腺三磷的无机光合成

前文报导了以无机半导体ZnO代替叶绿体在近紫外光下催化NADP还原为NADPH。这里我们报导了以ZnO代替叶绿体在近紫外光下催化ADP和Pi使合成为ATP的结果。     

叶绿体功能的扩展

光合细胞器叶绿体的功能不仅仅是进行光合碳代谢,还应包括与光合作用的光反应密切相关的硝酸光合作用和硫酸盐还原等多种生理生化反应。本文简要阐述了叶绿体在硝酸还原和硫酸还原中的作用。     

高等植物铁氧还蛋白-NADP＋氧化还原酶研究进展

高等植物叶绿体定位的铁氧还蛋白-NADP＋氧化还原酶（LFNR）负责催化光合线性电子传递的最后一步反应,催化电子由还原态的铁氧还蛋白（Fd）传递给NADP＋。LFNR分布在叶绿体的3个不同的组分中,即叶绿体基质中、类囊体膜上和叶绿体内膜上。最近的研究表明,大多数膜定位的LFNR并非光合作用所必需的,叶绿体基质中的LFNR足以维持光合作用的正常进行。叶绿体中的两个蛋白——Tic62和TROL作为LFNR的锚定蛋白,可以与LFNR在类囊体膜上形成高分子量的蛋白复合体。Tic62-LFNR复合体主要负责在夜间保护LFNR的活性,但它不直接在光合作用中起作用。然而,TROL-LFNR复合体对植物的光合作用有一定的影响。本文将概述植物LFNR的最新研究进展。     

高等植物铁氧还蛋白-NADP~+氧化还原酶研究进展

高等植物叶绿体定位的铁氧还蛋白-NADP+氧化还原酶(LFNR)负责催化光合线性电子传递的最后一步反应,催化电子由还原态的铁氧还蛋白(Fd)传递给NADP+。LFNR分布在叶绿体的3个不同的组分中,即叶绿体基质中、类囊体膜上和叶绿体内膜上。最近的研究表明,大多数膜定位的LFNR并非光合作用所必需的,叶绿体基质中的LFNR足以维持光合作用的正常进行。叶绿体中的两个蛋白——Tic62和TROL作为LFNR的锚定蛋白,可以与LFNR在类囊体膜上形成高分子量的蛋白复合体。Tic62-LFNR复合体主要负责在夜间保护LFNR的活性,但它不直接在光合作用中起作用。然而,TROL-LFNR复合体对植物的光合作用有一定的影响。本文将概述植物LFNR的最新研究进展。     

十年来催化电子理论应用于光合作用研究的工作概况(续)

三、推论的实验证明半导体催化电子理论能否应用于光合作用,必须“应用理论于实践,看它是否能够达到预想的目的”,因此,我们必须应用实验来肯定上述现象的存在。1.叶绿体在暗中的催化能力1965年我们以菠菜为材料,以磷酸化为指标,比较叶绿体和线粒体二者的规律变化,确定暗中形成的磷酸化是否由叶绿体所催化的。制备叶绿体用一般的常规方法,不过经 Tris 缓冲液四次洗涤,用阿诺恩(Arnon)的     

叶绿体中依赖NAD(P)H的甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性的测定

甘油醛-3-磷酸脱氢酶(以下简称GAP脱氢酶)是叶绿体卡尔文环中的一种重要的调节酶,它是卡尔文环中唯一利用由光系统Ⅰ产生的还原能力(NADPH),催化光合作用的最初产物3-磷酸甘油酸(3-PGA)还原成3-磷酸甘油醛,反应如下:     

第五讲 高等植物叶绿体膜结构和功能

一、引言高等植物光合作用是在特定的细胞器中进行的,它就是叶绿体。叶绿体照光后光能吸收、激发电子、经一系列载体传递、到还原二氧化碳、合成淀粉都是在叶绿体中完成的。当叶绿体经低渗溶液胀破后可溶物质外     

叶绿体中活性氧的产生和清除机制

正常情况下植物细胞内活性氧（reactive oxygen species ROS）的产生和清除是平衡的,但是,一旦植物遭受环境胁迫,ROS的积累超过抗氧化剂防护系统清除能力,就会产生氧胁迫损伤细胞。由于叶绿体作为光合作用的场所与其他细胞器相比更易遭受氧化胁迫的伤害。因此,叶绿体进化了更强的防御机制调控电子传递链的氧化还原平衡及叶绿体基质中的氧化还原状态。活性氧具有双重效应．高浓度的活性氧对植物细胞有很强的毒害作用,低浓度时可充当信号分子参与植物的某些防卫反应过程,本文就叶绿体中活性氧的产生（三线态叶绿素、PSI和PSI I电子传递链）、网络清除（抗氧化剂,SOD,As—Glu循环系统,硫氧还蛋白）机制以及功能作用进行了综述。     

叶绿体转动的实验观察

叶绿体转动的实验观察林荣坤（福建省连城县第一中学,３６６２００）叶绿体（Ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ）是质体（Ｐｌａｓｔｉｄ）中的一种,它是绿色植物进行光合作用的细胞器,而光合作用是初中和高中《生物》中的重点内容,观察叶绿体的转动有益于理解光合作用的过程。...     

