二、光化学反应 (一)反应中心与光化学反应 1.反应中心 ➢ 原初反应的光化学反应是在光 系统的反应中心进行的。 ➢反应中心是发生原初反应的最小单位，它是由反应中心色素 分子、原初电子受体、次级电子受体与供体等电子传递体，以 及维持这些电子传递体的微环境所必需的蛋白质等成分组成的。 ➢反应中心中的原初电子受体是指直接接收反应中心色素分子 传来电子的电子传递体 ➢反应中心色素分子是光化学反应中最先向原初电子受体供给 电子的，因此反应中心色素分子又称原初电子供体。 光系统‖的反应中心 配对叶绿素 去镁叶绿素 去镁叶绿素 副叶绿素 副叶绿素 胡萝卜素
二、光化学反应 (一)反应中心与光化学反应 1.反应中心 ➢ 原初反应的光化学反应是在光 系统的反应中心进行的。 ➢反应中心是发生原初反应的最小单位，它是由反应中心色素 分子、原初电子受体、次级电子受体与供体等电子传递体，以 及维持这些电子传递体的微环境所必需的蛋白质等成分组成的。 ➢反应中心中的原初电子受体是指直接接收反应中心色素分子 传来电子的电子传递体 ➢反应中心色素分子是光化学反应中最先向原初电子受体供给 电子的，因此反应中心色素分子又称原初电子供体。 光系统‖的反应中心 配对叶绿素 去镁叶绿素 去镁叶绿素 副叶绿素 副叶绿素 胡萝卜素
光系统‖的反应中心 配对叶绿素 去镁叶绿素 去镁叶绿素 副叶绿素 副叶绿素 胡萝卜素
光系统‖的反应中心 配对叶绿素 去镁叶绿素 去镁叶绿素 副叶绿素 副叶绿素 胡萝卜素
2.光化学反应 ➢原初反应的光化学反应实际就是由光引起的反应中心色素 分子与原初电子受体间的氧化还原反应，可用下式表示光化 学反应过程： P·A hυ P*·A P+·A－ 基态反应中心 激发态反应中心 电荷分离的反应中心 ➢原初电子供体，即反应中心色素(P)吸收光能后成为激发态(P* )，其中被 激发的电子移交给原初电子受体(A)，使其被还原带负电荷(A- )，而原初 电子供体则被氧化带正电荷(P+)。这样，反应中心出现了电荷分离，到这 里原初反应也就完成了。 ➢原初电子供体失去电子，有了“空穴” ，成为“陷阱” ，便可从次级 电子供体那里争夺电子；而原初电子受体得到电子，使电位值升高，供电 子的能力增强，可将电子传给次级电子受体。供电子给P +的还原剂叫做次 级电子供体(D)，从A－接收电子的氧化剂叫做次级电子受体(A1 )，那么电 荷分离后反应中心的更新反应式可写为： ➢D·〔P +·A－〕·A1 D +·〔P·A〕·A1 － ➢这一过程在光合作用中不断反复地进行，从而推动电子在电子传递体中 传递
2.光化学反应 ➢原初反应的光化学反应实际就是由光引起的反应中心色素 分子与原初电子受体间的氧化还原反应，可用下式表示光化 学反应过程： P·A hυ P*·A P+·A－ 基态反应中心 激发态反应中心 电荷分离的反应中心 ➢原初电子供体，即反应中心色素(P)吸收光能后成为激发态(P* )，其中被 激发的电子移交给原初电子受体(A)，使其被还原带负电荷(A- )，而原初 电子供体则被氧化带正电荷(P+)。这样，反应中心出现了电荷分离，到这 里原初反应也就完成了。 ➢原初电子供体失去电子，有了“空穴” ，成为“陷阱” ，便可从次级 电子供体那里争夺电子；而原初电子受体得到电子，使电位值升高，供电 子的能力增强，可将电子传给次级电子受体。供电子给P +的还原剂叫做次 级电子供体(D)，从A－接收电子的氧化剂叫做次级电子受体(A1 )，那么电 荷分离后反应中心的更新反应式可写为： ➢D·〔P +·A－〕·A1 D +·〔P·A〕·A1 － ➢这一过程在光合作用中不断反复地进行，从而推动电子在电子传递体中 传递
(二)PSⅠ和PSⅡ的光化学反应 ➢高等植物的两个光系统有 各自的反应中心。 ➢PSⅠ和PSⅡ反应中心中 的原初电子供体很相似， 都是由两个叶绿素a分子组 成的二聚体，分别用P700、 P680来表示。 ➢这里P代表色素，700、 680则代表P氧化时其吸收 光谱中变化最大的波长位 置是近 700nm 或 680nm 处(图9)，也即用氧化态吸 收光谱与还原态吸收光谱 间的差值最大处的波长来 作为反应中心色素的标志。 图9 菠菜反应中心色素吸收光谱的变化 照光下PSⅠ(A)、PSⅡ(B)反应中心色素 氧化，其氧化态，与还原态的吸收光谱 差值最大变化的波长所在位置分别是 700nm(A)和682nm(B)
(二)PSⅠ和PSⅡ的光化学反应 ➢高等植物的两个光系统有 各自的反应中心。 ➢PSⅠ和PSⅡ反应中心中 的原初电子供体很相似， 都是由两个叶绿素a分子组 成的二聚体，分别用P700、 P680来表示。 ➢这里P代表色素，700、 680则代表P氧化时其吸收 光谱中变化最大的波长位 置是近 700nm 或 680nm 处(图9)，也即用氧化态吸 收光谱与还原态吸收光谱 间的差值最大处的波长来 作为反应中心色素的标志。 图9 菠菜反应中心色素吸收光谱的变化 照光下PSⅠ(A)、PSⅡ(B)反应中心色素 氧化，其氧化态，与还原态的吸收光谱 差值最大变化的波长所在位置分别是 700nm(A)和682nm(B)
光合作用的两个光系统和电子传递方案 吸收红光的光系统Ⅱ（PSⅡ）产生强氧化剂和弱还原剂。吸收远红光的光 系统Ι（PSΙ）产生弱氧化剂和强还原剂。PSⅡ产生的强氧化剂氧化水，同 时，PSΙ产生的强还原剂还原NADP+
光合作用的两个光系统和电子传递方案 吸收红光的光系统Ⅱ（PSⅡ）产生强氧化剂和弱还原剂。吸收远红光的光 系统Ι（PSΙ）产生弱氧化剂和强还原剂。PSⅡ产生的强氧化剂氧化水，同 时，PSΙ产生的强还原剂还原NADP+