植物的光合作用 (6)精选PPT.ppt

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1、关于植物的光合作用(6)第1页，讲稿共34张，创作于星期二一、光合作用一、光合作用(photosynthesis)(photosynthesis)概念概念COCO+2H+2HA A 光光 光养生物光养生物 (CH(CHO)+2A+HO)+2A+HO O (4)(4)H H2 2A A代表一种还原剂，可以是代表一种还原剂，可以是H HO O、H H2 2S S、有机酸等。、有机酸等。COCO+2H+2HO O*光光 绿色植物绿色植物(CH(CHO)+OO)+O2 2*+H+HO O (2)(2)COCO+H+HO O 光光 绿色植物绿色植物 (CH(CHO)O)O O (1)(1)绿色植物绿色植

2、物绿色植物绿色植物 利用光能把利用光能把COCO和水和水合成有机物合成有机物，同时释放氧，同时释放氧气的气的过程过程。光养生物光养生物光养生物光养生物 利用光能把利用光能把COCO合成有机物的过程合成有机物的过程。问题：问题：绿色植物和光养生物的光合方程式有何异同？绿色植物和光养生物的光合方程式有何异同？COCO+2H+2HS S 光光 光合硫细菌光合硫细菌(CH(CHO)+2S+HO)+2S+HO O (3)(3)光合细菌光合细菌光合细菌光合细菌 利用光能利用光能，以某些无机物或有机物作供氢体，以某些无机物或有机物作供氢体，把把COCO合成有机合成有机物的过程物的过程。比较绿色植物和光合细菌

3、的光合方程式，得出光合作用的通式比较绿色植物和光合细菌的光合方程式，得出光合作用的通式：第2页，讲稿共34张，创作于星期二二、光合作用的意义二、光合作用的意义COCO+H+HO(CHO(CHO)O)O O (G=478kJ/mol)(G=478kJ/mol)44 18 30 32 44 18 30 32 重量比重量比1.把无机物变为有机物把无机物变为有机物 约合成约合成5 5千亿吨千亿吨/年年 有机物有机物 “绿色工厂绿色工厂”吸收吸收2 2千亿吨千亿吨/年年 碳素碳素 (6400t/s)(6400t/s)2.把太阳能转变为可贮存的化学能把太阳能转变为可贮存的化学能 将将3.2103.2102

4、121J/yJ/y的日光能转化为化学能的日光能转化为化学能 3.维持大气中维持大气中O2和和CO2的相对平衡的相对平衡 释放出释放出5.355.35千亿吨氧气千亿吨氧气/年年 “环保天使环保天使”光合作用是生物界获得能量、食物和氧气的根本途径光合作用是生物界获得能量、食物和氧气的根本途径 光合作用是光合作用是“地球上最重要的化学反应地球上最重要的化学反应”问题：问题：为什么没有光合作用也就没有繁荣的生物世界？为什么没有光合作用也就没有繁荣的生物世界？第3页，讲稿共34张，创作于星期二 因此深入探讨光合作用的规律，揭示光因此深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理，使之更好地为人类服务，愈合作

5、用的机理，使之更好地为人类服务，愈加显得重要和迫切。加显得重要和迫切。人类人类面临面临四大四大问题问题人口急人口急增增 食物不食物不足足 资源匮资源匮乏乏 环境恶环境恶化化依赖 光合生产第4页，讲稿共34张，创作于星期二第二节第二节 叶绿体和光合色素叶绿体和光合色素一、叶绿体一、叶绿体 叶叶叶叶绿绿绿绿体体体体(chloroplast)(chloroplast)是是光光合合作作用用最最重重要要的的细细胞胞器器。它它分分布布在在叶肉细胞的细胞质中。叶肉细胞的细胞质中。小麦叶横切面小麦叶横切面第5页，讲稿共34张，创作于星期二Chlor被膜完整被膜完整度较高度较高(一一)叶绿体的分离叶绿体的分离.

