光合作用的过程和能量转变 ➢光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质， 将光合作用分为三个阶段(表1)： ➢1.光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成； ➢2.电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成； ➢3.活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。 表1 光合作用中各种能量转变情况 • 能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能 贮能物质 量子 电子 ATP、NADPH2 碳水化合物 等 转变过程 原初反应 电子传递 光合磷酸化 碳同化 时间跨度(秒)10-15－10-9 10-10－10-4 100－101 101－102 反应部位 PSⅠ、PSⅡ颗粒 类囊体膜 类囊体 叶绿体间质 是否需光 需光 不一定，但受光促进 不一定，但受光促进
光合作用的过程和能量转变 ➢光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质， 将光合作用分为三个阶段(表1)： ➢1.光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成； ➢2.电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成； ➢3.活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。 表1 光合作用中各种能量转变情况 • 能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能 贮能物质 量子 电子 ATP、NADPH2 碳水化合物 等 转变过程 原初反应 电子传递 光合磷酸化 碳同化 时间跨度(秒)10-15－10-9 10-10－10-4 100－101 101－102 反应部位 PSⅠ、PSⅡ颗粒 类囊体膜 类囊体 叶绿体间质 是否需光 需光 不一定，但受光促进 不一定，但受光促进
不同层次和时间上的光合作用
不同层次和时间上的光合作用
第三节 原初反应 ➢ 原初反应 是指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： 光物理－光能的吸收、传递 光化学－有电子得失 原初反应特点 1) 速度非常快，可在皮秒(ps，10－12s)与纳秒(ns， 10－9s)内完成； 2) 与温度无关，可在－196℃(77K，液氮温度)或 －271℃(2K，液氦温度)下进行； 3) 量子效率接近1 由于速度快，散失的能量少，所 以其量子效率接近1
第三节 原初反应 ➢ 原初反应 是指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： 光物理－光能的吸收、传递 光化学－有电子得失 原初反应特点 1) 速度非常快，可在皮秒(ps，10－12s)与纳秒(ns， 10－9s)内完成； 2) 与温度无关，可在－196℃(77K，液氮温度)或 －271℃(2K，液氦温度)下进行； 3) 量子效率接近1 由于速度快，散失的能量少，所 以其量子效率接近1
反应中心色素：少数特殊状态的chl a 分子，它具有光化学活性，是光能的 “捕捉器”、“转换器”。 聚光色素（天线色素）：没有光化学 活性，只有收集光能的作用，包括大部 分chla 和全部chlb、胡萝卜素、叶黄素。 概念
反应中心色素：少数特殊状态的chl a 分子，它具有光化学活性，是光能的 “捕捉器”、“转换器”。 聚光色素（天线色素）：没有光化学 活性，只有收集光能的作用，包括大部 分chla 和全部chlb、胡萝卜素、叶黄素。 概念
一 、光能的吸收与传递 (一) 激发态的形成 ➢通常色素分子是处于能量 的最低状态─基态。 ➢色素分子吸收了一个光子 后，会引起原子结构内电子 的重新排列。 ➢其中一个低能的电子获得 能量后就可克服原子核正电 荷对其的吸引力而被推进到 高能的激发态。 ➢下式表示叶绿素吸收光子 转变成了激发态。激发态具 有比基态高的能级，能级的 升高来自被吸收的光能。 ➢ Chl（基态）+hυ 10－15s Chl*（激发态） 图8 叶绿素分子对光的吸收及能量的释放示意图 各能态之间因分子内振动和转动还表现出若干能级
一 、光能的吸收与传递 (一) 激发态的形成 ➢通常色素分子是处于能量 的最低状态─基态。 ➢色素分子吸收了一个光子 后，会引起原子结构内电子 的重新排列。 ➢其中一个低能的电子获得 能量后就可克服原子核正电 荷对其的吸引力而被推进到 高能的激发态。 ➢下式表示叶绿素吸收光子 转变成了激发态。激发态具 有比基态高的能级，能级的 升高来自被吸收的光能。 ➢ Chl（基态）+hυ 10－15s Chl*（激发态） 图8 叶绿素分子对光的吸收及能量的释放示意图 各能态之间因分子内振动和转动还表现出若干能级