植物生理學(xué)光合作用課件

1、關(guān)于植物生理學(xué)光合作用課件第一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用【重、難點提示】光合作用的機理，即原初反應(yīng)、電子傳遞、光合磷酸化及碳同化的基本過程與特點；光合色素的光學(xué)特性；光呼吸的過程；C3與C4光合作用的比較第二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月綠色植物吸收太陽光能,同化CO2和H2O,制造有機物并釋放O2的過程。 光 CO2 + H2O* （CH2O) + O2* 葉綠體光合作用概念第三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用類型 綠色植物的光合作用 細菌光合作用 細菌化能合成作用同化作用第四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）是自然界巨大的

2、物質(zhì)轉(zhuǎn)換站（二）是自然界巨大的能量轉(zhuǎn)換站（三）凈化環(huán)境，維持大氣O2、CO2 平衡注：由于光合作用，大氣中的CO2大約每300年循環(huán)一次，O2大約每2000年循環(huán)一次全球范圍CO2的升高，會產(chǎn)生溫室效應(yīng)光合作用的意義第五張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月地球熱輻射到大氣熱反射到大氣CO2分子地球變暖強裂吸收紅外線地球大氣中CO2的溫室效應(yīng)第六張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體的結(jié)構(gòu)第七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）光合色素的種類、結(jié)構(gòu)、功能葉綠素類：chla(C55H72O5N4Mg,所有放氧生物,包括藍細菌

3、,不放氧的含細菌葉綠素)、chlb(C55H70O6N4Mg)、 chlc、chld類胡蘿卜素類：胡蘿卜素(C40H56)、葉黃素(C40H56O2)藻膽素類：藻紅素、藻藍素（與蛋白質(zhì)結(jié)合緊密） 藻紅蛋白、藻藍蛋白（藻膽蛋白）第一節(jié) 光合色素及其性質(zhì)第九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1 葉綠素a的結(jié)構(gòu)式 chlb此處以- CHO代替-CH3 CH2 CH H CH3 C H3C CH2-CH3 N N H-C Mg C-H N N H3C CH3 H C H CH2 HC C=O CH2 C-O-CH3 C=O O O C2OH39 1.色素合成條件:光/特殊元素2.色素含量及穩(wěn)定

4、性問題以及與樹葉顏色變化關(guān)系3.楓樹紅葉成因第十張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 葉綠素功能（1）少數(shù)特殊chla具有將光能轉(zhuǎn)為電能作用（2）絕大部分chla和全部chlb、c、d具有收集并傳遞光能的作用 類胡蘿卜素功能（1）輔助吸收光能（2）保護葉綠素免受光氧化破壞 藻膽素功能 輔助吸收光能功能輔助色素(集光色素)第十一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 吸收光譜-葉綠體色素吸收部分光質(zhì)后，在光譜上出現(xiàn)的暗帶。 *地面上太陽光：300nm 2600nm *可見光：390nm 770nm（紅橙黃綠青藍紫） *用于光合作用光：400nm 700nm二.光合色素的光學(xué)性質(zhì)(一)吸

5、收光譜第十二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）葉綠素吸收光譜 最大吸收區(qū)：紅光區(qū)640 660nm（特有） 藍紫光區(qū) 430 450nm 注 chlb在藍紫光區(qū)的吸收帶比chla寬、吸收峰高，更利于吸收短波藍紫光。故陰生植物比陽生植物chlb含量高。第十三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 150 chlb 消 100 660 光 chla 系 50 643 數(shù)mmol-1.cm-1 50 O 400 500 600 700 (/nm) Chla和Chlb在乙醇溶液中的吸收光譜第十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）類胡蘿卜素、葉黃素吸收光譜 最大吸收區(qū)域：

