第三章

植物的光合作用

本章重点和难点：• 一、光合电子传递与光合磷酸化；• 二、 C3 、 C4 途径的异同点；• 三、光合产物运输机理；• 四、光合作用与农业。

㈢ 光合磷酸化

• 光合磷酸化 (photo·phosphorylation) ： 叶绿体在光下把无机磷 (Pi) 和 ADP 转化为 ATP 的过程。

1、光合磷酸化的方式 ⑴ 非循环光合磷酸化 2ADP+2Pi+2NADP++2H2O → 2ATP + 2NADPH + O2

⑵ 循环光合磷酸化 ADP+Pi → ATP

• 由头部 (CF1) 和柄部 (CF0) 组成，腔内 H+ 进入 CF0 ，移到 CF1 ，被位于顶部的 ATP 合酶催化，合成 ATP 。

2 、 ATP 合酶 ( 耦联因子复合物 ) ：

• 是叶绿体光合磷酸化反应中的一种关键酶，它由两部分构成：镶嵌于膜内的亲脂性部分，称耦联因子基部（ CF0 ），暴露于膜表面的亲水性部分，称耦联因子（ CF1 ）

• 耦联因子复合物的分离、纯化技术已经将耦联因子两部分的结构做了研究。

• 用免疫学方法、化学修饰、亲和标记、遗传学方法等进行研究， CF0 含 4 个亚单位， CF1 含5 个亚单位。

光合磷酸化在光合作用中的地位： • 1. 实现光能转变成活跃化学能• 2. 参与调节反应，保证光合机构高效

运转。

光合磷酸化与电子传递的关系• 基本电子传递 :• 二态电子传递• 三态电子传递• 没有电子传递就没有磷酸化• 没有磷酸化 , 仍然存在基本电子传递 , 但耦

联磷酸化时电子传递速度加快

磷氧比• P/O 或者 ATP/e2: 三种结论 ,1, 1.3, 2• 测试技术与对理论深度的认识不同造成的• 方法 : 同位素方法 , 化学方法 , 氧电极法• 质子渗漏• 解耦联剂

3 光合磷酸化的机理

化学渗透假说（英国 P.Mitchell,1961 ）

在光合链传递电子过程中， PQH 将质子释放到类囊体腔内，

使膜内外产生质子浓度差 (△pH) 和电动势差 (△φ) ，二者总

称为质子动力 (PMF) ，即为光合磷酸化的动力。在 H+ 通过

ATP 复合物返回膜外时，使 ADP 和 Pi 形成 ATP 。

贡献在于 :把膜和质子的概念引进到生物能量转换和耦联机理的解释之中 ,并为这一领域的新发展提供了理论依据 .