大學(xué)生物專業(yè)英語(yǔ)lesson-two

LessonTwo

Photosynthesis1/7/20251教學(xué)目的：使學(xué)生掌握細(xì)胞的光合作用機(jī)理，光合系統(tǒng)Ⅰ與光合系統(tǒng)Ⅱ結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。相關(guān)英語(yǔ)詞匯以及主要用法。

教學(xué)重點(diǎn)：光合作用中相關(guān)的概念和功能，及相關(guān)英語(yǔ)詞匯的掌握教學(xué)難點(diǎn)：專業(yè)英語(yǔ)詞匯的記憶

1/7/20252Photosynthesisn.光合作用Chlorophylln.葉綠素Protistn.原生生物Exergonica.放能的Endergonica.吸能的Chloroplastn.葉綠體Thylakoidn.類囊體Glossary1/7/20253Photosynthesisoccursonlyinthechlorophyll-containingcellsofgreenplants,algae,andcertainprotistsandbacteria.光合作用只發(fā)生在含有葉綠素的綠色植物細(xì)胞，藻類，某些原生生物和細(xì)菌之中。Introduction1/7/20254Overall,itisaprocessthatconvertslightenergyintochemicalenergythatisstoredintheformofmolecularbonds.總體來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，并將能量貯存在分子鍵中。1/7/20255Fromthepointofviewofchemistryandenergetics,itistheoppositeofcellularrespiration.從化學(xué)和熱力學(xué)(動(dòng)能學(xué))角度來(lái)看，它是細(xì)胞呼吸作用的逆反應(yīng)Whereascellularrespirationishighlyexergonicandreleasesenergy,photosynthesisrequiresenergyandishighlyendergonic.但是細(xì)胞呼吸作用是高度放能的，光合作用是需要能量的,并且是高度吸能的過(guò)程。1/7/20256PhotosynthesisstartswithCO2andH2Oasrawmaterialsandproceedsthroughtwosetsofpartialreactions.光合作用以二氧化碳和水為原材料并經(jīng)歷兩步化學(xué)反應(yīng)。

Inthefirstset,calledthelight-dependentreactions,watermoleculesaresplit(oxidized),O2isreleased,andATPandNADPHareformed.第一步，稱光反應(yīng)，水分子裂解（分解）(被氧化)，氧分子被釋放，ATP和NADPH形成。Thesereactionsmusttakeplaceinthepresenceoflightenergy.此反應(yīng)必須在存在光能的條件下發(fā)生。1/7/202571/7/20258Inthesecondset,calledlight-independentreactions,CO2isreduced(viatheadditionofHatoms)tocarbohydrate.第二步，稱暗反應(yīng)，二氧化碳被還原成碳水化合物。ThesechemicaleventsrelyontheelectroncarrierNADPHandATPgeneratedbythefirstsetofreactions.這步反應(yīng)依賴于由第一步反應(yīng)產(chǎn)生的電子載體NADPH以及ATP。1/7/202591/7/202510Bothsetsofreactionstakeplaceinchloroplasts.

兩步反應(yīng)都發(fā)生在葉綠體中。Mostoftheenzymesandpigmentsforthelight-dependentreactionsareembeddedinthethylakoidmembraneofchloroplasts.光反應(yīng)需要的大部分酶和色素都是包埋在葉綠體的類囊體膜上。Thedarkreactionstakeplaceinthestroma.暗反應(yīng)發(fā)生在基質(zhì)中。1/7/202511

1.Howlightenergyreaches

photosyntheticcells

光合細(xì)胞如何吸收光能的

1/7/202512Glossaryabsorptionspectrum：吸收光譜Carotenoid：類胡蘿卜素Antenna：天線、觸角Funnel：漏斗、煙窗Aggregation：集合體、聚合Photosystem：光系統(tǒng)1/7/202513Theenergyinlightphotonsinthevisiblepartofthespectrumcanbecapturedbybiologicalmoleculestodoconstructivework.生物分子能捕獲可見光譜中光子的能量。Thepigmentchlorophyllinplantcellsabsorbsphotonswithinaparticularabsorption