6、从叶片中直接分离从叶片中直接分离从叶片中直接分离从叶片中直接分离(机械法机械法机械法机械法)叶叶叶叶 片片片片匀匀匀匀 浆浆浆浆细胞液细胞液细胞液细胞液 叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体匀匀 浆浆 化化 0.4mol/L糖醇糖醇 pH7.6,04过过 滤滤 匀浆匀浆48层纱布或层纱布或100目尼龙纱布目尼龙纱布分级离心分级离心 500g去沉淀，去沉淀，3000g去上清液，沉淀悬浮，冰浴保存去上清液，沉淀悬浮，冰浴保存.从原生质体分离从原生质体分离从原生质体分离从原生质体分离(酶解法酶解法酶解法酶解法)酶解酶解果胶酶果胶酶,纤维素酶纤维素酶0.5molL甘露醇甘露醇 pH5.0pH5.5 40,振荡振荡

7、叶组织叶组织叶组织叶组织原生质体原生质体原生质体原生质体质膜与细胞器质膜与细胞器质膜与细胞器质膜与细胞器叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体20m尼龙网尼龙网离心离心挤压挤压第6页，讲稿共34张，创作于星期二(二二)叶绿体的发育、形态及分布叶绿体的发育、形态及分布1.1.发育发育 2.2.形态形态 3.3.分布分布 4.4.运动运动高等植物的叶绿体高等植物的叶绿体由前质体由前质体发育发育而来。当茎端分生组织形而来。当茎端分生组织形成叶原基时，前质体的双层膜成叶原基时，前质体的双层膜中的内膜在若干处内折并伸入中的内膜在若干处内折并伸入基质扩展增大，在光照下逐渐基质扩展增大，在光照下逐渐排列成片，并脱离内膜形

8、成类排列成片，并脱离内膜形成类囊体，同时合成叶绿素，使前囊体，同时合成叶绿素，使前质体发育成叶绿体。质体发育成叶绿体。第7页，讲稿共34张，创作于星期二1.1.发育发育 2.2.形态形态 3.3.分布分布 4.4.运动运动 高等植物的叶绿体大多呈扁扁平椭圆形平椭圆形，每个细胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有20至数百个叶绿体，其长36m，厚23m。水稻叶绿体水稻叶绿体玉米叶绿体玉米叶绿体第8页，讲稿共34张，创作于星期二1.1.发育发育 2.2.形态形态 3.3.分布分布 4.4.运动运动叶肉细胞中的叶绿体较多分布在与空气接与空气接触的质膜旁触的质膜

9、旁，在与非绿色细胞(如表皮细胞和维管束细胞)相邻处，通常见不到叶绿体。这样的分布有有利于叶绿体同利于叶绿体同外界进行气体外界进行气体交换。交换。棉叶栅栏细胞棉叶栅栏细胞叶绿体第9页，讲稿共34张，创作于星期二1.1.发育发育 2.2.形态形态 3.3.分布分布 4.4.运动运动 v随原生质环流运动环流运动v随随光光照照的的方方向向和和强强度度而而运运动动。在弱光下，叶绿体以扁平的一面向光；在强光下，叶绿体的扁平面与光照方向平行。叶绿体随光照的方向和强度而运动叶绿体随光照的方向和强度而运动侧视图俯视图第10页，讲稿共34张，创作于星期二(三三)叶绿体的基本结构叶绿体的基本结构叶绿体叶绿体被膜被膜

10、基质基质(间质间质)类囊体类囊体(片层片层)第11页，讲稿共34张，创作于星期二1.1.叶绿体被膜叶绿体被膜由两层单位膜组成，两膜间距由两层单位膜组成，两膜间距5 510nm10nm。被膜上无叶绿素，。被膜上无叶绿素，主要功能是控制物质的进出，维持光合作主要功能是控制物质的进出，维持光合作用的微环境。用的微环境。膜对物质的透性受膜成分和结构的膜对物质的透性受膜成分和结构的影响。影响。膜中蛋白质含量高，物质透膜中蛋白质含量高，物质透膜的受控程度大。膜的受控程度大。外外外外膜膜膜膜 磷磷脂脂和和蛋蛋白白的的比比值值是是3.0 3.0(w/w)(w/w)。密密度度小小(1.08(1.08 g/ml

