大學生物專業英語lesson_two大學生物專業英語lesson_two教學目的：使學生掌握細胞的光合作用機理，光合系統Ⅰ與光合系統Ⅱ結構與功能之間的關系。相關英語詞匯以及主要用法。

教學重點：光合作用中相關的概念和功能，及相關英語詞匯的掌握教學難點：專業英語詞匯的記憶

4/3/20242教學目的：使學生掌握細胞的光合作用機理，光合系統Ⅰ與光合系統Photosynthesisn.光合作用Chlorophylln.葉綠素Protistn.原生生物Exergonica.放能的Endergonica.吸能的Chloroplastn.葉綠體Thylakoidn.類囊體Glossary4/3/20243Photosynthesisn.光合作用Glossary4Photosynthesisoccursonlyinthechlorophyll-containingcellsofgreenplants,algae,andcertainprotistsandbacteria.光合作用只發生在含有葉綠素的綠色植物細胞，藻類，某些原生生物和細菌之中。Introduction4/3/20244PhotosynthesisoccursonlyinOverall,itisaprocessthatconvertslightenergyintochemicalenergythatisstoredintheformofmolecularbonds.總體來說，這是一個將光能轉化成化學能，并將能量貯存在分子鍵中。4/3/202454/2/20245Fromthepointofviewofchemistryandenergetics,itistheoppositeofcellularrespiration.從化學和熱力學(動能學)角度來看，它是細胞呼吸作用的逆反應Whereascellularrespirationishighlyexergonicandreleasesenergy,photosynthesisrequiresenergyandishighlyendergonic.但是細胞呼吸作用是高度放能的，光合作用是需要能量的,并且是高度吸能的過程。4/3/20246FromthepointofviewofchemPhotosynthesisstartswithCO2andH2Oasrawmaterialsandproceedsthroughtwosetsofpartialreactions.光合作用以二氧化碳和水為原材料并經歷兩步化學反應。Inthefirstset,calledthelight-dependentreactions,watermoleculesaresplit(oxidized),O2isreleased,andATPandNADPHareformed.第一步，稱光反應，水分子裂解（分解）(被氧化)，氧分子被釋放，ATP和NADPH形成。Thesereactionsmusttakeplaceinthepresenceoflightenergy.此反應必須在存在光能的條件下發生。4/3/20247PhotosynthesisstartswithCO24/3/202484/2/20248Inthesecondset,calledlight-independentreactions,CO2isreduced(viatheadditionofHatoms)tocarbohydrate.第二步，稱暗反應，二氧化碳被還原成碳水化合物。ThesechemicaleventsrelyontheelectroncarrierNADPHandATPgeneratedbythefirstsetofreactions.這步反應依賴于由第一步反應產生的電子載體NADPH以及ATP。4/3/20249Inthesecondset,calledligh4/3/2024104/2/202410Bothsetsofreactionstakeplaceinchloroplasts.兩步反應都發生在葉綠體中。Mostoftheenzymesandpigmentsforthelight-dependentreactionsareembeddedinthethylakoidmembraneofchloroplasts.光反應需要的大部分酶和色素都是包埋在葉綠體的類囊體膜上。Thedarkreactionstakeplaceinthestroma.暗反應發生在基質中。4/3/2024114/2/2024111.Howlightenergyreaches

photosyntheticcells

光合細胞如何吸收光能的

4/3/2024121.HowlightenergyreachesGlossaryabsorptionspectrum：吸收光譜Carotenoid：類胡蘿卜素Antenna：天線、觸角Funnel：漏斗、煙窗Aggregation：集合體、聚合Photosystem：光系統4/3/202413Glossary4/2/202413Theenergyinlightphotonsinthevisiblepartofthespectrumcanbecapturedbybiologicalmoleculestodoconstructivework.生物分子能捕獲可見光譜中光子的能量。Thepigmentchlorophyllinplantcellsabsorbsphotonswithinaparticularabsorptionspectrum—astatementoftheamountoflightabsorbedbychlorophyllatdifferentwavelengths.植物細胞中的葉綠素可以吸收特定吸收光譜中的光子。4/3/202414TheenergyinlightphotonsinWhenlightisabsorbeditaltersthearrangementofelectronsintheabsorbingmolecule.在吸收光能時,光可以改變捕光分子中的電子排列。Theaddedenergyofthephotonbooststheenergyconditionofthemoleculefromastablestatetoaless-stableexcitedstate.光子的能量激活了分子的能量狀態，使其從基態（穩定態）進入激發態（不穩定的）。

