主要是叶片。
细胞中的叶绿体。
光合作用 的能源
可见光中 380----720nm波长光
光合作用的 特点
是一个氧化还原反应
1.水被氧化为分子态氧；
2.二氧化碳被还原到糖水平；
3.同时发生日光能的吸收、转化和贮藏。
二 光合作用的意义
(1)制造有机物质的主要途径； 5.0×1011t /地球/1年
(2)大规模地将太阳能转变为贮藏的化学能，是巨大的能量转换系统；
基质多种酶
Rubisco约占1/2
类囊体色素和酶
ATP合酶
基粒
内膜 外膜
与作用
1
(橙黄色)
吸收 蓝紫光,
11
2
保护
(黄色)
3
(蓝绿色)
吸收 红光、
3
1
蓝紫光
(黄绿色)
叶绿素a，不溶于水，溶于有机溶剂。
双羧酸酯，一个为甲醇酯化，一个为叶绿醇酯化。
四个吡咯环构成卟啉环头，环中央络合一个Mg原子，Mg偏正电荷，N带负
CO2、O2、H2O等能自由通过； 甘氨酸等可通过载体转运， 蔗糖等则不能通过。
间质 ：基质(stroma)，碳同化反应场所。
含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA、核糖体等。 含淀粉粒（储存淀粉）和质体小球（嗜锇颗粒，储存淀粉） 。
类囊体 (基粒grana ～ 、基质～) ：
类囊体膜又称光合膜（photosynthetic membrane）。 收集、传递光能，引起光反应。
叶绿素a和b吸收光谱主要在兰紫光区（430-450）和红光区（640-660）. 胡萝卜素和叶黄素在兰紫光（400-500）区， 它们都不吸收绿光，所以叶片主要为绿色。
曲线2，叶绿素a； 曲线3，叶绿素b； 曲线5，β-类胡萝卜素；
主要光合色素的吸收光谱
叶绿素a和b吸收光谱差异 b偏中
不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。
光化学反应photo chemical reaction： 叶绿素吸收光能后十分迅速地产生氧化 还原反应的化学变化。光能 转化成化学能
光合单位 O2+ H+
两个光系统
红降现象
第三章植物光合作 用
第一节 光合作用的意义和研究历史
一、光合作用的概念
绿色植物利用光能，把CO2和H2O同化为有机物，并释放O2的过程。
光
CO2+2H2O
(CH2O)+O2+H2O
光合细胞
或绿色植物
广义
光
CO2+2H2A
(CH2O)+2A+H2O
光养生物
光合作用 的部位
植物的绿色部分 （叶茎果等），
场所：前质体或叶绿体；
开始：谷氨酸；
步骤：4阶段；
被子植物需光。
5.影响叶绿素合成的条件
（1）光照
光是影响叶绿素形成的主要条件.可见光中各波长的光都能促进叶绿素的 合成。弱光、遮光或黑暗，黄化。离体叶绿素在强光下易分解。
(2）温度
温度通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成。最低、最适、最高温度24、30、40℃。低温抑制叶绿素合成；高温导致其分解。
1883年，德国 Engelmann 水绵、丝状绿藻、螺旋带状叶绿体、好氧游动的细菌 向着红光和蓝光区域聚集。
棱镜---不同波长的光
光照到物体表面后， 该物体又将这种颜色的光反 射出来， 就是我们所见到的颜色。
对植物而言， 除了部分橙光、黄光 和大部分绿光被反射外，
其他的基本上都被叶绿色分 子吸收了，所以植物的叶片 呈现绿色。
二、原初反应 (primary reaction)
从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程， 它包括光能的吸收、传递与光化学反应。在类囊体膜上光系统进行。 光合单位=聚光色素系统+反应中心光和单位
聚光色素（天线色素）：收集光能 反应中心：reaction centre
PSI 和PSII
电荷。
亲水头部有极性，位于色素蛋白内。
亲脂尾巴，插入类囊体，叶绿素定向排列。
叶绿素b
叶绿素a 叶绿素b
C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg
由a氧化生成，
结构与a相似。
大部a和全部b，收集和传递光能。 特殊a对将光能转化为化学能。
类胡萝卜素：
1胡萝卜素和2叶黄素
不溶于水，
溶于有机溶剂。
2.吸收光谱
3.荧光与磷光
叶绿素溶液在透射光下为翠绿色，在反射光下呈现棕红色， 称为荧光现象； 缺电子受体导致。
荧光出现后，立即中断光源，继续辐射出极微弱的红光， 这种光称为磷光，这种现象称为磷光现象。
光子照射到某些生物分子，电子跃迁到更高的能量水平-激发态。
叶绿素分子是一种可以被可见光激发的色素分子， 在光子驱动下发生的得失电子反应是光合作用过程中最基本的反应。
荧光与磷光
Kautsky是公认的叶绿素荧光诱导现象的发现者。
1931年，Kautsky和Hirsch将暗适应的叶子照光后， 发现叶绿素荧光强度随时间而变化： 叶绿素荧光迅速升高到最高点， 然后下降， 最终达到一稳定状态，
整个过程在几分钟内完成。
蓝光 红光
三线态
4.生物合成（了解）
以谷氨酸和α-酮戊二酸为原料，经一系列酶的催化，首先形成无色的原叶绿 素，然后在光下被还原成叶绿素。
吸收二氧化碳、 同时放出氧气
12
3 1. 蜡烛易熄灭、
2. 蜡烛
小白鼠易窒息而死； 不容易熄灭；
3. 小白鼠 不易窒息而死。
第二节 叶绿体与光合色素
一、叶绿体(chloroplast)与光合色素
1. 叶绿体结构：非选择性，分子量小于10 000的蔗糖、核酸、无机盐等能自由通过。 内膜：选择性，控制物质进出，维持叶绿体内微环境。
7.9×1021 J /地球/1年 地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些贮藏的化学能作为生命活动的 能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿 色植物通过光合作用储存起来的。
(3)吸收CO2，放出O2，净化空气，是大气中氧的源泉。
1771 年 英国的普利斯特莱（J.Pristly） 通过植物和动物之间进行气体交 换的实验， 第一次成功地应用化学的方法研 究植物的生长，得知
(3) 矿质元素 （4）水分
第三节 光合作用的机理
能量 变化
能量 物质
转变 过程
反应 部位
光能 量子
原初反应 PSⅠ，PSⅡ
电能
活跃的 化学能
稳定的 化学能
电子 电子传递
ATP NDAPH2
光合磷酸化
碳水化 合物等
碳同化
类囊体
类囊体膜
叶绿体基质
一、光反应和碳反应 light reaction carbon reaction