spectrum—astatementoftheamountoflightabsorbedbychlorophyllatdifferentwavelengths.植物細(xì)胞中的葉綠素可以吸收特定吸收光譜中的光子。1/7/202514Whenlightisabsorbeditaltersthearrangementofelectronsintheabsorbingmolecule.在吸收光能時(shí),光可以改變捕光分子中的電子排列。Theaddedenergyofthephotonbooststheenergyconditionofthemoleculefromastablestatetoaless-stableexcitedstate.光子的能量激活了分子的能量狀態(tài)，使其從基態(tài)（穩(wěn)定態(tài)）進(jìn)入激發(fā)態(tài)（不穩(wěn)定的）。

1/7/202515Duringthelight-dependentreactionsofphotosynthesis,astheabsorbingmoleculereturnstothegroundstate,the“excess”excitationenergyistransmittedtoothermolecularandstoredaschemicalenergy.在光合作用的光反應(yīng)中,當(dāng)捕光分子回到基態(tài)時(shí),額外的激發(fā)能被轉(zhuǎn)移到其它分子中并且以化學(xué)能的形式貯存.1/7/202516Allphotosyntheticorganismscontainvariousclassesofchlorophyllsandoneormorecarotenoidpigmentsthatalsocontributetophotosynthesis.所有的光合生物都含有各種類型的葉綠素和一種或多種與光合作用相關(guān)的類胡蘿卜素分子（光合作用的輔助色素）。

Groupsofpigmentmoleculescalledantennacomplexesarepresentonthylakoids.天線色素分子群（稱作天線復(fù)合體的色素分子群）存在于類囊體中。1/7/202517Lightstrikinganyoneofthepigmentmoleculesisfunneledtoaspecialchlorophyllamolecule,termedareaction-centerchlorophylls,whichdirectlyparticipatesinphotosynthesis。激活色素分子的光能象進(jìn)入漏斗一樣被轉(zhuǎn)移到直接參與光合作用的反應(yīng)中心葉綠素分子中。1/7/202518Mostphotosyntheticorganismspossesstwotypesofreaction-centerchlorophylls,P680andP700,eachassociatedwithanelectronacceptormoleculeandanelectrondonormolecule.大多數(shù)光合生物含有兩個(gè)反應(yīng)中心葉綠素分子，P680和P700，每個(gè)都與電子受體和電子供體相連。TheseaggregationsareknownrespectivelyasphotosystemI(P700)andphotosystemII(P680).這些集合體分別是大家熟知的光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ。1/7/202519

2.Thelight-dependentreaction:convertingsolarenergyintochemical-bondenergy

光反應(yīng)：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能1/7/202520Cleavev.裂開、劈開Plastiquinonen.質(zhì)醌Ferredoxinn.[生化]鐵氧化還原蛋白Coenzyme

輔酶Photophosphorylation

光合磷酸化noncyclic

photophosphorylation

非環(huán)形光合磷酸化ribulose

biphosphate

核酮糖二磷酸carboxylasen.

羧(基)酶,羧化酶1/7/202521photorespirationn.[生化]光呼吸(作用)Anatomyn.剖析,解剖學(xué)aridadj.干旱的,貧瘠的(土地等),無(wú)趣的,沉悶的lessenv.減少,減輕1/7/202522Thephotosystemsofthelight-dependentreactionsareresponsibleforthepackagingoflightenergyinthechemicalcompoundsATPandNADPH.

光反應(yīng)的光系統(tǒng)將光能轉(zhuǎn)化成化合物（化學(xué)復(fù)合物）ATP和NADPH。1/7/202523Thispackagingtakesplacethroughaseriesofoxidation-reductionreactionssetinmotionwhenlightstrikestheP680reactioncenterinphotosystemII.當(dāng)光激活光系統(tǒng)Ⅱ的光反應(yīng)中心時(shí)，該轉(zhuǎn)化過(guò)程是通過(guò)一系列的氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（當(dāng)光激活光系統(tǒng)Ⅱ的光反應(yīng)中心時(shí)，通過(guò)一系列的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的傳遞(前一句中packaging，傳遞能量)。

