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叶绿体的结构和成分ppt课件

来源：花匠小妙招时间：2025-07-20 22:39

一、叶绿体的结构和成分
二、光合色素的化学特性
三、光合色素的光学特性
四、叶绿素的形成
第二节叶绿体及叶绿体色素
一、叶绿体的结构和成分
高等植物的叶绿体多呈扁平的椭圆形，直径约3～6μ，厚约2～3μ。
l b
叶绿素空间结构示意图
叶绿素功能
绝大部分叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有收集和传递光能作用，少数特殊状态的叶绿素a分子有将光能转化为电能的作用！
（二）类胡萝卜素 Carotenoids
1. 8个异戊二烯单位形成的四萜2. 两头对称排列紫罗兰酮环3. 不饱和C、H结构，疏水、亲脂
类胡萝卜素都不溶于水，而溶于有机溶剂。
胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈鲜黄色。
四萜化合物——共轭双键体系——吸收和传递光能。
叶绿素chlorophyll （上）和胡萝卜素carotene分子模型
类胡萝卜素功能
类胡萝卜素分子具有收集和传递光能作用，除此之外还有防护叶绿素免受多余光照伤害的功能！
三、光合色素的光学特性
连续光谱与吸收光谱（absorption spectrum）
光
连续光谱
光
吸收光谱
Absorption spectrum
Chl:
强吸收区:
640-700nm(红) & 400-500nm(蓝紫);
不吸收区:
500-600nm (呈绿）
在红光区Chla 的吸收峰波长长于Chlb 的吸收峰波长，
在蓝紫光区Chla 的吸收峰波长短于Chlb的吸收峰波长。
Carotene:
强吸收区: 400-500 (蓝紫);
不吸收区：500以上（呈黄色或棕色）
类胡萝卜素除吸收和传递光能以外，还可稳定质体中的叶绿素分子，防止其自身氧化或被阳光破坏。
植物的叶色
Chl/Caro = 3/1
Chla/Chlb= 3/1
Chl易被破坏(衰老和逆境)；
而Caro 很稳定
荧光 (fluorescence) 与磷光 (phosphorescence)
荧光现象:
叶绿素提取液在透射光下为绿色，在反射光下为红色(叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色),这种现象叫荧光现象,发出的光叫荧光．荧光的寿命很短，约为10-9s。光照停止，荧光也随之消失。在进行光合作用的叶片很少发出荧光。
当荧光出现后，立即中断光源，色素分子仍能持续短时间的“余辉”，这种现象，叫磷光现象，发出的光叫磷光,磷光的寿命为10-2～103秒，强度仅为荧光的1%。
磷光现象:
光能的吸收和释放光兼具波和粒子的双重性质：1. C=λγ (C: 光速 3×108 m/s)2. E= hγ= hC/λ (h: 普朗克常数，×10-34 Js)光子的能量与频率成正比，与波长成反比
颜色
紫外
紫
蓝
绿
黄
橙
红
远红
红外
波长
100-400
400-425
425-490
490-550
550-580
585-640
640-700
700-740
>740
能量
400
290
274
230
212
196
181
166
85
基态
蓝光
红光
荧光
磷光
~ 60千卡
第二单线态
激发态
叶绿素分子受光激发时电子能量水平图解
~ 31千卡
三线态
放热
~ 43千卡
第一单线态
荧光和磷光现象的产生
Chl*释放能量的方式：★ 处于第二单线态的Chl*以热的形式释放部分能量；★ 处于第一单线态的Chl*以3种形式释放能量。
该方式的能量用于光合作用
激发态分子自发地衰减回到基态所发出的光为荧光；
Chl发出的荧光为暗红色： Chl*能量的一小部分消耗于分子内部振动上，辐射出的光能弱于红光的能量，故其荧光的波长略大于红光的波长(>10nm),呈暗红色。
四、叶绿素的形成 Chl biosynthesis
合成途径：
合成条件：
光照
温度
矿质元素
合成前体：
ð - 氨基酮戊酸
谷氨酸或α-酮戊二酸→δ-氨基酮戊酸(ALA) → 2ALA →胆色素原（PBG) → 4PBG →尿卟啉原Ⅲ →粪卟啉原Ⅲ →有氧原卟啉Ⅸ → Mg-原卟啉(原卟啉Ⅸ与Fe结合，则可合成亚铁血红素) →原叶绿素酸酯→经光照还原为叶绿酸酯→叶绿素a →叶绿素b。
Environmental conditions influencing Chl biosynthesis
(1) Light 原叶绿素酸酯→叶绿素酸酯