叶绿体的结构和化学

叶绿体为绿色植物的细胞器,作为一切生物物质和能量来源的光合作用就是在植物细胞的叶绿体中进行的,故叶绿体又称光合器。光合作用的进行同叶绿体的结构有着密切的联系,因此叶绿体结构和化学物理的研究是阐明光合作用机制的一个重要方面。关于叶绿体的化学组成和结构的研究已有很多报告。本文仅就叶绿体的分离、化学和结构三个方面所取得的主要成就和进展进行综述,以资参考。     

从凝胶上洗脱收集叶绿素蛋白质复合体的再电泳法

叶绿体中的叶绿素均与特殊蛋白质相结合,组成了在结构上和功能上都迥然不同的三类叶绿素蛋白质(chl-protein)复合体,后者在光合作用的光能捕获、传递、分配和转换过程中起着非常重要的作用。对叶绿素蛋白质复合体进行深入的研究,对于人们更好地阐明光合作用中能量转换的机理有着十分重要的理论意义和实践意义。为研究叶绿体中的叶绿素蛋     

植物叶绿体类囊体膜及膜蛋白研究进展

叶绿体是植物和真核藻类进行光合作用的场所。存在于叶绿体类囊体膜上的蛋白质复合物含有光反应所需的光合色素和电子传递链组分,在光合作用过程中,光化学反应发生在类囊体膜上。因此,类囊体膜是光能向化学能转化的主要场所,因而也一直是光合作用研究的热点。叶绿体类囊体膜的深入研究可以促进光合作用的分子机理研究。该文就叶绿体类囊体膜的三维构象及类囊体膜蛋白的组成和功能研究进行了综述。     

“光合作用”教学重点难点的突破

在“光合作用”的教学中 ,笔者常发现学生难以理解从光能到 ATP分子中活跃的化学能 ,再到糖类等有机物分子中的稳定的化学能这一能量转换过程 ,更难掌握光合作用的能量和物质变化规律的本质。在多年教学中 ,我从以下几方面来突破重点难点 ,收到较好的效果。1　复习引入 ,埋下伏笔叶片和叶绿体分别是进行光合作用的主要器官和细胞器。叶绿体中吸收、转化光能的光合色素主要集中在基粒片层的膜上 (暗示光反应的场所为基粒、光反应需要光能和色素 ) ,催化光合作用的酶系除了分布在基粒片层上之外 ,也存在于基质中 (暗示暗反应的场所为基质、…     

人工光合作用介导的辅酶再生研究进展

人工光合作用是通过模拟自然光合作用将太阳能转变为化学能的过程,其研究领域主要集中在水裂解、CO_2固定和辅酶再生这三方面。辅酶是大部分氧化还原酶催化反应中的关键辅助因子,在工业生产中用量极大,具有十分重要的价值。然而,辅酶的生产和提纯成本极高,导致其价格高昂,应用受阻。人工光合作用可以利用太阳能进行辅酶再生,有望通过辅酶循环利用的方法降低工业中生物催化反应成本。本文中,笔者系统地阐述人工光合作用及辅酶再生的机制,总结近年来用于辅酶再生的人工光合系统的研究进展,并对人工光合作用在辅酶再生领域的未来趋势进行展望。     

叶绿体基因组的构造

叶绿体是植物细胞中一种扁椭圆形的细胞器,具有光合作用这一重要功能。它能够利用太阳辐射中的能量,把二氧化碳和水转变为碳水化合物和氧气,使地球上所有生物得以生存。长期以来,科学家们为揭示光合作用的机制付出了艰辛的努力,使我们对有关的光化学反应以及酶催化反应有了系统的了解;与此同时,科学家们还一直企图在基因水平上来阐明基因物质和叶绿体功能的关系,以期望最终能通过基因的改造来进一步提高植物的光合效率。本文就近年来在叶绿体基因组构造上所取得的重大进展作一概述。     