6、藍紫光區(qū),紅光區(qū)幾乎無吸收（3） 藻膽素吸收光譜 藻藍素吸收峰：橙紅區(qū) 藻紅素吸收峰：綠光區(qū)、黃光區(qū)第十五張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合色素的吸收光譜第十六張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 (二)熒光現(xiàn)象和磷光現(xiàn)象熒光現(xiàn)象：葉綠素在透射光下呈綠色，反射光下呈紅色第十七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 E2 第二單線態(tài)（250KJ) 放 熱 第一單線態(tài)(179KJ) 能 藍 放 量 光 紅 熱 吸 光 三線態(tài) 收 吸 （125KJ） E1 收 熱 熱 熒 磷 光 光 EO 基態(tài)轉(zhuǎn)向反應(yīng)中心轉(zhuǎn)向反應(yīng)中心第十八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月熒光第一單線

7、態(tài)回到基態(tài)時發(fā)出的光，壽命短，10-8 10-9 S，強度大。磷光三線態(tài)回到基態(tài)時發(fā)出的光，壽命較長，10-2 10-3S，強度小，為熒光的1%。概念第十九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月磷光現(xiàn)象: 指去掉光源后,用精密儀器還能測量到葉綠素溶液繼續(xù)輻射出微弱的紅光的現(xiàn)象第二十張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 原初反應(yīng) 光反應(yīng) 電子傳遞（光合放氧） （基粒片層） 光合磷酸化 C3途經(jīng) 暗反應(yīng) C4途經(jīng) 碳同化 （葉綠體基質(zhì)） CAM途徑 第二節(jié) 光合作用的機理第二十一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合作用的步驟1 原初反應(yīng)：光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換 光能（光子） 電

8、能（高能電子）2 電子傳遞和光合磷酸化 電能（高能電子） 活躍化學(xué)能（ATP、NADPH）3 碳同化（酶促反應(yīng)，受溫度影響） 活躍化學(xué)能 穩(wěn)定化學(xué)能（碳水化合物等） 三條：C3 途 徑 -C3植物 C4 途 徑 -C4植物 CAM途徑-CAM植物 第二十二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月聚光色素（天線色素） 不能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)只能吸收和傳遞光能的色素分子（包括大部分chla、全部chlb、胡蘿卜素和葉黃素、藻紅素和藻藍素）。相對-(反應(yīng)中心色素,少數(shù)特殊狀態(tài)的chla)光合反應(yīng)中心指類囊體中進行光合作用原初反應(yīng)的最基本的色素蛋白復(fù)合體，它至少包括作用中心色素P、原初電子受體A、原初電

9、子供體D（D.P.A）概念第一階段:原初反應(yīng)第二十三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月作用中心色素引起光化學(xué)反應(yīng)的少數(shù)特殊狀態(tài)的 Chla分子。 P680 P700光合單位 = 聚光色素系統(tǒng) +光合反應(yīng)中心第二十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/9/20PDAhh光合單位PDA作用中心色素（P），原初電子供體（D）和原初電子受體（A）外圍為天線色素第二十五張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月包括光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換。原初反應(yīng)的步驟： 聚光色素吸收光能激發(fā)并傳遞。 反應(yīng)中心色素吸收光能被激發(fā)(Chl*)。 光 Chl Chl* ( P) (P*) 原初反應(yīng)第二

10、十六張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 Chl*將一個電子傳遞給原初電子受體（A），A獲得一個電子而Chl缺少一個電子。 Chl* (P*) + A Chl+( P+) + A- Chl+從原初電子供體（ D）獲得一個電子，Chl+ 恢復(fù)原狀，D失去一個電子被氧化。 Chl+ (P+) + D Chl (p) + D+ 第二十七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié):原初反應(yīng)輪廓第二十八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 反應(yīng)速度快，產(chǎn)物極微量，壽命短 能量傳遞效率高 與溫度無關(guān) 3、原初反應(yīng)的特點第三十張，PPT共八十

11、六頁，創(chuàng)作于2022年6月紅降在大于68nm的單一紅光（遠紅光區(qū)）下，光合作用的量子效率下降的現(xiàn)象。雙光增益效應(yīng)在波長大于68nm（）的遠紅光條件下，再補加波長小于nm的紅光，這兩種波長的光協(xié)同作用大大增加光合效率的現(xiàn)象稱（Emerson效應(yīng)）比單獨給予兩種光時引起的放氧量總和還要多第二階段. 電子傳遞和光合磷酸化（一）光合作用兩個光系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)第三十一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/9/20圖3.14愛默生效應(yīng)第三十二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/9/20EMERSON ENHANCEMENT EFFECT第三十三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年

