生物专业英语lesson-2-photosynthesis

LessonTwoPhotosynthesis•Warming–up•Wordsandphrases•TextAnalysis•Simpleexercise•FurtherreferencesContents人类对光合作用的科学研究至少已经进行了300多年，最近100年来与光合作用有关的研究已经获得了6次诺贝尔奖。时至今日，仍有许多问题需要探索。Warming–upMelvinCalvin,(1911-1997)NobelLaureate,chemistry,1961ListentoaPhotosynthesisSongandrelax.CO2＋H2OC(H2O)n＋O2光能叶绿体光合作用的总反应式:光合作用是植物和藻类利用自身的叶绿素将可见光转化为能量（包括光反应和暗反应）驱动二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。它是生物界赖以生存的生化反应过程。光合作用概图类囊体叶绿素aH2OO2eH+ADP+PiH+活化的叶绿素aeATPNADPHNADP+H+e1.第一阶段在叶绿体的哪一部位完成的?2.第一阶段必有的外界条件是什么?3.第一阶段原料有哪些?4.第一阶段包括哪些步骤？产物有哪些？第一阶段基质三碳化合物CO2多种酶参与固定五碳化合物(CH2O)n还原NADPHATPADP+Pi供能NADP+供氢第二阶段1.第二阶段在叶绿体的哪一部位完成的?2.第二阶段必须有光吗?3.第二阶段原料有哪些?4.第二阶段包括哪些步骤？产物有哪些？三碳化合物CO2多种酶参与固定五碳化合物(CH2O)nNADPHATPADP+Pi供能NADP+供氢基质也可将光合过程分为3大步骤：1）原初反应：光能的吸收、传递和转换为电能；2）电子传递和光合磷酸化：电能转变为活跃的化学3）碳同化：活跃的化学能再转变为稳定的化学能。碳同化的途径A)卡尔文循环（又叫C3途径）：是最基本、最普遍的，且只有该途径才可以生成碳水化合物.B)C4途径（又叫Hatch-Slack途径）C)景天酸代谢途径（CAM）.C4和CAM途径都是C3途径的辅助形式,只能起固定、运转、浓缩CO2的作用，单独不能形成淀粉等碳水化合物。•Glossary---aboutthephotosynthesis•Theprocessofphotosynthesis--aboutlight-dependentreactions,light-independentreactions,chlorophyll,photorespirationetc.Focusin……1.Absorptionspectrum[əb'sɔ:pʃən]['spektrəm]n.吸收光谱，吸收谱Thespectrumobtainedwhenradiation(light,ultravioletradiation,etc.)fromasourcegivingacontinuousspectrumispassedthroughasubstance.Wordsandphrases物质波谱及太阳光的光谱bluered%oflightabsorbedbychlorophyllgreen6叶绿素的吸收波谱光与叶绿体的相互作用2.Calvin-Bensoncycle卡尔文-本森循环（又叫卡尔文循环、C3途径）卡尔文循环C3循环中反应物及产物的生成C3途径反应过程：羧化、还原和再生A.羧化阶段：+CO2CH2-O-PH-C-OHCH2-O-PC=OH-C-OHribulosebisphosphatecarboxylase/oxygenase(rubisco)ribulose-1,5-bisphosphateCO2-CH2-O-PH-C-OHCO2-H-C-OHCH2-O-P3-phosphoglycerate(2molecules)2H+H2ORuBPRubisco(RuBP羧化酶)PGA（2分子）酸能量低，不能贮存更多的能量B.还原阶段：O=C-O-PCH2-O-PH-C-OHNADPHNADP+CHOCH2-O-PH-C-OHATPADPPiCO2-CH2-O-PH-C-OH1,3-bisphosphoglyceratePGADPGAGAP（3-磷酸甘油醛）•GAP是一种三碳糖，可以稳定的贮存能量，至此，消耗的光反应的ATP和NADPH，使光能转化为稳定的化学能，光合的贮能过程结束。GAP的出路叶绿体内淀粉或葡萄糖（贮存形式）细胞质蔗糖（运输形式）C.更新阶段：大部分GAP经一系列转化，重新形成RuBP的阶段。C3途径的总反应式可写成：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+8Pi+6NADP++3H+3.carotenoidn.类胡萝卜素Light-sensitive,accessorypigmentsthattransferabsorbedenergytochlorophylls.Theyabsorbvioletandbluewave-lengthsbuttransmitred,orange,andyellow.[kə'rɔtənɔid]辅助色素（accessorypigment）：叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素（carotene）和叶黄素(lutein)。功能为吸收和传递光能，是对叶绿素捕获光能的补充。连续双峰400-500nm两个吸收峰430-450nm蓝紫光区640-660nm红光区4.Chlorophyll['klɔ:rəfil],n.叶绿素Thegreensubstanceofplantsbywhichphotosynthesisisaccomplished;itisusuallylocalizedinintracellularorganellescalledchloroplasts.主要有叶绿素a（呈蓝绿色）和叶绿素b（呈黄绿色）叶绿体中叶绿素的分布5.Chloroplast['klɔ(:)rəplɑ:st]n.