植物生理学06光合作用.ppt

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1、《植物生理学》教学互动实践讲义：内容：第三章五、六节教师：张虹老师（周二、67）学生：王欢（201101130062）第五节：光合作用过程Ⅲ：碳同化一、卡尔文循环——C3途径（一）羧化阶段在羧化酶/加氢酶的作用下，和CO2形成中间产物，后者再与1分子H2O反应，形成甘油酸-3-磷酸。（二）还原阶段3-磷酸甘油醛的形成就完成了将无机CO2还原成糖,也实现了把活跃化学能转化为稳定化学能。（三）再生阶段由PGAld（GAP）经一系列转变重新合成CO2受体RUBP的过程。由PGAld（GAP）经一系列转变重新合成CO2受体RUBP的过程重要中间物:二羟丙酮磷酸(DHAP),可被运出叶绿

2、体,进入细胞质基质中合成蔗糖,后者是光合产物运到非光合组织的主要形式,DHAP也可在叶绿体中转变成6-磷酸-葡萄糖进而形成淀粉,把光合产物暂时储藏在叶绿体中.总结总反应式：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+8Pi+6NADP++3H+物质转化：要中间产物收支平衡，净得一个3C糖，需羧化三次，即3RuBP固定3CO2能量转化：同化1CO2，需3ATP和2NADPH，同化力消耗主要在还原阶段卡尔文循环的调节（一）自身因素循环是自身催化的，当循环达到稳态后多余的丙酮磷酸才能转化蔗糖或淀粉。（二）光的调节1.通过铁氧还蛋白-硫氧还蛋白系统调节2.光增加Rub

3、isco活性调节（三）光合产物的转运当蔗糖合成减慢后，Pi的释放也随之减慢，低Pi含量将减少丙酮磷酸外运，光合速率就减慢二、C4途径C4植物与C3的生理特点对比：C4C3植物维管鞘细胞大、多.小,较少.束鞘具较大叶绿体,多，无基粒无(或不发达).细胞能产生淀粉粒.不能叶叶绿体小、少,有基粒.具正常叶绿体.肉有“花环”结构.无“花环”结构、排列松.细与鞘细胞间有大量胞间连丝不是大量.胞不形成淀粉粒.形成淀粉粒.反应历程（四个阶段）羧化(固定)：叶肉细胞中，PEP（磷酸烯醇氏丙酮酸）羧化酶作用，固定CO2为草酰乙酸OAA，后形成四碳二羧酸（Mal或Asp)，（苹果酸或天冬氨酸）转移

4、：C4酸通过胞间连丝转运到维管束鞘细胞内.3脱羧与还原：鞘细胞中，C4酸脱羧放出CO2形成C3酸，CO2进入C3途径还原为光合产物。4再生：脱羧形成的C3酸(Pyr或Ala)转运回叶肉细胞，再生成CO2的受体PEP。C4途径的调节调节因素:光光照可以影响苹果酸脱氢酶和丙酮酸磷酸双激酶的活性效应剂效应剂调节PEP羧激酶的活性二价金属离子是C4植物脱羟酶的活化剂三、景天酸代谢（CAM）途径CAM植物生理特点：*气孔夜间开放，吸收CO2，白天关闭*绿色细胞有机酸含量夜间上升，白天下降*细胞淀粉含量夜间下降，白天上升CAM调节1.短期（昼夜）调节气孔夜晚开放，固定CO2；白天气孔关闭，

5、既减少水分散失，又可进行光合作用。2.长期（季节）调节在干旱条件下，某些植物保持CAM类型；在水分充足时，则转变为C3类型。CAM途径与C4途径的比较相同点：都有羧化和脱羧两个过程都只能暂时固定CO2，不能将CO2还原为糖CO2最初受体是PEP，最初产物是OAA催化最初羧化反应的酶是PEP羧化酶不同点：C4途径羧化和脱羧在空间上分开羧化——叶肉细胞、脱羧——鞘细胞CAM途径羧化和脱羧在时间上分开羧化——夜晚、脱羧——白天CAM途径与C4途径比较第六节：光呼吸一、概念*光呼吸—植物绿色细胞依赖光照，吸收O2释放CO2的过程。*高光呼吸植物—具有明显的光呼吸。如小麦、大豆、烟草等C

6、3植物。*低光呼吸植物—光呼吸很微弱，几乎检测不出来。如高粱、玉米、甘蔗、狗尾草、马齿苋、羊草等C4植物。光呼吸历程（乙醇酸代谢途径）光呼吸代谢途径：整个途径在3中细胞器中进行光呼吸的生理功能（1）消除乙醇酸毒害。（2）维持C3途径的运转。（3）防止强光对光合机构的机构的破坏。（4）氮代谢的补充。（5）减少C的损失。C3、C4与CAM植物光和特性比较（一）叶片结构特点（二）光和特性区别生理上C4植物一般比C3植物光合作用强，这与C4植物的PEP羧激酶活性较强和光呼吸很弱有关。特征C3植物C4植物CAM植物植物类型温带植物热带亚热带干旱地区植物叶结构无花环结构有花环结构无花环结构

7、CO2固定酶RUBP羧化酶PEP羧化酶RUBP羧化酶PEP羧化酶RUBP羧化酶CO2固定途径C3途径C3、C4途径C3、CAM最初CO2受体RUBPPEP光RUBP暗PEPCO2固定初产物PGAOAA光PGA暗OAA光合速率中高低蒸腾系数高中低CO2补偿点(mg/L)30--70＜10暗中：＜５饱和光强全日照1/2无无讲解完毕