2.將烘乾的葉片搗碎，加入90%丙酮研磨，萃取出葉綠素，以毛細(xì)管吸取，滴在長(zhǎng)形濾紙一端，以吹風(fēng)機(jī)吹乾。3.將濾紙放入盛有展開(kāi)液的量筒內(nèi)。(展開(kāi)液高度不超過(guò)1.5cm)4.待展開(kāi)液上升到上端5cm處，取出濾紙，以鉛筆在展開(kāi)液上升位置及各種色素上升位置作記號(hào)。,.,20,探討活動(dòng)-光合色素的層析分離,1.各種光合色素於展開(kāi)液中的溶解度不同，溶解度較高的色素流動(dòng)相(展開(kāi)液)在濾紙上的移動(dòng)速度較快2.測(cè)量濾液原點(diǎn)處到各色素的上升距離（A），以及原濾液點(diǎn)線到展開(kāi)液的上升距離（B），並計(jì)算A/B值，此比值即稱為Rf值(一種有機(jī)物質(zhì)以同樣的層析分析法分離時(shí)，必有其特定的Rf值)。,.,21,探討活動(dòng)-光反應(yīng)的還原作用,1.利用DCPIP顏色變化之性質(zhì)，檢驗(yàn)光合作用時(shí)，是否有電子的釋出2.以氧化型DCPIP(藍(lán)色)為電子接受劑。3.將含有葉綠體的菠菜汁倒入0.5M蔗糖液，維持其滲透壓，使分離的葉綠體維持活性。,希爾反應(yīng)(HillReaction),探討活動(dòng)-光反應(yīng)的還原作用,1.A、B、C、D試管中，分別加入0.5M蔗糖溶液3mL及DCPIP溶液0.5mL。2.A及C試管中再加葉綠體溶液1m