11、g/ml)，非非选选择择性性膜膜 。分分子子量量小小于于1000010000的的物物质质如如蔗蔗糖糖、核核酸酸、无机盐等能自由通过。无机盐等能自由通过。内膜内膜内膜内膜 磷脂和蛋白的比值是磷脂和蛋白的比值是0.80.8（w/ww/w）密度大）密度大(1.13g/ml),(1.13g/ml),选择透性膜。选择透性膜。COCO2 2、O O2 2、H H2 2O O可自由通过；可自由通过；PiPi、磷酸丙糖、双羧酸、甘氨酸等需经膜上、磷酸丙糖、双羧酸、甘氨酸等需经膜上的运转器才能通过；蔗糖、的运转器才能通过；蔗糖、C5C5、C7C7糖的二磷酸酯、糖的二磷酸酯、NADPNADP+、PPiPPi等物质

12、则等物质则不能通过。不能通过。第12页，讲稿共34张，创作于星期二2.2.基质及内含物基质及内含物 基质中能进行多种多样复杂的生化反应基质中能进行多种多样复杂的生化反应基质中能进行多种多样复杂的生化反应基质中能进行多种多样复杂的生化反应 含含有有还还原原COCO2 2(Rubisco(Rubisco 1 1，5-5-二二磷磷酸酸核核酮酮糖糖羧羧化化酶酶/加加氧氧酶酶)与与合合成成淀淀粉粉的的全全部部酶系酶系 碳同化场所碳同化场所 含含有有氨氨基基酸酸、蛋蛋白白质质、DNADNA、RNARNA、还还原原亚亚硝硝酸酸盐盐和和硫硫酸酸盐盐的的酶酶类类以以及及参参与与这这些些反反应应的底物与产物的底物

13、与产物 N N代谢场所代谢场所 脂脂类类(糖糖脂脂、磷磷脂脂、硫硫脂脂)、四四吡吡咯咯(叶叶绿绿素素类类、细细胞胞色色素素类类)和和萜萜类类(类类胡胡萝萝卜卜素、叶醇素、叶醇)等物质及其合成和降解的酶类等物质及其合成和降解的酶类脂、色素等代谢场所脂、色素等代谢场所 基质是淀粉和脂类等物的贮藏库基质是淀粉和脂类等物的贮藏库基质是淀粉和脂类等物的贮藏库基质是淀粉和脂类等物的贮藏库 淀粉粒与质体小球淀粉粒与质体小球 基质基质：被膜以内的基础物质。以水为主体，内含多种离子、低分子：被膜以内的基础物质。以水为主体，内含多种离子、低分子有机物，以及多种可溶性蛋白质等。有机物，以及多种可溶性蛋白质等。v将照

14、光的叶片研磨成匀浆离心，沉淀在离心管底将照光的叶片研磨成匀浆离心，沉淀在离心管底部的白色颗粒就是淀粉粒。部的白色颗粒就是淀粉粒。v质体小球又称脂质球或亲锇颗粒，在叶片衰质体小球又称脂质球或亲锇颗粒，在叶片衰老时叶绿体中的膜系统会解体，此时叶绿体老时叶绿体中的膜系统会解体，此时叶绿体中的质体小球也随之增多增大。中的质体小球也随之增多增大。第13页，讲稿共34张，创作于星期二 3.3.类囊体类囊体 类囊体分为二类：类囊体分为二类：基质类囊体基质类囊体 又称基质片层，又称基质片层，伸展在基质中彼此不重叠；伸展在基质中彼此不重叠；基粒类囊体基粒类囊体 或称基粒片层，或称基粒片层，可自身或与基质类囊体可

15、自身或与基质类囊体重叠，组成基粒。重叠，组成基粒。堆叠区堆叠区 片层与片层互相接片层与片层互相接触的部分，触的部分，非非堆堆叠叠区区 片片层层与与片片层层非非互相接触的部分。互相接触的部分。由单层膜围起的扁平小囊由单层膜围起的扁平小囊。膜厚度膜厚度5 57nm7nm，囊腔空间为，囊腔空间为10nm10nm左右，左右，片层伸展的方向为叶绿体片层伸展的方向为叶绿体的长轴方向的长轴方向1.1.膜的堆叠意味着捕获光能机构高度密集膜的堆叠意味着捕获光能机构高度密集,更有更有效地收集光能效地收集光能。2.2.膜系统常是酶排列的支架，膜的堆叠易构成代膜系统常是酶排列的支架，膜的堆叠易构成代谢的连接带，谢的连