TMPD HiⅡ反应的分光光度法分析

叶绿体制剂,在照光时使水分解,释放氧,同时电子受体还原,称为Hill反应。包含一连串电子传递的反应过程,是由二个光化学系统(PSⅠ,PSⅡ)协同完成的。有些人工电子受体,在此反应中可在PSⅠ接受电子,如铁氰化钾(FeCy),二氯酚靛酚(DCIP),是最常用的人工电子受体,可是,它们接受电子的位置不专一,有人测得在一般叶绿体制剂中,40％在PSⅡ后接受电子,60％左右在PS     

叶绿体硫氧还蛋白系统的调节机制

硫氧还蛋白(Trx)属于巯基-二硫键氧化还原酶家族, 通过作用于底物蛋白侧链2个半胱氨酸残基之间的二硫键(还原、异构和转移)来调控胞内蛋白的结构和功能。叶绿体Trx系统包括Trx及Trx类似蛋白、铁氧还蛋白(Fd)依赖的硫氧还蛋白还原酶(FTR)和还原型烟酰腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)依赖的硫氧还蛋白还原酶C (NTRC)。除了基质蛋白酶类活性变化及叶绿体蛋白的转运受Trx系统调控之外, 在叶绿体中还存在1条跨类囊体膜的还原势传递途径, 把基质Trx的还原势经跨膜转运蛋白介导, 最终传递给类囊体腔蛋白。FTR和NTRC共同作用维持叶绿体的氧化还原平衡。该文对叶绿体硫氧还蛋白系统的调节机制进行了综述, 同时讨论了叶绿体硫氧还蛋白系统对维持植物光合效率的重要意义。     

拟南芥Psrp-4基因参与光合作用机制的研究

叶绿体核糖体是植物特有的细胞器之一,其主要功能是合成质体基因编码的蛋白质。已有研究表明在叶绿体核糖体内含有6个质体特有蛋白PSRP(plastid-specific ribosomal protein),分别命名为PSRP1~PSRP6。然而,这些蛋白在叶绿体蛋白合成过程以及光合作用中的作用机制研究尚处初级阶段。在本研究中,为了阐明PSRP-4蛋白在叶绿体发育过程中的作用机制,我们利用Gateway系统构建了Psrp-4基因(At2g38140)的RNAi表达载体,转化野生型拟南芥后获得了Psrp-4基因表达量明显降低的psrp-4突变体。研究结果表明:psrp-4突变体比野生型生长略微缓慢,但叶片颜色与野生型差别不大,能够进行正常的光合作用。在高光胁迫条件下,测定psrp-4突变体光合化学效率,发现与野生型差异不明显;进一步的蛋白免疫印记实验证明Psrp-4基因表达量的降低对PSⅡ反应中心D1蛋白的周转也没有明显影响。因此,推测PSRP-4蛋白可能不是叶绿体蛋白合成以及光合作用的正常进行所必需的。     

叶绿体中蛋白质合成的调控

高等植物和绿藻的叶绿体有自己的遗传系统.烟草、欧龙亚草和水稻叶绿体DNA的全部核苷酸序列含有130个基因密码.除叶绿体rRNA和30tRNA的基因外,已发现至少有70个密码子的40个ORF和已确定的40个及未定的11个叶绿体蛋白质基因.在一些植物种中,rRNA基因组附近的某些基因组出现二个反向重复片段.人们把质体基因分成三类:(1)编码光合系统的蛋白质基因.光合作用中蛋白质的合成     

玉米过氧化物还原蛋白BAS1的原核表达及其功能研究

植物过氧化物还原蛋白BAS1是巯基依赖的过氧化物酶,通过催化的Cys残基还原过氧化氢,依赖NADPH的叶绿体硫氧还蛋白还原酶保持BAS1的还原态。玉米含有两种BAS1:2-Cys PrxA和2-Cys PrxB。利用RT-PCR方法从玉米幼叶中克隆了编码成熟2-Cys PrxA的基因,并将蛋白Cys34残基突变成Ser34。SDS-PAGE显示纯化的野生型和突变体蛋白为一条主带,分子量约为23kDa;体外蛋白结合实验表明纯化的叶绿体硫氧还蛋白还原酶通过分子间二硫键结合纯化的2Cys PrxA的C34S突变体,非还原SDS-PAGE显示纯化的野生型2Cys PrxA含有分子间二硫键组成的二体,而纯化的C34S突变体呈现单体,巯基专一性标记化合物AMS修饰及活性分析表明纯化的BAS1还原态是催化还原过氧化氢所所必须的,它由硫氧还蛋白还原酶及其辅酶NADPH所催化。