4/3/202415WhenlightisabsorbeditalteDuringthelight-dependentreactionsofphotosynthesis,astheabsorbingmoleculereturnstothegroundstate,the“excess”excitationenergyistransmittedtoothermolecularandstoredaschemicalenergy.在光合作用的光反應中,當捕光分子回到基態時,額外的激發能被轉移到其它分子中并且以化學能的形式貯存.4/3/202416Duringthelight-dependentreaAllphotosyntheticorganismscontainvariousclassesofchlorophyllsandoneormorecarotenoidpigmentsthatalsocontributetophotosynthesis.所有的光合生物都含有各種類型的葉綠素和一種或多種與光合作用相關的類胡蘿卜素分子（光合作用的輔助色素）。

Groupsofpigmentmoleculescalledantennacomplexesarepresentonthylakoids.天線色素分子群（稱作天線復合體的色素分子群）存在于類囊體中。4/3/202417AllphotosyntheticorganismscLightstrikinganyoneofthepigmentmoleculesisfunneledtoaspecialchlorophyllamolecule,termedareaction-centerchlorophylls,whichdirectlyparticipatesinphotosynthesis。激活色素分子的光能象進入漏斗一樣被轉移到直接參與光合作用的反應中心葉綠素分子中。4/3/202418LightstrikinganyoneoftheMostphotosyntheticorganismspossesstwotypesofreaction-centerchlorophylls,P680andP700,eachassociatedwithanelectronacceptormoleculeandanelectrondonormolecule.大多數光合生物含有兩個反應中心葉綠素分子，P680和P700，每個都與電子受體和電子供體相連。TheseaggregationsareknownrespectivelyasphotosystemI(P700)andphotosystemII(P680).這些集合體分別是大家熟知的光系統Ⅰ和光系統Ⅱ。4/3/202419Mostphotosyntheticorganisms2.Thelight-dependentreaction:convertingsolarenergyintochemical-bondenergy

光反應：太陽能轉化成化學能4/3/2024202.Thelight-dependentreactioCleavev.裂開、劈開Plastiquinonen.質醌Ferredoxinn.[生化]鐵氧化還原蛋白Coenzyme輔酶Photophosphorylation光合磷酸化noncyclicphotophosphorylation非環形光合磷酸化ribulosebiphosphate核酮糖二磷酸carboxylasen.羧(基)酶,羧化酶4/3/202421Cleavev.裂開、劈開4/2/202421photorespirationn.[生化]光呼吸(作用)Anatomyn.剖析,解剖學aridadj.干旱的,貧瘠的(土地等),無趣的,沉悶的lessenv.減少,減輕4/3/202422photorespirationn.[生化]光呼吸(作用)Thephotosystemsofthelight-dependentreactionsareresponsibleforthepackagingoflightenergyinthechemicalcompoundsATPandNADPH.

光反應的光系統將光能轉化成化合物（化學復合物）ATP和NADPH。4/3/202423Thephotosystemsofthelight-Thispackagingtakesplacethroughaseriesofoxidation-reductionreactionssetinmotionwhenlightstrikestheP680reactioncenterinphotosystemII.當光激活光系統Ⅱ的光反應中心時，該轉化過程是通過一系列的氧化還原反應來實現的。（當光激活光系統Ⅱ的光反應中心時，通過一系列的氧化還原反應實現能量的傳遞(前一句中packaging，傳遞能量)。

）4/3/202424ThispackagingtakesplacethrInthisinitialeventwatermoleculesarecleaved,oxgenisreleased,andelectronsaredonated.反應開始時，水被分解，氧被釋放并提供電子。Theseelectronsareacceptedfirstbyplastiquinoneandthenbyaseriesofcarriesastheydescendanelectrontransportchain.電子沿著電子傳遞鏈,首先傳遞給質體醌，然后通過一系列載體。（電子首先傳遞給質體醌，然后通過一系列載體形成的電子傳遞鏈。