16、接带，使代谢高效地进行使代谢高效地进行。类囊体片层堆叠成基粒是高等植物细胞所特有类囊体片层堆叠成基粒是高等植物细胞所特有的膜结构的膜结构,它有利于光合作用的进行。它有利于光合作用的进行。类囊体片层堆叠的生理意义类囊体片层堆叠的生理意义类囊体片层堆叠的生理意义类囊体片层堆叠的生理意义玉米玉米玉米玉米第14页，讲稿共34张，创作于星期二(四四)类囊体膜上的蛋白复合体类囊体膜上的蛋白复合体蛋白复合体：蛋白复合体：蛋白复合体：蛋白复合体：由多种亚基、多种成分组成的复合体。由多种亚基、多种成分组成的复合体。主主主主要要要要有有有有四四四四类类类类：即即光光系系统统（PSIPSI）、光光系系统统（PSPS

17、）、CytbCytb/f/f复合体和复合体和ATPATP酶复合体（酶复合体（ATPaseATPase）。v类囊体膜的蛋白质复合体参与了光能吸收、传递与转化、电类囊体膜的蛋白质复合体参与了光能吸收、传递与转化、电子传递、子传递、H H+输送以及输送以及ATPATP合成等反应。合成等反应。v由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以称类囊体膜为光光光光合膜合膜合膜合膜。第15页，讲稿共34张，创作于星期二光光+CO2O2+CH2O低渗低渗光光+Fe3+O2Hill反应反应离心离心光合膜光合膜基质基质完整叶绿体完整叶绿体破损叶绿体破损叶绿

18、体光光+Fe3+O2CO2CH2O证实叶绿体中证实叶绿体中COCO2 2 2 2同化和光合放氧反应部位的实验同化和光合放氧反应部位的实验同化和光合放氧反应部位的实验同化和光合放氧反应部位的实验问题：问题：问题：问题：如何证明如何证明COCO2 2同化场同化场所是在叶绿体的基质，而光所是在叶绿体的基质，而光合放氧反应是在叶绿体的膜合放氧反应是在叶绿体的膜上进行？上进行？第16页，讲稿共34张，创作于星期二二、光合色素二、光合色素在光合作用的反应中吸收光能的色素称为在光合作用的反应中吸收光能的色素称为光合色素光合色素图图5 5 主要光合色素的结构式主要光合色素的结构式叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜

19、素藻胆素藻胆素 高等高等植物植物藻类藻类共同特点：共同特点：分子内具有许多共轭分子内具有许多共轭双键，能捕获光能，双键，能捕获光能，捕获光能能在分子间捕获光能能在分子间传递。传递。第17页，讲稿共34张，创作于星期二(一一)光合色素的结构和性质光合色素的结构和性质叶叶绿绿素素是是双双羧羧酸酸的的酯酯，一一个个羧羧基基被被甲甲醇醇所所酯酯化化，另另一一个个羧羧基基被被叶叶绿绿醇所酯化。醇所酯化。叶叶绿绿素素a a与与b b的的不不同同之之处处是是叶叶绿绿素素a a比比b b多多两两个个氢氢少少一一个个氧氧。两两者者结结构构上上的的差差别别仅仅在在于于叶叶绿绿素素a a的的第第吡吡咯咯环环上上一一

20、个个甲甲基基(CHCH3 3)被被醛醛基基(CHO)CHO)所取代。所取代。叶绿素结构叶绿素结构含有由中心原子含有由中心原子Mg连接四个吡咯环的卟林环结构和一个使分连接四个吡咯环的卟林环结构和一个使分子具有疏性长的碳氢链。子具有疏性长的碳氢链。1.1.叶绿素叶绿素 使植物呈现绿色的色素。使植物呈现绿色的色素。叶绿素叶绿素a a 叶绿素叶绿素b b 叶绿素叶绿素c c 叶绿素叶绿素d d高等植物高等植物藻类中藻类中细菌叶绿素细菌叶绿素叶绿素叶绿素光合细菌光合细菌第18页，讲稿共34张，创作于星期二叶绿素分子含有一个卟啉环的叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部头部”和一个叶绿醇和一个叶绿醇(植醇植醇)

