植物的光合作用
讲课人：王永华
一、光合作用的意义
(一)光合作用的概念
光合作用是绿色植物利用光能，将二氧化碳和水合成有机物质，释放氧气，同时把光能转变为化学能，贮藏在所形成的有机物中的过程。常以下面反应式表
示：
6CO?+6H?O光C?H??O?+6O?
叶绿体
光合作用的原料：二氧化碳和水
光合作用的场所：叶绿体
光合作用的动力：光能
光合作用的产物：葡萄糖和氧气
(二)光合作用的意义
1.把无机物转变成有机物
地球上的植物每年通过光合作用约合成5×1011t有机物。
2.蓄积太阳能量
植物通过光合作用每年将3.2×1021j的日光能转化为化学能。
3.净化空气
吸收二氧化碳，释放氧气，每年可释放
5.35×1011t氧气，从而起到净化空气作用；大气中一部分氧气转化为臭氧，对陆地生物也有良好作用。
二、光合作用的主要过程
光合作用的实质是将光能转变成化学能的过程。
根据能量转变的性质，可将光合作用分为三个阶段：第一步，光能的吸收和转变成电能，主要有原初
反应完成。
第二步，电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成。
第三步，活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化进行。
光反应和暗反应
原初反应和光合磷酸化在叶绿体的基粒片层上进行，需要有光条件下才能进行，又称光反应。而碳同化过程可以在光下，也可以在黑暗中进行，称为暗反应，它是在叶绿体的基质中进行的
6C
RuBP
(?12果O糖)
6
光
12H?O
ADPNADP
光反应
ATP
NADPH
图6-1光反应和暗反应
暗反应
P(
(蔗糖、淀糖粉
纤维素)
6H?O
类
、
C
(一)原初反应
原初反应是指叶绿素分子被光激发而引起的最初
发生的反应。它是光合作用的起点，包括色素对光能的吸收、光能在色素分子之间传递和
受激发的叶绿素分子引起的电荷分离。叶绿素分子中的电子从原来的基态跃迁到能级较高的激发态。在激发态，叶绿素分子将一个电子传递给原初电子受体后在，自身呈氧化态，它又可从原初电子供体获得电子恢复原来的状态，并进行下一轮的原初反应。
(1)光合作用单位
在饱和光照之后，植物在黑暗中还原一个二氧化碳分子或放出一个氧分子所需要的叶绿素分子数目.吸收传递1个光量子到反应中心色素所需叶绿素200--300叶绿素分子
(1)反应中心色素
能够直接引起光合作用反应的色素，既是光能捕捉器，又是光能的转换器.少数叶绿素a
(2)聚光色素
没有光化学活性，只有收集光能的作用，把光能聚中起来，传到作用中心色素.大部分的叶绿素a和全部的叶绿素b,胡萝卜素，叶黄素，藻胆素.
(4)光合反应中心
是由反应中心色素分子P,及其原初电子受体A,和原初电子供体D所组成.
(5)原初光化学反应
指反应中心色素分子吸收光能所引起的氧化还原反应
D·P·A一D·P*·A→D·P+·A-一D+·P·A-
(二)电子传递和光合磷酸化
电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成。
1、电子传递叶绿素分子释放出高能电子后，被类囊体膜上传递电子的物质接受，这些物质将电子一个个地依
次传递，最后传递给NADP.在电子传递的同时，水受光后分解成质子和氧气，氧气就是在此阶段逸出的。
电子受体
电子受体
NADPH?
光系统I
一
光系统Ⅱ
e-
光解
图6-2电子传递示意图
H?O
ATP
2、光合磷酸化
在电子传递的过程中，一部分高能电子的能量被释放，其中一些能量推动ADP转化为ATP,称为光合磷酸化。
以上看出，通过原初反应、电子传递和光合磷酸化便完成了光能转化为活跃的化学能，并贮存于ATP和DADPH?中，从而为二氧化碳同化，创造了条件，因此ATP和
DADPH?,也称为同化力。
(三)碳同化。
活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。
植物利用光反应产生的ATP和DADPH?将二氧化碳转化为稳定的糖类的过程，称为二氧化碳同化或碳同化。
主要途径有两条，分别称为C?途径和C?途径。
1、C?途径这一途径也称卡尔文循环。二氧化碳受体是二磷
酸核同糖(R?BP)。R,BP接受二氧化碳后，很快分解为磷酸甘
油酸(PGA)PGA是一个三碳化合物，故称C?途径。PGA在同化力的作用下，再经过一系列的变化形成葡萄糖和淀粉，另一些
物质又转化为R?BP继续参加循环。利用C?途径进行光合作用
的植物，称为C?植物。如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。
C磷酸