光合作用-C3、C4、CAM區(qū)別

光合作用光合作用可分為：光反應和碳反應（舊稱暗反應）兩個階段。

光反應

條件：光照、光合色素、光反應酶。場所：葉綠體的類囊體薄膜。（藍細菌等微生物的反應場所在細胞膜：色素所

在地）過程：①水的光解：2H2Of4[H]+O2（在光和葉綠體中的色素的催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi+能量一ATP（在酶的催化下）。影響因素：光照強度、CO2濃度、水分供給、溫度、酸堿度、礦質(zhì)元素等。

意義：①光解水，產(chǎn)生氧氣。②將光能轉(zhuǎn)變成化學能，產(chǎn)生ATP，為碳反應提供能量。③利用水光解的產(chǎn)物氫離子，合成NADPH（還原型輔酶II）,為碳反應提供還

原劑NADPH（還原型輔酶II）。碳反應條件：多種酶。場所：葉綠體基質(zhì)。過程：①碳的固定：C5+CO2-2C3（在酶的催化下）②C3+[H]f（CH20）+C5（在ATP供能和酶的催化下）影響因素：溫度、CO2濃度㊣卡爾文循環(huán)CalvinCycle）可分為三個階段：羧化（碳的固定）、還原（3-磷酸甘油醛（G3P（PGAL））的合成）、二磷酸核酮糖的再生。卡爾文循環(huán)，又稱還原磷酸戊糖循環(huán)（以對應呼吸作用中的氧化磷酸戊糖途徑）、C3循環(huán)（CO2固定的第一產(chǎn)物是三碳化合物）、光合碳還原，還是光合作用的暗反應的一部分。反應場所為葉綠體內(nèi)的基質(zhì)。

1CmclsculesBCsixm^lccijlflcalv^e^ldfiliytta3*phMphat?e[Ai>pj[NADP?threemQla亡ule^SUGARS.卩ATTYAODSsCIMINOACIDSH—C=OIH—C—OHCHp?fiverrolecdHSglycereid^hyde1CmclsculesBCsixm^lccijlflcalv^e^ldfiliytta3*phMphat?e[Ai>pj[NADP?threemQla亡ule^SUGARS.卩ATTYAODSsCIMINOACIDSH—C=OIH—C—OHCHp?fiverrolecdHSglycereid^hyde3-phospharethreernolecuiesofCQjfiscsdgiv4$￡inutyiuldofufteitiolCGufe皿■glycereldeh'yd'eS 啟tanetoiAinomoloculoaATPamdsJxfMkiCitEloA亦NAEPHriibuld^B5-phospliateNAOPHATPobuksel?5bi￡phaspha<tQBCthr€FmaleculBR3-phosi0電劃yc te3Ca?Kmdaculea143?甘幟1站兗plh厲疽沖住細1曲m3Ci中1辟皿=glyctrsldahyda3-phosphate3Cmol扌Gul白㊣固碳作用：※碳三植物（小麥、水稻、大豆、棉花等）二氧化碳經(jīng)氣孔進入葉片后，直接進入葉肉進行卡爾文循環(huán)。而C3植物的維管束鞘細胞很小，不含或含很少葉綠體，卡爾文循環(huán)不在這里發(fā)生。※碳四植物（玉米、甘蔗、高粱、莧菜等）碳四植物維管束周圍有兩種不同類型的細胞：靠近維管束的內(nèi)層細胞稱為鞘細胞，圍繞著鞘細胞的外層細胞是葉肉細胞。葉肉細胞里的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）經(jīng)PEP羧化酶的作用，與CO2結(jié)合,形成蘋果酸或天門冬氨酸。這些四碳雙羧酸轉(zhuǎn)移到鞘細胞里，通過脫羧酶的作用釋放CO2，后者在鞘細胞葉綠體內(nèi)經(jīng)核酮糖二磷酸（RuBP）羧化酶作用，進入光合碳循環(huán)（卡爾文循環(huán)。C4類植物二氧化碳前固定示意圖Hatch-Slack循環(huán)r"c4（低濃度）COzPEP ADP+Pi91 丙酮酸ATPI胡蘿卜素吸i葉黃素1T'葉綠素2（絕人部分）［葉綠素b傳遞少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a轉(zhuǎn)些eH2O〔電竽一二NADP++1+O2ATP*eADP+Pi-多種酶NADPHz（高濃度）5HCH2o)光反應、C4途徑一葉肉細胞中暗反應（C3途徑）一維管束鞘細胞屮※景天酸途徑晚上，開放氣孔吸收二氧化碳，并通過羧化反應形成蘋果酸存于植物細胞內(nèi)的大液泡中，而且在一定范圍內(nèi)，氣溫越低，二氧化碳吸收越多。白天，關閉