21、的的“尾巴尾巴”。卟啉环由四个吡咯环与四个甲烯基卟啉环由四个吡咯环与四个甲烯基(CHCH)连接而成。连接而成。卟啉环的中央络合着一个镁原子，镁偏卟啉环的中央络合着一个镁原子，镁偏向带正电荷，与其相联的氮原子带负电向带正电荷，与其相联的氮原子带负电荷，因而荷，因而“头部头部”有极性。有极性。另外还有一个含羰基的同素环（另外还有一个含羰基的同素环（环上含环上含相同元素），其上一个羧基以酯键与甲醇相同元素），其上一个羧基以酯键与甲醇相结合。相结合。环环上有一个丙酸侧链以酯键与叶绿醇上有一个丙酸侧链以酯键与叶绿醇相结合，叶绿醇是由四个异戊二烯单位相结合，叶绿醇是由四个异戊二烯单位所组成的双萜，具有亲脂

22、性。所组成的双萜，具有亲脂性。卟啉环上的共轭双键和中央镁原子容易被卟啉环上的共轭双键和中央镁原子容易被光激发而引起电子的得失，这决定了叶绿光激发而引起电子的得失，这决定了叶绿素具有特殊的光化学性质。素具有特殊的光化学性质。叶绿醇叶绿醇叶绿醇叶绿醇卟啉环卟啉环卟啉环卟啉环第19页，讲稿共34张，创作于星期二叶绿素是一种酯，因此不溶于叶绿素是一种酯，因此不溶于水。水。通常用含有少量水的有机溶通常用含有少量水的有机溶剂如剂如80808080的丙酮的丙酮的丙酮的丙酮，或者，或者95%95%95%95%乙醇乙醇乙醇乙醇，或或丙酮丙酮丙酮丙酮乙醇乙醇乙醇乙醇水水水水4.54.514.54.514.54.5

23、14.54.51的混合液来提取叶片中的叶绿素，的混合液来提取叶片中的叶绿素，用于测定叶绿素含量用于测定叶绿素含量。之所以要用含有水的有机溶剂之所以要用含有水的有机溶剂提取叶绿素，这是因为叶绿素与蛋提取叶绿素，这是因为叶绿素与蛋白质结合牢，需要经过水解作用才白质结合牢，需要经过水解作用才能被提取出来。能被提取出来。叶绿素的提取叶绿素的提取研磨法提取光研磨法提取光研磨法提取光研磨法提取光合色素合色素合色素合色素提取方法提取方法提取方法提取方法研磨法研磨法浸提法浸提法0.1g0.1g叶叶+10ml+10ml混合液浸提混合液浸提第20页，讲稿共34张，创作于星期二卟啉环中的镁可被卟啉环中的镁可被H H

24、+所置换。所置换。当为当为H H所置换后，即形成所置换后，即形成褐色褐色的去镁叶绿素的去镁叶绿素。去镁叶绿素中的去镁叶绿素中的H H再被再被CuCu2+2+取代，就形成取代，就形成铜代叶绿素铜代叶绿素，颜，颜色比原来的叶绿素更鲜艳稳定。色比原来的叶绿素更鲜艳稳定。根据这一原理可用醋酸铜根据这一原理可用醋酸铜处理来保存绿色标本。处理来保存绿色标本。铜代叶绿素反应铜代叶绿素反应向叶绿素溶液中向叶绿素溶液中放入两滴放入两滴5 5盐盐酸摇匀，溶液酸摇匀，溶液颜色的变为褐颜色的变为褐色，形成去镁色，形成去镁叶绿素。叶绿素。当溶液变褐色当溶液变褐色后，投入醋酸后，投入醋酸铜粉末，微微铜粉末，微微加热，形成

25、铜加热，形成铜代叶绿素代叶绿素制作绿色标本方法：制作绿色标本方法：用用50%50%醋酸溶液配制的饱和醋醋酸溶液配制的饱和醋酸铜溶液浸渍植物标本酸铜溶液浸渍植物标本(处处理时可加热理时可加热)第21页，讲稿共34张，创作于星期二2.2.类胡萝卜素类胡萝卜素(carotenoid)是是由由8 8个异戊二烯形成的四萜，含有一系列的共轭双键，个异戊二烯形成的四萜，含有一系列的共轭双键，分子的两分子的两端各有一个不饱和的取代的环己烯，也即紫罗兰酮环，类胡萝卜素包括端各有一个不饱和的取代的环己烯，也即紫罗兰酮环，类胡萝卜素包括胡萝卜素胡萝卜素(C(C4040H H5656)和叶黄素和叶黄素(C(C4040

