植物的生理学光合作用.ppt

PEP：磷酸烯醇式丙酮酸;OAA:草酰乙酸;Mal:苹果酸;Pyr:丙酮酸;PPDK:丙酮酸磷酸双激酶A.NADP-苹果酸酶类型:玉米、高粱、甘蔗第69页,共98页，星期六，2024年，5月B.NAD-苹果酸酶类型:马龄苋、黍等第70页,共98页，星期六，2024年，5月C.PEP-羧激酶类型:盖氏狼尾草、大黍等PEPCase对HCO3-的亲和力很强,有把外界低浓度CO2浓缩到维管束鞘细胞中的作用--CO2泵。第71页,共98页，星期六，2024年，5月C4途径的调节①光调节酶促进NADP-苹果酸脱氢酶活性②反馈调节苹果酸，天冬氨酸抑制PEP羧化酶③金属离子的调节NAD-苹果酸脱氢酶Mn2+NADP-苹果酸脱氢酶Mg2+或Mn2+PEP羧化酶Mg2+加Mn2+第72页,共98页，星期六，2024年，5月三景天科酸代谢（CAM）途径具有CAM途径和C3途径的植物叫CAM植物。CAM最早是在景天科植物中发现的，目前已知在近30个科，1万多个种的植物中有CAM途径。主要分布在景天科、仙人掌科、兰科、凤梨科、大戟科、番杏科、百合科、石蒜科等植物中。CAM植物起源于热带，往往分布于干旱的环境中，多为肉质植物，为避免过度蒸腾，气孔是晚上开放，白天关闭。第73页,共98页，星期六，2024年，5月第74页,共98页，星期六，2024年，5月C4途径CO2固定和还原在空间上分开,CAM途径则在时间上分开。CAM植物体内白天糖分含量高，而夜间有机酸含量高。第75页,共98页，星期六，2024年，5月第76页,共98页，星期六，2024年，5月四光合产物磷酸丙糖在叶绿体内形成淀粉，运到细胞质内形成蔗糖。磷酸丙糖是光合作用的最初产物，蔗糖、淀粉的合成都以他为原料，成竞争反应。（图3-32）在细胞质中合成蔗糖后释放出Pi，Pi进入叶绿体促进磷酸丙糖运出叶绿体，光合速率加快。在晚上光合磷酸化停止，叶绿体内的Pi浓度升高，抑制淀粉的合成，蔗糖合成增加；在白天Pi低，促进淀粉合成。第77页,共98页，星期六，2024年，5月第六节光呼吸绿色植物在光下进行的吸收氧气、释放二氧化碳的过程。氧化底物是乙醇酸，光呼吸又叫乙醇酸循环。（C2环）光呼吸是在叶绿体、过氧化物体、线粒体三种细胞器的协同作用下完成的。第78页,共98页，星期六，2024年，5月Rubisco的双重作用：羧化反应与加氧反应高CO2羧化2PGAC3途径（光合）RuBPRubisco高O2加氧PGA+磷酸乙醇酸C2途径第79页,共98页，星期六，2024年，5月光呼吸途径及其细胞定位第80页,共98页，星期六，2024年，5月二、光呼吸的生理功能

1.防止高光强对光合作用的破坏2.防止O2对光合碳同化的抑制3.磷酸丙糖和氨基酸合成的补充途径4.回收碳素第81页,共98页，星期六，2024年，5月三、C3、C4、CAM植物的光合特征比较（一）叶片结构C4植物叶片结构特点（花环型的维管束鞘）栅栏组织与海绵组织分化不明显，叶片两侧颜色差异小。维管束鞘细胞中有叶绿体，维管束鞘细胞比C3植物大。维管束鞘细胞相邻叶肉细胞排列紧密，胞间连丝丰富。C4植物维管束鞘细胞中有淀粉粒。第82页,共98页，星期六，2024年，5月C4植物(玉米,A)和C3植物(水稻,B)叶片解剖结构的差异维管束鞘叶绿体第83页,共98页，星期六，2024年，5月（二）生理特点C4植物比C3植物光合作用强，C4植物光呼吸低。1CO2的固定途径不同：C3植物由叶肉细胞中的RUBP固定，淀粉合成在叶肉细胞中。C4植物具两个循环，淀粉合成在鞘细胞中。2RuBp与PEP酶对CO2亲和力比较PEP酶对CO2亲和力比RuBp大60多倍，C4植物可利用更低浓度的CO2，更耐旱。第84页,共98页，星期六，2024年，5月3CO2利用浓度CO2补偿点：在光照下，植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放出的CO2量达到动态平衡时，外界环境中的CO2浓度。C4植物的CO2补偿点低。4“CO2泵”的作用C4植物叶肉中的PEP起到“CO2泵”的作用，使鞘细胞中的CO2浓度高，RuBp酶走卡尔文循