《植物與植物生理》課件-光合碳同化

光合碳同化碳同化作用的概念01C3途徑02C?途徑03景天酸代謝途徑0401碳同化作用的概念碳同化作用的概念利用光反應(yīng)形成的同化力，也就是ATP和NADPH，將二氧化碳還原，形成含穩(wěn)定化學(xué)能的糖類物質(zhì)的過程。光合碳同化作用發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中，由多種酶參與的一系列化學(xué)反應(yīng)所組成。C3途徑C?途徑景天酸代謝途徑02C3途徑C3途徑由美國學(xué)者Calvin和Benson發(fā)現(xiàn)，故也稱為卡爾文-本森循環(huán),簡稱卡爾文循環(huán)。該途徑固定二氧化碳后形成的第一個(gè)穩(wěn)定的產(chǎn)物是三碳化合物，只用該途徑進(jìn)行碳同化的植物稱為C?植物。羧化階段還原階段再生階段C3途徑羧化階段通過受體固定二氧化碳形成羧酸的過程。C3途徑還原階段利用ATP和NADPH將3-磷酸甘油酸的羧基還原成醛基。C3途徑再生階段3-磷酸甘油醛經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)變，重新形成二氧化碳受體1,5-二磷酸核酮糖的過程。03C4途徑C4途徑在20世紀(jì)60年代人們在用放射性同位素14CO?對甘蔗、玉米進(jìn)行標(biāo)記時(shí)，發(fā)現(xiàn)70%～80%的14CO?的固定初產(chǎn)物為四碳化合物，而不是三碳化合物。研究表明，這個(gè)四碳化合物為四碳二羧酸。C4途徑C4植物葉片的解剖特征C4植物葉片的柵欄組織與海綿組織分化不明顯，葉片兩側(cè)顏色差異??；維管束密集，維管束周圍有發(fā)達(dá)的維管束鞘細(xì)胞形成花環(huán)結(jié)構(gòu)。C4途徑C4途徑的代謝特點(diǎn)C4途徑的二氧化碳受體是葉肉細(xì)胞質(zhì)中的磷酸烯醇式丙酮酸，催化的酶是磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，形成的第一個(gè)穩(wěn)定產(chǎn)物是草酰乙酸。二氧化碳是以HCO3-被固定的。該反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。04景天酸代謝途徑景天酸代謝途徑干旱地區(qū)生長的景天科植物如景天和落地生根,在長期干旱環(huán)境條件下，其形態(tài)結(jié)構(gòu)已發(fā)生了明顯的適應(yīng)性變化，同時(shí)形成一種特殊的二氧化碳固定方式。夜間：氣孔張開白天：氣孔關(guān)閉景天酸代謝途徑植物體在夜間有機(jī)酸含量會(huì)逐漸增加，pH下降，淀粉含量下降。白天有機(jī)酸含量逐漸減少，pH上升，淀粉含量增加。景天酸代謝(CAM)：白天和夜間植物體的綠色光合器官有機(jī)酸含量呈現(xiàn)有規(guī)律變化。具有景天酸代謝途徑的植物稱為景天酸代謝植物或CAM植物。光合碳同化C?途徑是植物共有的光合碳同化的基本途徑，只有此途徑才能將二氧化碳還原為磷酸丙糖并進(jìn)一步合成淀粉或輸出到葉綠體外合成蔗糖。C?途徑和景