26、H H5656O O2 2)两种。两种。3(紫罗兰酮环)环己烯橙黄色橙黄色黄色黄色第22页，讲稿共34张，创作于星期二 胡萝卜素胡萝卜素(carotene)呈橙黄色，有呈橙黄色，有、三种同分异构体，其中以三种同分异构体，其中以-胡萝卜素在植物体内含量最多。胡萝卜素在植物体内含量最多。-胡萝卜素在动物体内经水胡萝卜素在动物体内经水解转变为维生素解转变为维生素A A。叶黄素叶黄素(xanthophyll)呈黄色，是由胡萝卜素衍生的醇类，也叫胡萝呈黄色，是由胡萝卜素衍生的醇类，也叫胡萝卜醇卜醇,通常叶片中叶黄素与胡萝卜素的含量之比约为通常叶片中叶黄素与胡萝卜素的含量之比约为2:12:1。一般来说，叶

27、片中一般来说，叶片中叶绿素与类胡萝卜素的比值约为叶绿素与类胡萝卜素的比值约为3131，所以正常的，所以正常的叶子总呈现绿色。秋天或在不良的环境中，叶片中的叶绿素较易降叶子总呈现绿色。秋天或在不良的环境中，叶片中的叶绿素较易降解，数量减少，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。解，数量减少，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。类胡萝卜素总是和叶绿素一起类胡萝卜素总是和叶绿素一起存在于高等植物的叶绿体中，存在于高等植物的叶绿体中，此外也存在于果实、花冠、花此外也存在于果实、花冠、花粉、柱头等器官的有色体中。粉、柱头等器官的有色体中。类胡萝卜素都不溶于水类胡萝卜素都不溶于水,而溶而溶于有机溶剂

28、。于有机溶剂。深秋树叶变黄是叶中叶绿素深秋树叶变黄是叶中叶绿素深秋树叶变黄是叶中叶绿素深秋树叶变黄是叶中叶绿素降解的缘故降解的缘故降解的缘故降解的缘故第23页，讲稿共34张，创作于星期二吸收光谱的观察方法；吸收光谱的观察方法；吸收光谱的观察方法；吸收光谱的观察方法；1.1.1.1.分光仪分光仪分光仪分光仪 将叶绿体色素放在分光仪的光将叶绿体色素放在分光仪的光孔前，观察其色带变化。孔前，观察其色带变化。2.2.2.2.分光光度计分光光度计分光光度计分光光度计 观察叶绿体色素的吸收观察叶绿体色素的吸收光谱光谱 3.3.3.3.间接法间接法间接法间接法 借助其它相关实验进行判别借助其它相关实验进行判

29、别(二二)光合色素的吸收光谱光合色素的吸收光谱分光仪分光仪分光仪分光仪光源叶绿体色素叶绿体色素三角棱镜三角棱镜第24页，讲稿共34张，创作于星期二640640660nm660nm的红光的红光 430430450nm450nm的蓝紫光的蓝紫光v叶绿素叶绿素a a在红光区的吸收峰比叶绿素在红光区的吸收峰比叶绿素b b的高，蓝紫光区的吸收峰则的高，蓝紫光区的吸收峰则比叶绿素比叶绿素b b的低。的低。v阳生植物叶片的叶绿素阳生植物叶片的叶绿素a/ba/b比值约为比值约为3131，阴生植物的叶绿素，阴生植物的叶绿素a/ba/b比值约为比值约为2.312.31。对橙光、黄光吸收较少，对橙光、黄光吸收较少，

30、尤以对绿光的吸收最少。尤以对绿光的吸收最少。叶绿素吸收光谱叶绿素吸收光谱有两个强吸收峰区有两个强吸收峰区第25页，讲稿共34张，创作于星期二藻蓝素的吸收光谱最大值是在橙红光部分藻蓝素的吸收光谱最大值是在橙红光部分藻红素则吸收光谱最大值是在绿光部分藻红素则吸收光谱最大值是在绿光部分 植植物物体体内内不不同同光光合合色色素素对对光光波波的的选选择择吸吸收收是是植植物物在在长长期期进进化化中中形形成成的的对对生生态态环环境境的的适适应应，这这使使植植物物可可利利用用各各种种不同波长的光进行光合作用。不同波长的光进行光合作用。类胡萝卜素和藻类胡萝卜素和藻胆素的吸收光谱胆素的吸收光谱类胡萝卜素吸收带类胡