）1/7/202524Inthisinitialeventwatermoleculesarecleaved,oxgenisreleased,andelectronsaredonated.反應(yīng)開始時(shí)，水被分解，氧被釋放并提供電子。Theseelectronsareacceptedfirstbyplastiquinoneandthenbyaseriesofcarriesastheydescendanelectrontransportchain.電子沿著電子傳遞鏈,首先傳遞給質(zhì)體醌，然后通過(guò)一系列載體。（電子首先傳遞給質(zhì)體醌，然后通過(guò)一系列載體形成的電子傳遞鏈。

）1/7/202525Foreachfourelectronsthatpassdownthechain,twoATPsareformed.每傳遞4個(gè)電子，形成2個(gè)ATP。

ThelastacceptorinthechainistheP700reactioncenterofphotosystemI.電子傳遞鏈上的最后一個(gè)受體是光系統(tǒng)Ⅰ的反應(yīng)中心。1/7/202526Atthispointincomingphotonsboosttheenergyoftheelectrons,andtheyareacceptedbyferredoxin.此處光子激活電子，電子傳遞給鐵氧還蛋白。

Ferredoxinisthenreoxidized,andthecoenzymeNADP+isreducedtotheNADPH.鐵氧還蛋白再氧化，并且輔酶NADP+還原成NADPH。

TheATPgeneratedpreviouslyandtheNADPHthentakepartinthelight-independentreactions.先前（早期）產(chǎn)生的ATP和NADPH進(jìn)入（然后參與）暗反應(yīng)。

1/7/202527TheproductionofATPfromthetransportofelectronsexcitedbylightenergydownanelectrontransportchainistermedphotophosphorylation.由電子傳遞鏈偶連（由光激發(fā)的）產(chǎn)生ATP的過(guò)程稱為光合磷酸化。1/7/202528Theone-wayflowofelectronsthrough

photosystemsIIandIiscallednoncyclic

photophosphorylation;plantsalsoderiveadditionalATPthroughcyclicphotophosphorylation,inwhichsomeelectronsareshuntedbackthroughtheelectrontransportchainbetweenphotosystemIIandI.通過(guò)光合系統(tǒng)Ⅱ流經(jīng)光合系統(tǒng)Ⅰ的電子路徑稱非循環(huán)式光合磷酸化；植物也可以通過(guò)循環(huán)式光合磷酸化獲得額外的ATP，在循環(huán)式光合磷酸化過(guò)程中,一些電子在光系統(tǒng)Ⅰ和Ⅱ之間的電子傳遞鏈中回流。1/7/2025291/7/2025303.Thelight-independentreactions:buildingcarbohydrates

暗反應(yīng)：碳水化合物的形成1/7/202531Inthelight-independentreactionsofphotosynthesis,whicharedrivenbyATPandNADPH,CO2isconvertedtocarbohydrate.由ATP和NADPH驅(qū)動(dòng)的暗反應(yīng)中，二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳水化合物。ThereactionarealsoknownastheCalvin-Bensoncycle.該反應(yīng)也就是卡爾文循環(huán)。1/7/2025321/7/202533AtomsphericCO2isfixedasitreactswithribulose

biphosphate(RuBP),areactionthatiscatalyzedbytheenzymeribulose

biphosphate

carboxylase.在二磷酸核酮糖羧化酶催化下,二磷酸核酮糖(RuBP)與空氣中的CO2反應(yīng),從而將二氧化碳固定。

1/7/202534ThereductionofCO2tocarbohydrateiscompletedviaseveralmorestepsofthecycle.CO2

被還原成碳水化合物是通過(guò)卡爾文循環(huán)的其它若干反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

Finally,RuBPisregeneratedsothatthecyclemaycontinue.最后,RuBP再生,該循環(huán)從而得以繼續(xù)。1/7/2025354.Oxygen:Aninhibitionofphotosynthesis

氧氣：光合作用的抑制劑

1/7/202536Highlevelsofoxygeninplantcellscandisruptphotosynthesisandcancausephotorespiration—aninefficientformofthedarkreactionsinwhichO2isfixedratherthanCO2andnocarbohydrateisproduced.植物細(xì)胞中的高水平的氧氣分子可以阻斷光合作用,引起光呼吸,在