高中生物《光合作用》文字素材3 苏教版必修1.doc

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1、第2节光合作用三碳化合物　　即3－磷酸甘油酸，是高中阶段介绍植物光合作用是提出的词。　　光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物被称为碳三植物。　　C3类植物　　二战之后，美国加州大学贝克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。　　他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中，然后将C14标记的CO2注入容器，培养相当短的时间之后

2、，将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物，再通过放射自显影分析放射性上面的斑点，并与已知化学成份进行比较。　　卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内，层析纸上就出现放射性的斑点，经与一直化学物比较，斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA)，是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子，所以将这种CO2固定途径称为C3途径，将通过这种途径固定CO

3、2的植物称为C3植物。后来研究还发现，CO2固定的C3途径是一个循环过程，人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。　　C3类植物，如米和麦，二氧化碳经气孔即如叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。五碳化合物　　五碳化合物1，5-二磷酸核酮糖，简称RuBP，是碳三植物光合作用暗反应阶段的反应物之一。　　光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段（切勿望文生义，并不是指该反应必须在黑暗条件下才能进行）。暗反

4、应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。　　在暗反应阶段中，绿叶从外界吸收来的二氧化碳，不能直接被氢[H]还原。它必须首先与植物体内的一种含有五个碳原子的化合物（简称五碳化合物，用C5表示）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定以后，很快形成两个含有三个碳原子的化合物（简称三碳化合物，用C3表示）。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP释放出的能量并且被氢[H]还原。其中，一些三碳化合物经过一系列变化，形成糖类；另一些三碳化合物则经过复杂的变化，又形成五碳化合物，

5、从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。碳三植物-3-用心爱心专心也叫三碳植物。光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物。碳三植物的光呼吸高，二氧化碳补偿点高，而光合效率低。如小麦、水稻大豆、棉花等大多数作物。　　C3类植物　　二战之后，美国加州大学贝克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。　　他们将培养出来的藻放置在含有未标记C

6、O2的密闭容器中，然后将C14标记的CO2注入容器，培养相当短的时间之后，将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物，再通过放射自显影分析放射性上面的斑点，并与已知化学成份进行比较。　　卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内，层析纸上就出现放射性的斑点，经与一直化学物比较，斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate，PGA)，是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一

7、个三碳分子，所以将这种CO2固定途径称为C3途径，将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现，CO2固定的C3途径是一个循环过程，人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。　　C3类植物，如稻和麦，二氧化碳经气孔即如叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。碳四植物CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸，而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物。又称C4植物。如玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。而最初产物是3-

8、磷酸甘油酸的植物则称为三碳植物（C3植物）。许多四碳植物在解剖上有一种特殊结构，即在维管束周围有两种不同类型的细胞：靠近维管束的内层细胞称为鞘细胞，围绕着鞘细胞的外层细胞是叶肉细胞。2种不同类型的细胞各具不同的叶绿体。围绕着维管束鞘细胞周围的排列整齐致密的叶肉细胞中的叶绿体，具有发达的基粒构造，而维管束鞘细胞的叶绿体中却只有很少的基粒，而有很多大的卵形淀粉粒。叶肉细胞里的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）经