31、萝卜素吸收带在在400400500nm500nm的蓝的蓝紫光区紫光区基本不吸收黄光，基本不吸收黄光，从而呈现黄色。从而呈现黄色。第26页，讲稿共34张，创作于星期二(三三)叶绿素的生物合成叶绿素的生物合成及其与环境条件的关系及其与环境条件的关系1.1.叶绿素的生物合成叶绿素的生物合成 参与反应的酶类：参与反应的酶类：(1)(1)胆色素原合成酶；胆色素原合成酶；(2)(2)胆色素原脱氨基酶；胆色素原脱氨基酶；(3)(3)尿卟啉原尿卟啉原合成酶；合成酶；(4)(4)尿卟啉原尿卟啉原脱羧酶；脱羧酶；(5)(5)粪卟啉原氧化酶；粪卟啉原氧化酶；(6)(6)原卟啉氧化酶；原卟啉氧化酶；(7)Mg-(7)

32、Mg-螯合酶；螯合酶；(8)Mg-(8)Mg-原原卟卟啉啉甲甲酯酯转转移移酶酶；(9)Mg-(9)Mg-原原卟卟啉啉甲甲酯酯环环化化酶酶；(10)(10)乙乙烯烯基还原酶；基还原酶；(11)(11)原原叶叶绿绿素素酸酸酯酯还还原原酶酶；(12)(12)叶绿素合成酶叶绿素合成酶 表示表示-氨基酮戊酸的氨基酮戊酸的C-5C-5的去向的去向第27页，讲稿共34张，创作于星期二合成叶绿素分子中的吡咯环的起始物质是合成叶绿素分子中的吡咯环的起始物质是-氨基酮戊酸氨基酮戊酸(-(-氨基乙氨基乙酰丙酸酰丙酸 ALAALA），在高等植物中），在高等植物中ALAALA由谷氨酸转化而来。由谷氨酸转化而来。叶绿素合

33、成过程叶绿素合成过程 (1)2(1)2分子分子ALAALA脱水缩合形成脱水缩合形成1 1分子具有吡咯环的胆色素原；分子具有吡咯环的胆色素原；(2)(2)、(3)4(3)4分子胆色素原脱氨基缩合形成分子胆色素原脱氨基缩合形成1 1分子尿卟啉原分子尿卟啉原，合成过程按，合成过程按ABCDABCD环的顺序进行；环的顺序进行；(4)(4)尿卟啉原尿卟啉原四个乙酸链脱羧形成有四个甲基的粪卟啉原四个乙酸链脱羧形成有四个甲基的粪卟啉原 (5)(5)、(6)(6)粪卟啉原粪卟啉原再脱羧、脱氢，氧化形成原卟啉再脱羧、脱氢，氧化形成原卟啉；(7)(7)原卟啉原卟啉与镁结合形成与镁结合形成Mg-Mg-原卟啉原卟啉;

34、(8)Mg-(8)Mg-原卟啉原卟啉的一个羧基被甲基所酯化；的一个羧基被甲基所酯化；(9)(9)、(10)(10)在在Mg-Mg-原卟啉原卟啉上形成第五个环，接着上形成第五个环，接着B B环上的环上的CHCH2 2=CH=CH2 2侧链侧链被还原为被还原为CHCH2 2CHCH3 3，即形成原叶绿酸酯；，即形成原叶绿酸酯；(11)(11)经光还原，经光还原，D D环上接受环上接受NADPHNADPH提供的提供的H H，形成叶绿酸酯，形成叶绿酸酯a a，这一过程是，这一过程是在一种色素蛋白复合体上进行的；在一种色素蛋白复合体上进行的；(12)D(12)D环上的丙酸为环上的丙酸为2020个个C C

