光呼吸第二节碳同化.ppt

The end 任课教师： 张 鹏 生命科学与技术学院 植物生理学 ——光合作用—— 第一节 叶绿体和光和色素 第二节 碳同化 第三节 光能利用率与作物生产 第一节 叶绿体和光和色素 1.发育 高等植物的叶绿体由前质体发育而来，前质体是近乎无色的质体,存在于 茎端分生组织中。 (一)叶绿体的发育、形态及分布 第一节 叶绿体和光和色素 2.形态 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育阶段而异。 3.分布 叶肉细胞中的叶绿体较多分布在与空气接触的质膜旁，在与非绿色细胞(如表皮细胞和维管束细胞)相邻处，通常见不到叶绿体。 4.运动 叶绿体在细胞中不仅可随原生质环流运动，而且可随光照的方向和强度而运动。 (一)叶绿体的发育、形态及分布 (二)叶绿体的基本结构 叶绿体是由叶绿体被膜、基质和类囊体三部分组成 第一节 叶绿体和光和色素 (三)光合色素的种类 第一节 叶绿体和光和色素 （四）光合色素的吸收光谱 主要光合色素的吸收光谱　　1，细菌叶绿素a；2，叶绿素a；3，叶绿素b；4，藻胆红素；5，β-类胡萝卜素 第一节 叶绿体和光和色素 在前质体或叶绿体中在一系列酶的作用下先形成叶绿素a，叶绿素b则是由叶绿素a氧化形成。  （五）叶绿素的生物合成及其与环境条件的关系 第一节 叶绿体和光和色素 (1)光 光是影响叶绿素形成的主要条件。 (2)温度 叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。叶绿素形成的最低温度约2℃，最适温度约30℃,最高温度约40℃。 (3)营养元素 叶绿素的形成必须有一定的营养元素。 (4)氧 　　 (5)水 （五）叶绿素的生物合成及其与环境条件的关系 第一节 叶绿体和光和色素 光合作用 （六）光合作用 光反应 暗反应 能量转换：光能（太阳光） 化学能（NADPH、ATP） 物质转换：H20 O2 物质转换：CO2 碳水化合物（蔗糖或淀粉） 能量转换： NADPH、ATP 基 质 类囊体膜 第一节 叶绿体和光和色素 第一节 叶绿体和光和色素 第二节 碳同化 第三节 光能利用率与作物生产 (一) C3循环 第二节 碳同化 (一) C3循环 第二节 碳同化 由1,5-二磷酸核酮糖 (RuBP)开始至RuBP再生结束，共有14步反应，全过程分为羧化、还原、再生3个阶段。 (1)羧化阶段 指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，并水解产生PGA的反应过程。 (2)还原阶段 指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为3-磷酸甘油醛的反应过程。 (3)再生阶段 指由3-磷酸甘油醛重新形成1,5-二磷酸核酮糖的过程。 C3途径的总反应式可写成：　　 3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+8Pi+6NADP++3H+ (二)光呼吸——C2循环 第二节 碳同化 光呼吸的生化途径是乙醇酸的代谢，要经过三种细胞器：叶绿体、过氧化体和线粒体 叶绿体 线粒体 过氧化体 (二)光呼吸 第二节 碳同化 从碳素角度看，光呼吸往往将光合作用固定的20%～40%的碳变为CO2放出(C3植物)；从能量角度看，每释放1分子CO2需消耗6.8个ATP，3个NADPH和2个高能电子，显然，光呼吸是一种浪费。那么，在长期的进化历程中光呼吸为什么未被消除掉? (三) C4循环 第二节 碳同化 至今已知道，被子植物中有20多个科约近2000种植物按C4途径固定CO2，这些植物被称为C4植物。 (三) C4循环 第二节 碳同化 C4 植物叶片 C3 植物叶片 (三) C4循环 第二节 碳同化 C4植物起源于热带，在强光、高温及干燥的气候条件下，C4植物的光合速率要远大于C3植物。 生活，太难了！！！ (四)景天科酸代谢途径 第二节 碳同化 景天科等植物有一个很特殊的CO2同化方式：夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放CO2，用于光合作用，这样的与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为CAM途径。 (五) C3、C4、CAM植物的鉴别及相互关系 第二节 碳同化 (1)从植物进化上区分 　　 (2)从分类学上区分 (3)从地理分布上区分 (4)从植物外形上区分 不同碳代谢类型之间的划分不是绝对的，它们在一定条件下可互相转化，反映了植物光合碳代谢途径的多样性、复杂性以及在进化过程中植物表现出的对生态环境的适应性。 C3 C4 CAM 第一节 叶绿体和光和色素 第二节 碳同化 第三节 光能利用率与作物生