C和C光合途径实用

会计学1C和C光合途径实用一、光合作用二、C3、C4植物叶片结构比较三、C3途径和C4途径四、C4较C3的优势第1页/共12页1、光合反应项目光反应暗反应区别条件需要叶绿素、光、酶不需要叶绿素和光，需多种酶场所叶绿体类囊体膜上叶绿体的基质中物质变化1）水的光解2H2O→4[H]+O22)ATP的形成ADP+Pi+能量→ATP1）CO2固定CO2＋C5→2C32)C3的还原2C3→（CH2O）+C5能量变化叶绿素把光能转化为ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能转化成（CH2O）中稳定的化学能实质把二氧化碳和水转变成有机物，同时把光能转变为化学能储存在有机物中联系光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。第2页/共12页2、C3、C4植物叶片结构比较C3植物叶片中维管束鞘细胞较小，其内不含叶绿体，其叶肉细胞内含有典型的叶绿体，即可进行光反应又可进行暗反应。C4植物叶片有“花环形结构”的两圈细胞，内层为维管束鞘细胞，含有叶绿体，只能进行暗反应。叶肉细胞中含典型叶绿体，能进行光反应，通过C4途径固定CO2。第3页/共12页第4页/共12页3、C3、C4途径C3植物与C4植物在光反应阶段完全相同。C4植物在光合的暗反应中利用磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),经PEP羧化酶的作用，与CO2结合，形成苹果酸或天冬氨酸。这些四碳双羧酸转移到鞘细胞里，通过脱羧酶的作用释放CO2

，后者在鞘细胞叶绿体内经核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶作用，进入卡尔文循环。C3植物C3植物只利用卡尔文循环中1，5-二磷酸核酮糖直接固定CO2

。一个CO2被一个五碳化合物(1，5-二磷酸核酮糖，简称RuBP)固定后形成两个三碳化合物(3-磷酸甘油酸)，即CO2被固定后最先形成的化合物中含有三个碳原子。第5页/共12页C4途径产生的原因

因为C4植物中含有能固定CO2为C4的相关酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简称为PEP羧化酶(与CO2有很强的亲和力)。可促使PEP把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来。C4植物这种独特的作用，被形象的比喻成“二氧化碳泵”。第6页/共12页第7页/共12页 C3途径第8页/共12页C4途径第9页/共12页C4植物具有较高光合速率的因素C4植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO3—的亲和力极高，细胞中的HCO3-浓度一般不成为PEPC固定CO2的限制因素；C4植物由于有“CO2泵”浓缩CO2的机制，使得BSC中有高浓度的CO2，从而促进Rubisco的羧化反应，降低了光呼吸，且光呼吸释放的CO2又易被再固定；高光强可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力，以满足C4植物PCA循环对ATP的额外需求；鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束，从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用。这些都使C4植物可以具有较高的光合速率。第10页/共12页C4与C3植物比较优势1、叶绿体对CO2的亲和力强于C3（C4植物与C3植物相比，CO2补偿点低得多，在较低的浓度达到较高的光合同化能力）2、

光照较强的环境中，产量较高，可充分利用光能。3、

C4植物比C3植物更能适应高温、光照强烈和干旱的环境。高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。此时，C4