）4/3/202425InthisinitialeventwatermoForeachfourelectronsthatpassdownthechain,twoATPsareformed.每傳遞4個電子，形成2個ATP。

ThelastacceptorinthechainistheP700reactioncenterofphotosystemI.電子傳遞鏈上的最后一個受體是光系統Ⅰ的反應中心。4/3/202426ForeachfourelectronsthatpAtthispointincomingphotonsboosttheenergyoftheelectrons,andtheyareacceptedbyferredoxin.此處光子激活電子，電子傳遞給鐵氧還蛋白。Ferredoxinisthenreoxidized,andthecoenzymeNADP+isreducedtotheNADPH.鐵氧還蛋白再氧化，并且輔酶NADP+還原成NADPH。TheATPgeneratedpreviouslyandtheNADPHthentakepartinthelight-independentreactions.先前（早期）產生的ATP和NADPH進入（然后參與）暗反應。

4/3/202427AtthispointincomingphotonsTheproductionofATPfromthetransportofelectronsexcitedbylightenergydownanelectrontransportchainistermedphotophosphorylation.由電子傳遞鏈偶連（由光激發的）產生ATP的過程稱為光合磷酸化。4/3/202428TheproductionofATPfromtheTheone-wayflowofelectronsthroughphotosystemsIIandIiscallednoncyclicphotophosphorylation;plantsalsoderiveadditionalATPthroughcyclicphotophosphorylation,inwhichsomeelectronsareshuntedbackthroughtheelectrontransportchainbetweenphotosystemIIandI.通過光合系統Ⅱ流經光合系統Ⅰ的電子路徑稱非循環式光合磷酸化；植物也可以通過循環式光合磷酸化獲得額外的ATP，在循環式光合磷酸化過程中,一些電子在光系統Ⅰ和Ⅱ之間的電子傳遞鏈中回流。4/3/202429Theone-wayflowofelectrons4/3/2024304/2/2024303.Thelight-independentreactions:buildingcarbohydrates

暗反應：碳水化合物的形成4/3/2024313.Thelight-independentreactInthelight-independentreactionsofphotosynthesis,whicharedrivenbyATPandNADPH,CO2isconvertedtocarbohydrate.由ATP和NADPH驅動的暗反應中，二氧化碳轉化成碳水化合物。ThereactionarealsoknownastheCalvin-Bensoncycle.該反應也就是卡爾文循環。4/3/202432Inthelight-independentreact4/3/2024334/2/202433AtomsphericCO2isfixedasitreactswithribulosebiphosphate(RuBP),areactionthatiscatalyzedbytheenzymeribulosebiphosphatecarboxylase.在二磷酸核酮糖羧化酶催化下,二磷酸核酮糖(RuBP)與空氣中的CO2反應,從而將二氧化碳固定。4/3/202434AtomsphericCO2isfixedasitThereductionofCO2tocarbohydrateiscompletedviaseveralmorestepsofthecycle.CO2被還原成碳水化合物是通過卡爾文循環的其它若干反應來實現的。

Finally,RuBPisregeneratedsothatthecyclemaycontinue.最后,RuBP再生,該循環從而得以繼續。4/3/202435ThereductionofCO2tocarboh4.Oxygen:Aninhibitionofphotosynthesis

氧氣：光合作用的抑制劑

4/3/2024364.Oxygen:AninhibitionofphHighlevelsofoxygeninplantcellscandisruptphotosynthesisandcancausephotorespiration—aninefficientformofthedarkreactionsinwhichO2isfixedratherthanCO2andnocarbohydrateisproduced.植物細胞中的高水平的氧氣分子可以阻斷光合作用,引起光呼吸,在光呼吸中,固定的是O2而不是CO2,,并且沒有碳水化合物的形成。

4/3/202437Highlevelsofoxygeninplant5.Reprievefromphotorespiration:theC4pathway