叶绿体Aplastidinwhichphotosynthesisiscarriedout.Chloroplastsoccurinallphotosyntheticorganismsexceptphotosyntheticbacteriaandblue-greenalgae.叶绿体的形态与分布叶绿体的结构1双层膜：内膜为选择性屏障。2基质：CO2同化；淀粉形成3基粒：由类囊体垛叠而成的绿色颗粒。6.photophosphorylationn.光合磷酸化[作用]ThesynthesisofATPfromphosphateandADPduringphotosynthesis,usinglightenergy.[,fəutəufɔsfəri'leiʃən]叶绿体在光下把无机磷酸和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程。光合磷酸化的方式7.Cyclicphotophosphorylationn.环形光合磷酸化作用Cyclicphotophosphorylationiscoupledtocyclicelectronflow,inwhichATPistheonlyproduct.[,fəutəufɔsfəri'leiʃən]环式光合磷酸化：从PSⅠ产生的电子，经过Fd和细胞色素b6/f等后，引起了ATP的形成，降低能位，又经PC回到原来的起点P700，形成闭合回路。8.Noncyclicphotophosphorylationn.非环形光合磷酸化[作用]Noncyclicphotophosphorylationiscoupledtononcyclicelectronflow,theelectronsbeingusedtoreduceNADP+aswellastomakeATP.非环式光合磷酸化：PSⅡ所产生的电子经过一系列的传递，在细胞色素复合体上引起ATP的形成，继而将电子传至PSⅠ，提高能位，最后用去还原NADP+。这样，电子经PSⅡ传出后不再返回。9.C3plantAplantinwhichthelight-independentreactionsofphotosynthesisstartwithathree-carboncompound.MostplantsareC3plants.n.三碳植物MelvinCalvin,(1911-1997)NobelLaureate,chemistry,1961C3循环C3循环中反应物及产物的生成10.C4plantAplantsuchascorninwhichthelight-independentreactionsofphotosynthesisstartwithafour-carboncompound.n.四碳植物CO2固定的最初产物为四碳化合物的途径。•具有C4途径的植物称为C4植物。只具有C3途径的植物称为C3植物。•在农作物中，只有玉米、高粱、甘蔗、黍和粟属于C4植物。而其它的农作物，如水稻、小麦、大豆都属于C3植物，大多数树木等也属于C3植物。C4途径需经过两种光合细胞，即在叶肉细胞的细胞质中，由PEPC催化羧化反应，形成C4二羧酸，C4二羧酸运至维管束鞘细胞脱羧，释放的CO2再由C3途径同化。C4途径反应过程：羧化、转移脱羧和再生A.羧化阶段：场所—叶肉细胞质•PEP＋HCO3－PEP羧化酶OAA＋HOPO32－磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸最初CO2受体最初产物不稳定，易转化B.转移脱羧阶段：按脱羧酶分为三个类型ⅰ.NADP苹果酸酶型：OAA苹果酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞ⅱ.NAD苹果酸酶型：OAA天冬氨酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞C3途径ⅲ.PEP羧激酶型：OAA天冬氨酸PEPCO2叶肉细胞维管束鞘细胞C.再生阶段：场所—叶肉细胞丙酮酸PEPATPAMP+2Pi丙酮酸双激酶AMP+ATP2ADP11.light-dependentreactionsn.光反应Thefirststageinphotosynthesis,drivenbylightenergy.Electronsthattrapthesun’senergypasstheenergytohigh-energycarrierssuchasATPorNADPH,whereitisstoredinchemicalbonds.12.light-independentreactionsn.暗反应Thesecondstageofphotosynthesis,alsocalledtheCalvin-Bensoncycle,whichdoesnotrequirelight.Duringthesixstepsofthecycle,carbonisfixedandcarbohydratesareformed.13.photonn.光子Aparticlethathaszeromassorchargeandunitspin,thequantumoftheelectromagneticfieldandcarrieroftheelectromagneticforce.['fəutɔn]原始称呼是光量子（lightquantum），其静止量为零，不带电荷，是电磁辐射的载体。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。14.photorespirationn.光呼吸Alight-dependenttypeofrespirationthatoccursinmostphotosynthesisplantsanddiffersfromnormal(ordark)respiration.[,fəutəu,respə'reiʃən]•光呼吸是与光合作用随伴发生的吸收O2和释放CO2的过程。•整个途径要经过三种细胞器，即在叶绿体中合成乙醇酸，在过氧化体中氧化乙醇酸，在线粒体中释放CO2。由于光呼吸与光合作用两者的底物均起始于RuBP，且都受Rubisco催化，因此，两者的活性比率取决于CO2和O2的浓度比例。在O2和