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2006年6月22日 作者:蓝果树 [返回]
植物光合作用(1)-光能的转化

                     植物的光合作用

    按照碳素的营养方式不同,分为自养植物和异样植物。自养植物吸收二氧化碳转变成有机物质的过程称为碳素的同化,植物碳素同化作用包括:细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用。

 

    绿色植物吸收阳光的能量,同化二氧化碳和水,制造有机物并释放氧气的过程,称为植物的光合作用。

    叶片是进行光合作用的主要器官,叶绿体是光合作用的主要细胞器。叶绿体主要包括;间质、基粒、类囊体(间质类囊体、基粒类囊体)。

    间质是叶绿体膜以内的基础物质,主要是一些可溶性蛋白酶和其他代谢活跃物质,呈高度流动性状态,含有羧基歧化酶,具有很强的固定二氧化碳的能力,所以光和作用的产物淀粉是在间质里形成并贮藏起来的。

    基粒是由两个以上的基粒类囊体垛叠起来,一层一层,两个大的基粒之间通过间质类囊体联接起来。叶绿体的光和色素主要集中在基粒当中,光能转变为化学能的过程就在基粒中进行。

凡是光和细胞都具有类囊体,光合作用的能量转化功能是在类囊体上进行的,所以类囊体膜又称为光和膜。

     光和色素有三类:叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素。

     叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b呈绿色,其以吸收红光和蓝紫光为主,640-660钠米和430-450钠米的光谱。叶绿素是叶绿酸的脂,是从谷氨酸或酮戊二酸开始,在有氧的条件下形成原脱基叶绿素,原脱基叶绿素只有在光照的情况下再形成叶绿素。叶绿素只以电子传递及共振传递的方式,参与能量的传递反应。

     类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素呈黄色,主要吸收的是蓝绿光。

     正常的植物叶片当中含有叶绿素和类胡萝卜素的比例为三比一,叶绿素a和叶绿素b也是三比一,叶黄素和类胡萝卜素为二比一,所以正常的叶子呈现绿色。秋天的时候或叶片衰老的时候,由于叶绿素的不稳定较易破坏或先降解,而类胡萝卜素相对比较稳定,所以叶片呈现黄色,对于红叶,由于降温,体内积累较多的糖以适应寒冷,体内的可溶性糖类增多,就形成了较多的花色素,叶子就成了红色,象秋天的枫叶。

      光能 ——    电能 ——        活跃的化学能   ——     稳定的化学能

      原初反应          光合磷酸化     ATPNADPH  碳同化    糖类物质

                 光反应                                  暗反应

光能的转变主要是靠叶绿体类囊体中的色素实现的,其又分为两种:作用中心色素和聚光色素。聚光色素又称为天线色素,绝大部分的色素都是天线色素,他起到大量光能的吸收、聚集、并迅速传递到作用中心色素的作用,作用中心色素把这些光能转变为电能,作用中心色素是很少的一部分与结构蛋白和脂类相结合的叶绿素a,由聚光色素传递过来的光能激发作用中心色素,使作用中心色素P变成激发态,放出电子,接受电子的原初电子就被还原,同时留下电子“空穴”,产生电子空穴的作用中心色素又从原初电子供体D上夺取电子,这样不断的氧化还原,把电子送给原初电子受体A。高等植物的最终电子供体是水,最终的电子受体是NADP

根据光合作用碳素同化的最初产物不同分为C3植物、C4植物,C3植物的最初产物是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)这种反应途径称C3途径。C4植物的最初产物为草酰乙酸(四碳化合物)。CAM途径是晚上气孔打开把二氧化碳固定于苹果酸,积累与液泡中,白天气孔关闭氧化苹果酸放出二氧化碳用于卡尔文循环。

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