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光合作用3植物生理學(xué)-文庫吧資料

2025-05-13 22:47本頁面
  

【正文】 1) 光強(qiáng) 暗中葉片不進(jìn)行光合作用,只有呼吸作用釋放 CO2。絲氨酸、甘氨酸、谷氨酸 第五節(jié) 影響光合的因素 一、外界條件對光合速率的影響 1 光合作用的指標(biāo) 光合速率 :植物在單位時(shí)間、單位葉面積吸收 CO2或釋放 O2的數(shù)量。 2. 消除乙醇酸的毒害作用 3. 維持 C3途徑的低水平運(yùn)轉(zhuǎn), CO2不足時(shí)放出 CO2。 光合作用中蔗糖和淀粉的合成與調(diào)節(jié) 第四節(jié) 光呼吸 二、光呼吸的途徑: ? 經(jīng)過 三種細(xì)胞器 :葉綠體、過氧化體和線粒體 一、光呼吸概念:植物的綠色細(xì)胞依賴光照,吸收 O2和放出 CO2的過程,又稱為乙醇酸氧化途徑( C2循環(huán))。 ? 不同植物的光合產(chǎn)物不同 : 多數(shù)高等植物的產(chǎn)物是淀粉, 洋蔥、大蒜等植物的光合產(chǎn)物是葡萄糖和果糖。 四、光合作用的產(chǎn)物 ? 光合產(chǎn)物 (photosynthetic product): 主要是糖類,包括單糖、雙糖和多糖,其中以 蔗糖和 淀粉 最為普遍。 2) CAM與 C4的異同: 不同點(diǎn): C4兩次羧化反應(yīng)是在空間上分開 --葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞。 3 CAM途徑(景天科酸代謝途徑) 景天科酸代謝植物(景天科、仙人掌和菠蘿等),通過白天減少有機(jī)酸,晚上增加有機(jī)酸,而固定CO2的光合途徑。 : ① PEP羧化酶的活性比 RUBP羧化酶的活性高 60倍; ② PEP羧化酶對 CO2的親和力大, CO2補(bǔ)償點(diǎn)較低; ③ C4植物的光呼吸較弱。 一般來說, C4植物比 C3植物具有較強(qiáng)的光合作用 4) C4植物比 C3植物光合作用強(qiáng)的原因? : C4 C3 維管束鞘細(xì)胞 發(fā)育良好,葉綠體較大 發(fā)育不好,葉綠體無或少 光合在維管束鞘細(xì)胞中進(jìn)行。 ㈣ C3植物與 C4植物的光合特征 ? C3植物 :光合作用碳同化最初產(chǎn)物為三碳化合物的植物, 如水稻、小麥、棉花等。 Pyr:丙酮酸 。 OAA:草酰乙酸 。H+ 蘋果酸 + NADP+ 脫氫酶 B 轉(zhuǎn)移脫羧: 在葉肉細(xì)胞中形成的 C4酸轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞中,脫羧形成 C3酸轉(zhuǎn)移到葉肉細(xì)胞。而其它的農(nóng)作物,如水稻、小麥、大豆都屬于 C3植物,大多數(shù)樹木等也屬于 C3植物。只具有 C3途徑的植物稱為 C3植物。由此發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的 CO2固定途徑。 ? 后來,在研究玉米光合作用時(shí),證實(shí) CO2被固定后的最初產(chǎn)物不是三碳化合物,而是四碳的二羧酸,草酰乙酸。 蔗糖 放出 Pi 2 C4途徑 研究歷史: CO2固定的最初產(chǎn)物為四碳化合物的途徑。 形成的磷酸丙糖一部分可運(yùn)出葉綠體,在細(xì)胞質(zhì)中合成蔗糖或參與其它反應(yīng); 碳同化的總反應(yīng)式為 : 3CO2+6H2O+9ATP+6NADPH → PGAld+6NADP+9ADP+9Pi C3途徑的調(diào)節(jié) :卡爾文循環(huán)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物是維持循環(huán)所必須的, 增加中間產(chǎn)物的濃度,加速光合。 淀粉或葡萄糖(貯存形式) PGAld的出路 葉綠體內(nèi) 細(xì)胞質(zhì) 蔗糖(運(yùn)輸形式) 重新形成 RuBP(大部分) c、更新階段 :是 PGAld經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)變,再形成 RuBP的過程。 1 C3途徑反應(yīng)過程:羧化、還原和更新 + CO2 CH2O P HCOH CH2O P C=O HCOH ribulose1,5bisphosphate CO2 CH2O P HCOH CO2 HCOH CH2O P 3phosphoglycerate (2 molecules) 2 H+ H2O RuBP 52磷酸核酮糖 Rubisco(RuBP羧化酶 ) ( 2分子) PGA( 3磷酸甘油酸) 酸能量低,不能貯存更多的能量 : 指利用同化力將 3磷酸甘油酸還原為甘油醛 3磷酸的反應(yīng)過程。又稱之為卡爾文循環(huán)。 ? 他們讓小球藻在高濃度的 CO2下進(jìn)行光合,然后實(shí)然轉(zhuǎn)入低濃度的 CO2下,再來檢測各種化合物的含量變化。 PGA的結(jié)構(gòu): 14COOH HCOH CH2O( P) 只有羧基上有 14C,說明不是完全由外界的 CO2組成。由于 PGA是三碳化合物,所以這一途徑被稱為C3途徑。 Melvin Calvin, (19111997) Nobel Laureate, chemistry, 1961 ? 照光 60秒: 14C分布于許多化合物中,有 C C4, C5,C6, C7化合物。 1 C3途徑 研究歷史 (19461953 ): ? Calvin領(lǐng)導(dǎo)的研究小組給小球藻提供 14CO2(同位素示蹤),光照不同時(shí)間后殺死細(xì)胞,觀察 14C在哪種化合物中,以確定 CO2固定的最初產(chǎn)物。 C3途徑 C4途徑 CAM途徑 固定 CO2 CO2 CO
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