12、6月光系統(tǒng) PSI ：小顆粒，中心色素P700，D是PC（質(zhì)體藍素），A是Ao（特化的葉綠素a分子） PS: 大顆粒，中心色素P680，D是Tyr, A是Pheo（脫鎂葉綠素） 第三十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合膜上4復(fù)合體及其電子傳遞 H+ 基質(zhì) ADP+Pi ATP+H2O NADP+ PS 低 2H+ Fd CF1H+ PS D2 D1 PQ 4Fe-4S 捕 細 QA QB 捕 PQ PQ Cytb6 捕 捕 光 胞 光 PQH2 光 A1 光 CFO 復(fù) 色 Pheo 復(fù) PQ Fe-S 復(fù) 復(fù) 合 素 h h 合 合 AO 合 體 b3 P680 體 Cytf

13、體 h h 體 Tyr P700 高 4Mn H+ OEC PC PC H+ O2 + 4H+ 2H+ H2O 類囊體腔第三十五張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 傳遞電子和質(zhì)子的4個復(fù)合體 （1） PS：氧化水釋放質(zhì)子、O2、電子 光合鏈組成（2）Ctyb6-f 復(fù)合體：（3）PS核心復(fù)合體：（4）ATP 合酶復(fù)合體（偶聯(lián)因子）第三十六張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 （5）PQ：質(zhì)體醌，可移動的電子載體，傳遞電子和質(zhì)子（PQ穿梭） （6）PC：質(zhì)體藍素，類囊體腔中(電子載體)第三十七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月PQ是H+和電子的傳遞體，可以在膜內(nèi)或膜表面移動

14、，在傳遞電子的同時，將H+從類囊體膜外（葉綠體基質(zhì)）移入膜內(nèi)（內(nèi)囊體腔），造成跨類囊體膜的H+梯度，又稱“PQ穿梭”?！癙Q穿梭”第三十八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）非循環(huán)式電子傳遞：水光解放出的電子經(jīng)PS 和PS最終傳遞給NADP+。Z鏈途徑：H2O PS PQ Cytb6f PC PS Fd NADP+結(jié)果：產(chǎn)物有O2、ATP(能源)、NADPH(還原力)特點：電子傳遞路徑是開放的，電子傳遞中偶聯(lián)磷酸化的 兩個光系統(tǒng)串聯(lián)， PQ、PC、Fd可移動 最初電子供體H2O，最終電子受體NADP+光合電子傳遞類型第三十九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十張，PPT

15、共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月需光能來推動（P680-P680*，P700-P700*）有電子傳遞體和H+傳遞體。每傳遞4個電子分解2分子H2O，需吸收8個光量子，釋放1個O2，還原2個NADP+，同時運轉(zhuǎn)個H+進入類囊體腔，其中4個來自水的光解，另外個由“PQ穿梭”完成。光合鏈的特點第四十一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月定義：PS產(chǎn)生的電子傳給Fd，再到Cytb5f復(fù)合體，然后經(jīng)PC返回PS的電子傳遞。途徑： PS Fd （NADPH PQ） Cytb5f PC PS 特點：電子傳遞路徑是閉路 只涉及PS 產(chǎn)物無O2和NADPH ，只有ATP（二）循環(huán)式電子傳遞：第四十二張，P

16、PT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月循環(huán)及非循環(huán)電子傳遞圖示第四十三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1 定義：葉綠體在光下將ADP和Pi轉(zhuǎn)化為ATP過程2 類型：非環(huán)式光合磷酸化：在基粒片層進行2ADP+2Pi+2NADP+2H2O 2ATP+2NADPH+2H+O2循環(huán)式光合磷酸化：在基質(zhì)片層進行，補充ATP不足 ADP + Pi ATP五 光合磷酸化光光第四十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合膜上4復(fù)合體及其電子傳遞 H+ 基質(zhì) ADP+Pi ATP+H2O NADP+ PS 低 2H+ Fd CF1H+ PS D2 D1 PQ 4Fe-4S 捕 細 QA QB 捕

