光合作用竞赛精选.ppt

C4植物主要是一些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物倘若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身所需物质。 晚上，开放气孔吸收二氧化碳，并通过羧化反应形成苹果酸存于植物细胞内的大液泡中，而且在一定范围内，气温越低，二氧化碳吸收越多。到了白天，关闭气孔减少水分蒸腾，再把夜间储于细胞大液泡里的酸性物质（主要是苹果酸，但也有天门冬氨酸）作脱羧反应，释放的二氧化碳进入卡尔文循环进行光合作用，并且在一定的范围内，温度越高，脱羧越快。 C4植物和CAM植物都是低光呼吸植物，都具有光合碳同化最基本的C3途径将CO2还原成糖。 C4途径与CAM途径相同点 ：①都具有羧化(固定CO2)和脱羧(脱下CO2)两个过程； ②都只能起暂时固定CO2功能，不能将CO2还原成糖。 ③CO2最初受体都为PEP， CO2最初固定产物都是OAA C4途径与CAM途径不同点： ① C4途径的羧化和脱羧在空间上是分开的，即羧化在叶肉细胞中进行，脱羧在鞘细胞中进行，而在时间上没有分开，均在白天进行； ②CAM途径的羧化和脱羧在时间上是分开的，即羧化在夜晚进行，脱羧在白天进行，而在空间上没有分开，均在叶肉细胞叶绿体中进行 光呼吸 是所有进行光合作用的细胞（该处“细胞”包括原核生物和真核生物，但并非所有这些细胞都能进行完整的光呼吸）在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。 它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳。光呼吸约抵消30%的光合作用。因此降低光呼吸被认为是提高光合作用效能的途径之一。但是人们后来发现，光呼吸有着很重要的细胞保护作用。 光呼吸涉及三个细胞器的相互协作：叶绿体、过氧化物酶体和线粒体。整个过程可被看作由RuBP被加氧分解为2—磷酸乙醇酸和3—磷酸甘油酸开始，经过一系列的反应将两碳化合物磷酸乙醇酸生成3—磷酸甘油酸，后者进入卡尔文循环，可再次生成为RuBP。而叶绿体内进行的是光呼吸开始和收尾的反应，过氧化物酶体内进行的是有毒物质的转换，而线粒体则将两分子甘氨酸合成为一分子丝氨酸，并释放一分子二氧化碳和氨。在光呼吸过程中产生的氨，细胞能通过谷氨酰胺—谷氨酸循环快速固定再次利用高效回收，这个过程消耗一分子ATP和NADPH。叶绿体，过氧化物酶体和线粒体相互靠近，底物在细胞器之间的扩散距离就会被缩短，反应速度自然会被加快 。 * * * * * * * * 有 花环式排列在鞘细胞外围 有【无基粒或发育不良 】 大 C4 有 疏松 无 小 C3 叶绿体 排列 叶绿体 细胞大小 叶肉细胞 维管束鞘细胞 磷酸烯醇式丙酮酸（PEP） C4植物该类型的优点是，二氧化碳固定效率比C3高很多，有利植物在干旱环境生长。 C3植物行光合作用所得的淀粉，会贮存在叶肉细胞中，因为这是卡尔文循环的场所，而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉，将会贮存于维管束鞘细胞内，因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的 景天酸代謝植物 景天酸代謝（ CAM）：如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话，那景天酸循環就是时间上错开这两者。行使这一途径的植物，是那些有着膨大肉质叶子的植物，如凤梨。 这是由于仙人掌类和多肉植物等往往生长于热带干旱地区，而这种环境的特点是白天炎热夜晚寒冷，昼夜温差非常巨大，为了在这种环境下生存下来，这类植物经过长期适应和进化发展出一套独特的生存策略。 ◆植物的光呼吸（乙醇酸氧化途径）P247-248 植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的 过程，被称为光呼吸。 光呼吸的条件：必须有光 场所：叶绿体、过氧化物体、线粒体 途径： 叶绿体中： 二磷酸核酮糖（RUBP） 磷酸乙醇酸 乙醇酸 过氧化物体中： 乙醇酸 乙醛酸和过氧化氢 甘氨酸 放出氧气 线粒体中： 甘氨酸 丝氨酸 + 二氧化碳 过氧化物体中： 丝氨酸 羟基丙酮酸 甘油酸 叶绿体中： 甘油酸 3-磷酸甘油酸（PGA） 卡尔文循环 C3植物光呼吸明显，C4植物光呼吸较弱 光呼吸的生理功能尚不清楚，但消耗RUBP、没有ATP、NADPH的生成，消耗能量 1、在光合作用的研究中，科学家发现光照叶绿体会引起类囊体（囊状结构）腔内的pH明显下降,对此现象解释正确的 A．ATP水解产生磷酸，导致pH明显下降 B．大量的二氧化碳进入叶绿体导致pH值下降 C．该现象与光、酶作用下的反应 有关 D．光下叶绿体基质的pH明显低于类囊体腔 2H2O+2NADP+→2NADPH+2H++O2 2、下列关于植物细胞内能量转换的叙述，不