第3章光合作用(下)ppt课件.ppt

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1、在叶绿体基质进行。※有3条途径：※①C3途径（卡尔文循环）②C4途径③景天酸代谢（CAM）只能固定、转移CO2不能形成淀粉等产物固定转移CO2,能形成淀粉等产物三、碳同化（CO2assimilation）碳同化(二氧化碳同化)：※植物利用光反应中形成的同化力(ATP和NADPH)，将CO2转化为糖类的过程。㈠C3途径（卡尔文循环）卡尔文等利用放射性同位素和纸层析等方法，提出二氧化碳同化的循环途径，故称卡尔文循环或光合环。这个途径的CO2固定最初产物是一种三碳化合物(PGA)，故又称C3途径；CO2的

2、受体是一种戊糖(RuBP)，故称为还原戊糖磷酸途径。沿着C3途径同化CO2的植物，称为C3植物，多为温带和寒温带植物，如小麦、大豆、棉花、油菜等。C3途径大致可分为三个阶段※：①羧化阶段②还原阶段③更新（再生）阶段诺贝尔化学奖Dr.MelvinCalvinOctober26,1961NobelPrizeforChemistry⒈羧化阶段（Carboxylationphase)RuBP+CO22PGA（1,5-二磷酸核酮糖）（3-磷酸甘油酸）⒉还原阶段(Retuctionphase)PGADPGAPG

3、Ald（1，3–二磷酸甘油酸）（3–磷酸甘油醛）从PGA到PGAld过程中，由光合作用生成的ATP与NADPH均被利用掉。CO2一旦还原到PGAld，光合作用的储能过程便完成。RubiscoCO2受体初产物ATP3-磷酸甘油酸激酶NADPNADPH3-磷酸甘油醛脱氢酶PGAld♨在叶绿体内合成淀粉♨转移至细胞质中合成蔗糖♨用于RuBP的再生，加速CO2的固定⒊更新阶段(Regenerationphase)G6P淀粉果糖二磷酸醛缩酶DHAPPGAld异构酶FBP果糖１，６－二磷酸磷酸酶F6P继续循环２

4、３F6PPGAldE4P+Xu5PSBPDHAPE4P+S7PR5P+PGAldS7P+Xu5PRu5PR5PRu5PXu5PRuBPATPRu5PRu5PKSBPase（磷酸二羟丙酮）（6-磷酸果糖）（6-磷酸葡萄糖）RuBP①是羧化阶段　②，③是还原阶段，其余反应是更新阶段①②③PGA3CO26ATP6ADP6NADPH6NADP+6PiDPGAPGAldDHAP3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH3-磷酸甘油醛+6NADP++3H++9ADP+8Pi⒋C3途径的调节⑴自身催化代谢物浓度影

5、响反应的方向和速度⑵光的调节5种需光调节的酶；光增加Rubisco的活性⑶光合产物输出速率的调节磷酸丙糖+Pi磷酸丙糖+Pi（叶绿体）（细胞质）（细胞质）（叶绿体）磷酸运送体㈡C4途径（四碳二羧酸途径，Hatch/Slack）60年代，发现玉米等植物固定CO2的最初产物是草酰乙酸（OAA）—四碳二羧酸途径，即C4途径。把具有C4途径的植物称为C4植物，多为热带和亚热带植物，如玉米、高粱、甘蔗、苋菜等。C4途径可分为羧化、还原、转移、脱羧与更新5个阶段※CO2受体：磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）初产物：草

6、酰乙酸（OAA）酶：PEP羧化酶（PEPC）PEP+HCO3-OAA+Pi发生部位、酶、受体、产物与C3均不同※PEPC1.C4途径的反应步骤(丙酮酸或丙氨酸)Asp转氨酶谷氨酸NADP-苹果酸脱氢酶酮戊二酸ATP+Pi类型进入维管束鞘细胞的C4酸脱羧部位脱羧酶返回叶肉细胞的主要C3酸植物种类NADP-苹果酸酶型苹果酸叶绿体NADP+苹果酸酶丙酮酸玉米甘蔗高粱NAD-苹果酸酶型天冬氨酸线粒体NAD+苹果酸酶丙氨酸狗尾草马齿苋PEP-羧化酶型天冬氨酸细胞质PEP羧化激酶丙氨酸和丙酮酸羊草卫矛非洲鼠尾粟

7、2.C4途径的类型3、C4途径的调节：光，效应剂，二价金属离子等可调节C4途径的酶活性。(三)景天酸代谢途径（CAM途径）Crassulaceaeacidmetabolism景天科（景天、落地生根）、仙人掌科（仙人掌）、凤梨科（菠萝）等。凤梨（菠萝）仙人球CAM植物：按CAM途径固定CO2的植物。气孔白天关闭，夜间开放---固定二氧化碳夜间气孔开放PEP+CO2OAA+PiOAA苹果酸积累在液泡白天气孔关闭苹果酸丙酮酸+CO2PEPC苹果酸脱氢酶苹果酸酶NADPNADPH发生在细胞质、液泡发生在细胞

8、质、叶绿体1.CAM的过程CO2参与C3循环；丙酮酸可转化为PEP，再次进入此循环，也可进入线粒体被氧化脱羧生成CO2，参与C3循环。线粒体氧化脱羧叶绿体2、CAM途径的调节短期调节：短期（昼夜）调节，PEP羧化酶夜晚起作用，脱羧酶白天起作用。长期调节：长期干旱下，某些兼性或诱导的CAM植物，如冰叶日中花保持CAM类型，但水分充足时转变为C3类型。C3、C4和CAM植物的主要光合特征比较光合产物的直接产物主要是糖类，还有氨基酸、蛋白质、脂肪酸和有机酸。四、光合作用的产