17、 PQ PQ Cytb6 捕 捕 光 胞 光 PQH2 光 A1 光 CFO 復(fù) 色 Pheo 復(fù) PQ Fe-S 復(fù) 復(fù) 合 素 h h 合 合 AO 合 體 b3 P680 體 Cytf 體 h h 體 Tyr P700 高 4Mn H+ OEC PC PC H+ O2 + 4H+ 2H+ H2O 類囊體腔第四十五張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月經(jīng)非環(huán)式光合電子傳遞時，每分解2mol H2O，4 mol 電子經(jīng)傳遞時使類囊體膜內(nèi)增加mol H+，偶聯(lián)形成約3 mol ATP 形成同化力： ATP、NADPH,存在與基質(zhì)中循環(huán)式光合電子傳遞時,只形成ATP,不涉及到PS總結(jié)第四十六

18、張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（一） C3途徑（光合環(huán)）CO2受體是一種戊糖（核酮糖二磷酸RUBP），故又稱還原戊糖磷酸途徑RPPPCO2被固定形成的最終產(chǎn)物是三碳化合物，故稱C3途徑卡爾文等在50年代提出的，故稱卡爾文循環(huán)（Calvin循環(huán)） C3途徑分三個階段：羧化（固定）、還原、再生第三階段:光合作用的碳同化第四十七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 1 羧化階段 CH2O P C=O RuBPc CH2O P COOH HCOH + CO2 +H2O HCOH + HCOH HCOH COOH CH2O P CH2O P RuBP 2分子PGA (一)C3途徑3-磷

19、酸甘油酸第四十八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2 還原階段 O COOH Mg2+ C-O P HCOH + ATP HCOH + ADP CH2O P CH2O P PGA DPGA O C-O P CHO HCOH + NADPH + H+ HCOH + NADP+ + Pi CH2O P CH2O P DPGA PGAld(GAP) 1、3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛的形成就完成了將無機CO2還原成糖,也實現(xiàn)了把活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定化學(xué)能第四十九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月由PGAld（GAP）經(jīng)一系列轉(zhuǎn)變重新合成CO2受體RUBP的過程包括 3-

20、、4- 、5-、6-、7- 碳糖的一系列反應(yīng)，最后消耗1分子ATP，再形成RUBP，構(gòu)成一個循環(huán)。重要中間物:二羥丙酮磷酸(DHAP),可被運出葉綠體,進入細胞質(zhì)基質(zhì)中合成蔗糖,后者是光合產(chǎn)物運到非光合組織的主要形式,DHAP也可在葉綠體中轉(zhuǎn)變成6-磷酸-葡萄糖進而形成淀粉,把光合產(chǎn)物暫時儲藏在葉綠體中.再生階段第五十張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CO2最初受體是RuBP，固定CO2最初產(chǎn)物PGA，最初形成的糖(最初還原產(chǎn)物)是PGAld物質(zhì)轉(zhuǎn)化：要中間產(chǎn)物收支平衡，凈得一個3C糖，需羧化三次，即3RuBP固定3CO2能量轉(zhuǎn)化：同化1CO2，需3ATP和2NADPH，同化力消耗主要

21、在還原階段總反應(yīng)式：總結(jié)第五十一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月C3途徑的總反應(yīng)式3CO2+5H2O+9ATP+6NADPHGAP+9ADP+8Pi+6NADP+3H+可見，每同化一個CO2需要消耗3個ATP和2個NADPH，還原3個CO2可輸出1個磷酸丙糖(GAP或DHAP) 固定6個CO2可形成1個磷酸己糖(G6P或F6P)。 形成的磷酸丙糖可運出葉綠體，在細胞質(zhì)中合成蔗糖或參與其它反應(yīng)； 形成的磷酸己糖則留在葉綠體中轉(zhuǎn)化成淀粉而被臨時貯藏。再第五十二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）C4途徑（四碳二羧酸途徑，Hatch-slack 途徑）C4植物葉片解剖及生理學(xué)特