35、的牻牛儿基牛牻牛儿基焦磷酸酯化，后者由的牻牛儿基牛牻牛儿基焦磷酸酯化，后者由NADPHNADPH提供提供H H还原成叶绿醇，这样就形成了叶绿素还原成叶绿醇，这样就形成了叶绿素a a。叶绿素叶绿素b b则是由叶绿素则是由叶绿素a a氧化形成的。氧化形成的。第28页，讲稿共34张，创作于星期二2.2.影响叶绿素形成的条件影响叶绿素形成的条件（1 1）光）光 光是影响叶绿素形成的主要条件。光是影响叶绿素形成的主要条件。从从原原叶叶绿绿素素酸酸酯酯转转变变为为叶叶绿绿酸酸酯酯需需要要光光，而而光过强，叶绿素又会受光氧化而破坏。光过强，叶绿素又会受光氧化而破坏。黑黑暗暗中中生生长长的的幼幼苗苗呈呈黄黄白

36、白色色，遮遮光光或或埋埋在在土土中中的的茎茎叶叶也也呈呈黄黄白白色色。这这种种因因缺缺乏乏某某些些条条件件而而影影响响叶叶绿绿素素形形成成，使使叶叶子子发发黄黄的的现现象象，称为称为黄化现象黄化现象。黑黑暗暗使使植植物物黄黄化化的的原原理理常常被被应应用用于于蔬蔬菜菜生生产产中中，如如韭韭黄黄、软软化化药药芹芹、白白芦芦笋笋、豆豆芽菜、葱白、蒜白、大白菜等生产。芽菜、葱白、蒜白、大白菜等生产。第29页，讲稿共34张，创作于星期二 (2)(2)温度温度 高高温温下下叶叶绿绿素素分分解解大大于于合合成成，因因而而夏夏天天绿绿叶叶蔬蔬菜菜存存放放不不到到一一天天就就变变黄黄；相相反反，温温度度较较低

37、低时时，叶叶绿绿素素解解体体慢慢，这这也也是是低温保鲜的原因之一低温保鲜的原因之一 叶绿素的生物合成是一系叶绿素的生物合成是一系列列酶促反应，受温度影响酶促反应，受温度影响。叶绿素形成的最低温度约叶绿素形成的最低温度约22，最适温度约，最适温度约30,30,最最高温度约高温度约40 40。受冻的油菜受冻的油菜秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白，都与低温抑制叶绿素秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白，都与低温抑制叶绿素形成有关。形成有关。第30页，讲稿共34张，创作于星期二(3)(3)营养元素营养元素 叶绿素的形成必须有一定的叶绿素的形成必须有一定的营养元素营养元素。氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、

38、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有过程中有催化功能催化功能或其它间接作用。或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症缺绿症缺绿症缺绿症，其中尤以氮的影响最大，因，其中尤以氮的影响最大，因而叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。而叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。缺缺N N老老叶叶发发黄黄枯枯死死，新新叶叶色色淡淡,生生长长矮矮小小，根系细长，分枝（蘖）减少。根系细长，分枝（蘖）减少。缺NCK萝卜缺萝卜缺N的植株老叶发黄的植株老叶发黄缺N第31页，讲稿共34张，创作于星

39、期二棉花缺棉花缺棉花缺棉花缺MgMg网状脉网状脉网状脉网状脉苹果缺苹果缺苹果缺苹果缺FeFe新叶脉间失绿新叶脉间失绿新叶脉间失绿新叶脉间失绿黄瓜缺锰叶脉间黄瓜缺锰叶脉间黄瓜缺锰叶脉间黄瓜缺锰叶脉间失绿失绿失绿失绿柑桔缺柑桔缺柑桔缺柑桔缺ZnZn小叶症小叶症小叶症小叶症 伴脉间失绿伴脉间失绿伴脉间失绿伴脉间失绿第32页，讲稿共34张，创作于星期二(4)(4)遗传遗传 叶绿素的形成受遗传因素控制，如叶绿素的形成受遗传因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的斑叶水稻、玉米的白化苗以及花卉中的斑叶不能合成叶绿素。有些病毒也能引起斑不能合成叶绿素。有些病毒也能引起斑叶。叶。吊兰吊兰吊兰吊兰海棠海棠海棠海棠问题：问题：指出植物有哪些黄化现象，并分析产生的原因。指出植物有哪些黄化现象，并分析产生的原因。花叶花叶花叶花叶第33页，讲稿共34张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第34页，讲稿共34张，创作于星期二