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第六章光合作用第一节早期研究第二节光的性质与叶绿素第三节光合作用的过程第四节光合作用的意义第一节早期研究17世纪：化学家范.赫尔蒙特（Helmont,1577-1644）首次科学地研究植物的生长。小柳树长大，土壤重量几乎未变—水提供所需物质；18世纪：英国牧师普利斯特列(Priestley,1733-1804）在1770年的实验。玻璃罩、老鼠和蜡烛—植物能放氧；10年后：荷兰植物生理学家又证明上述实验需要光照。1804年：瑞士化学家索苏尔证明水结合到植物的组织中；19世纪50年代：法采矿工程师鲍森戈用不含有机的土壤来种植。发现植物只能利用空气中的CO2和土壤里的N；土壤供应的营养只限于某些无机盐，如硝酸盐和磷酸盐，是有机肥料加到土壤中去的。1817年：法佩尔蒂埃和卡旺托分离出“叶绿素”1865年：德植物学家萨克斯发现“叶绿素”仅分布在小体—叶绿体，叶绿体内有淀粉积累.向动态生物化学方向发展，涉及到酶和光合作用的代谢过程。科学研究是艰难的探索过程！绿叶中的光合作用光合作用6CO2+6H2OC6H12O6+O2光绿色细胞1930年:Niel的假设—氧的来源否定CO2→C+O2C+H2O→CH2O依据细菌的光合作用CO2+2H2S→CH2O+H2O+2S通式CO2+2H2X→CH2O+H2O+2X植物CO2+2H2O→CH2O+H2O+O210年后:同位素示踪法证明O2来源于H2O。第二节光的性质与叶绿素(一)叶绿素的结构(二)叶绿素的吸收光谱第三节光合作用的过程光合作用把光能转化为化学键能.按对光能需要与否分成两套复杂的反应系统(一)光反应(二)暗反应光反应暗反应(一)光反应内囊体膜上进行。在叶绿素参与下，将光能转变为化学能。叶绿素吸收太阳光能，水分子光解，产生O2、H+和e，后者的传递过程中生成两种高能化合物ATP和NADPH。1.光系统叶绿素及其蛋白质复合物，天线色素系统和电子传递系统组成的单位。每个系统有200-300个叶绿素分子•光系统Ⅰ(PSⅠ)1-2个高度特化的叶绿素a分子—“P700”是反应中心，光吸收高峰在700nm。•光系统Ⅱ(PSⅡ)少数特化的叶绿素a分子—“P680”是反应中心,光吸收高峰在680nm。•光系统Ⅰ和光系统Ⅱ之间由电子传递链相连结。2.光能捕获和传递叶绿素a,b,胡萝卜素等.吸收光能,无光化学活性.叶绿素a(P700orP680)3.电子传递链和光合磷酸化•线性非循环电子传递链•循环电子传递链(光系统Ⅰ)•光合磷酸化有光条件下,电子沿电子载体链传递时合成ATP的过程.非循环电子流光合作用系统Pq质体醌P质体蓝素Fd铁氧还蛋白循环电子流光合作用系统铁氧还蛋白质体蓝素叶绿素吸收光能→电能→电子流动从叶绿素开始.电子流动→H+化学渗透→ATP合成,电能→化学能.光能→水光解→释放氧气.电子→受体NADP+→NADPH,电能→化学能.类囊体膜的工作模型(二)暗反应-卡尔文循环利用ATP和NADPH中的能量固定CO2,生成糖类化合物(葡萄糖)。这个过程不需要光，在基质中进行.氨基酸脂肪酸代谢↖↗2磷酸甘油醛18ATP12NADPH↓1葡萄糖Calvin循环第四节光合作用的意义(一)太阳能的固定和转换固定CO2，释放O2.结合：1500亿吨碳250亿吨氢释放：4000亿吨氧(二)提供最初的能源：食物链的第一级(三)保护森林、海洋资源浮游植物食草生物食肉生物营养层次