22、點 C4植物 C3植物 維管 1 鞘細胞大、多. 小, 較少. 束鞘 2 具較大葉綠體,多，無基粒 無(或不發(fā)達). 細胞 3 能產(chǎn)生淀粉粒. 不能. 葉 1 葉綠體小、少,有基粒. 具正常葉綠體. 肉 2 有“花環(huán)”結(jié)構(gòu). 無“花環(huán)”結(jié)構(gòu)、排列松. 細 3 與鞘細胞間有大量胞間連絲 不是大量. 胞 4 不形成淀粉粒. 形成淀粉粒.第五十三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月玉米水稻維管束鞘葉綠體C4植物與C3植物葉片解剖結(jié)構(gòu)的差異葉肉細胞厚壁細胞第五十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月玉米水稻維管束鞘葉綠體C4植物與C3植物葉片解剖結(jié)構(gòu)的差異葉肉細胞厚壁細胞第五十五張，PPT

23、共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1 羧化(固定)：葉肉細胞中，PEP（磷酸烯醇氏丙酮酸）羧化酶作用，固定CO2為草酰乙酸OAA ，后形成四碳二羧酸（Mal或Asp)，（蘋果酸或天冬氨酸）反應(yīng)歷程：四個階段第五十六張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 2 轉(zhuǎn)移：C4酸通過胞間連絲轉(zhuǎn)運到維管束鞘細胞內(nèi). 3 脫羧與還原：鞘細胞中，C4酸脫羧放出CO2形成C3酸，CO2進入C3途徑還原為光合產(chǎn)物。 4 再生：脫羧形成的C3酸(Pyr或Ala) 轉(zhuǎn)運回葉肉細胞，再生成CO2的受體PEP。C4 反應(yīng)歷程第五十七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年

24、6月 葉肉細胞低CO2 維管束鞘細胞高CO2 CO2 HCO3- OAA C4酸 C4酸CO2 PGA ( Mal或Asp) C3環(huán) RuBP PEP C3酸 C3酸 Pi ATP Ala或Pyr 糖、淀粉 C4途徑的基本反應(yīng)示意圖C4途徑C3途徑脫羧CO2泵第五十九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1 、CO2最初受體是PEP2、最初產(chǎn)物四碳二羧酸OAA3、在兩種細胞中完成：葉肉細胞、(維管束)鞘細胞4、起“CO2”泵作用，不能將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)樘?CO2只是固定而未還原) C4途徑特點第六十張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月部分C4植物高梁甘蔗 粟( 谷子,小米)莧菜玉米第六十

25、一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、CAM植物解剖學(xué)、生理學(xué)特點 （1）解剖學(xué)特點：景天、仙人掌，菠蘿，落地生根 （2）生理學(xué)特點： *氣孔夜間開放，吸收CO2，白天關(guān)閉 *綠色細胞有機酸含量夜間上升，白天下降 *細胞淀粉含量夜間下降，白天上升（三）CAM途徑（景天科酸代謝途徑）第六十二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、CAM植物解剖學(xué)、生理學(xué)特點 （1）解剖學(xué)特點：景天、仙人掌，菠蘿，落地生根 （2）生理學(xué)特點： *氣孔夜間開放，吸收CO2，白天關(guān)閉 *綠色細胞有機酸含量夜間上升，白天下降 *細胞淀粉含量夜間下降，白天上升（三）CAM途徑（景天科酸代謝途徑）第六十

26、三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 2 CAM途徑化學(xué)歷程： CH2 PEP羧化酶 COOH C=O P + CO2+H2O CH2 COOH C=O COOH PEP OAA COOH Mal脫氫酶 COOH CH2 +NAD(P)H+H+ C=O + NAD(P)+HCOH HCOH COOH COOH OAA Mal 夜晚液泡第六十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 COOH 依賴NAD COOH CH2 +NAD(P)+ 蘋果酸酶 C=O +NAD(P)H+H+CO2HCOH COOH COOH Mal Pyr C3環(huán) PEP白天第六十五張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于

