碳3和碳4途径.ppt

光合作用与生物固氮 二C3植物和C4植物 主讲老师 史江华 在小麦体内该反应发生的场所在哪里 CO2的受体是什么 产物是几碳化合物 哪些物质来自光反应的什么阶段 看图回答 MelvinCalvin 1911 1997 NobelLaureate chemistry 1961 这个反应是怎样被发现的呢 小球藻悬浮液 14C02 卡尔文实验 同位素标记法 Calvin领导的研究小组给小球藻提供14CO2 光照不同时间后杀死细胞 观察14C在哪种化合物中 以确定CO2固定的最初产物 照光60秒 14C分布于许多化合物中 有C3 C4 C5 C6 C7化合物 缩短到7秒时 几乎所有的14C集中在一种化合物上 PGA 3 磷酸甘油酸 确定了CO2固定后的最初产物是3 磷酸甘油酸 PGA 由于PGA是三碳化合物 所以这一途径被称为C3途径 是不是所有的植物都是以这样的方式固定二氧化碳的呢 澳大利亚科学家M D Hatch和C R Slack在研究玉米 甘蔗等原产热带地区的绿色植物发现 当向这些植物提供14CO2时 光合作用开始后的1s内 90 以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸 草酰乙酸 C4 中随着光合作用的进行 C4中的14C逐渐减少 而C3中的14C逐渐增多 由此 发现了一种新的CO2固定途径 C4途径 C4植物的发现 什么叫C3途径 光合作用中固定CO2的途径发生在C3植物体内 叫做C3途径 什么叫C4途径 光合作用中固定CO2的途径发生在C4植物体内 叫做C4途径 什么叫C4植物 光合作用时CO2中的C首先转移到C4里 然后再转移到C3中的植物 叫做C4植物 例如 玉米 甘蔗 高粱等热带植物 什么叫C3植物 光合作用时CO2中的C直接转移到C3里的植物 叫做C3植物 例如 小麦 水稻 大麦 大豆 马铃薯 菜豆和菠菜等温带植物 一 C3植物和C4植物叶片结构特点 什么叫维管束 绿色植物的叶片中由导管和筛管等构成的结构 导管 运输水分和矿质元素等 单向 筛管 运输有机养料等 双向运输 什么叫维管束鞘细胞 围绕维管束的一圈薄壁细胞 看图比较 C3植物 C4植物 C3植物与C4植物的结构特点C3 维管束鞘细胞没有叶绿体C4 维管束鞘细胞含有没有基粒的叶绿体 一部分叶肉细胞花环状排列在维管束鞘细胞外面 小 栅栏组织海绵组织 花环状 地围绕在维管束鞘细胞的外面 不含 大 含没有基粒的叶绿体 叶绿体数多 个体大 含有 含有 C3植物和C4植物叶片结构特点 C4植物光合作用特点示意图 二 C3途径和C4途径 NADPH NADP ATP ADP Pi CH2O C5 2C3 CO2 C4 C3 PEP 丙酮酸 C4 酶 C4途径意义 C4植物中含有的能固定CO2的酶 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 并且使C4集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中 供维管束鞘细胞内叶绿体中的C3途径利用 C4植物这种独特的作用 被科学家形象的比喻成什么 二氧化碳泵 大气中的二氧化碳 低浓度的二氧化碳 高浓度的二氧化碳 产物 能量 能量 C4植物中的 二氧化碳泵 二氧化碳泵 因此 C4植物比C3植物具有较强光合作用 C3 PEPC5 C3 C3途径 C3 C4途径C3途径 C4C3 C5 叶肉细胞的叶绿体 叶肉细胞的叶绿体维管束鞘细胞的叶绿体 叶肉细胞的叶绿体 维管束鞘细胞的叶绿体 C3植物和C4植物光合作用比较 练习 1 C4植物光合作用过程中的重要特点是 A 既有C4途径又有C3途径B 只有C4途径没有C3途径C 先进行C3途径后进行C4途径D 只有C3途径没有C4途径 A 练习 2 C4植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化 A PEP固定较低浓度CO2B C5化合物与CO2结合C NADPH还原C3生成有机物D 特殊状态的叶绿素a将光能转换成电能 A 练习 3 C4植物与C3植物相比 其发生光合作用的场所为 A 只发生在叶肉细胞叶绿体中B