27、2022年6月相同點： 都有羧化和脫羧兩個過程 都只能暫時固定CO2 ，不能將CO2還原為糖 CO2最初受體是PEP，最初產(chǎn)物是OAA 催化最初羧化反應(yīng)的酶是PEP羧化酶不同點：C4途徑羧化和脫羧在空間上分開 羧化葉肉細胞、脫羧鞘細胞CAM途徑羧化和脫羧在時間上分開 羧化夜晚、脫羧白天3 CAM途徑與C4途徑比較第六十六張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十七張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月光合初產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化可以轉(zhuǎn)化為淀粉場所：葉綠體可以轉(zhuǎn)化為蔗糖場所：胞質(zhì)溶膠可以轉(zhuǎn)化為其他的糖類物質(zhì)或其他物質(zhì)光照下，光合作用有利于蔗糖合成；光合速率減慢或黑暗時，蔗糖合成量就減少 光合產(chǎn)物主

28、要是糖類，大多數(shù)高等植物的光合產(chǎn)物是淀粉，有些植物（如洋蔥、大蒜等）的光合產(chǎn)物是葡萄糖和果糖，蛋白質(zhì)、脂肪和有機酸也都是光合作用的直接產(chǎn)物。第六十八張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 光呼吸一、概念 *光呼吸植物綠色細胞依賴光照，吸收O2釋放CO2的過程。 *高光呼吸植物具有明顯的光呼吸。如小 麥、大豆、煙草等C3植物。 *低光呼吸植物光呼吸很微弱，幾乎檢測不出來。如高粱、玉米、甘蔗、 狗尾草、馬齒莧、羊草等C4植物。第六十九張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二光呼吸的生化歷程 （乙醇酸代謝途徑，C2途徑） RUBPCase、Rubisco、RUBP羧化酶-加氧酶 2 3

29、-磷酸甘油酸 RUBP 3-磷酸甘油酸 + 2-磷酸乙醇酸 H2O 乙醇酸 磷酸O2CO2關(guān)鍵酶：1，5-二磷酸核酮糖羧化酶（雙功能）光合作用光呼吸第七十張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 RuBP O2 葉綠體 PGA 磷酸乙醇酸 ADP H2O ATP Pi 甘油酸 乙醇酸 甘油酸 過氧化物酶體 乙醇酸 NAD+ O2 NADH H2O2H2O+1/2O2 羥基丙酮酸 乙醛酸 Glu KGT Ser Gly Ser 線粒體 Gly H2O NAD+ + H4-葉酸鹽 NADH Gly 亞甲H4-葉酸鹽 NH3 + CO2第七十一張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 乙醇酸在葉

30、綠體中生成（需O2） 過氧化物體中氧化，生成乙醛酸（需O2） 線粒體中脫羧（放CO2） 總結(jié)第七十二張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 對光和O2的要求不同 底物不同：乙醇酸 進行部位不同 進行細胞器不同 代謝途徑不同 中間產(chǎn)物、能量需求不同 生理意義不同三光呼吸和暗呼吸比較第七十三張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月問題： C4植物光合效率為什么高于C3植物（在高光強、高溫、干燥時更明顯）？PEPCase活性及對CO2親和力比RuBPCase高C4植物有“CO2”泵，RuBPCase向羧化方向進行C4植物的光呼吸低： 局限在維管束鞘細胞，光呼吸放出的CO2被“花環(huán)”結(jié)構(gòu)葉肉細胞利用，不易“漏出”。注意:但是C4植物同化CO2消耗的能量比C植物多，也可以說這個“CO2泵”是要由ATP來開動的，故在光強及溫度較低的情況下，其光合效率還低于C3植物?？梢奀4途徑是植物光合碳同化對熱帶環(huán)境的一種適應(yīng)方式。第七十四張，PPT共八十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 六、C3、C4、CAM植物光合特征比較 特 征 C3植物 C4植物 CAM植物植物類型溫帶植物熱帶亞熱帶植物干旱地區(qū)植物葉結(jié)構(gòu)無花環(huán)結(jié)構(gòu)有花環(huán)結(jié)構(gòu)無花環(huán)結(jié)構(gòu)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固定途徑C3途徑C3、C4途徑C3、CAM最