光合碳同化PPT课件

1，3光合作用碳同化-活性化学能转变为稳定的化学能，二氧化碳同化是光合作用中的碳隔离反应。是指植物利用光反应产生的同化力将二氧化碳固定还原为有机物的过程。在叶绿体矩阵中进行，属于光合作用黑暗反应阶段的许多酶作出反应，本质上是指将无机物转换为有机物，将光反应中形成的ATP和NADPH的活性化学能转换为储存在糖类中的稳定化学能的过程。2，高等植物的光合碳同化具有C3途径(卡尔文循环):最常见，具有合成碳水化合物等产品的能力。小麦、大米、大豆等C4路线：玉米、甘蔗等CAM(景天山代谢)路线：景天、仙人掌等，只有固定、浓缩和运输CO2的作用，3，1，3通路(Calvincycle，RPPP)，卡文循环固定CO2的初始产物是甘油酸-3-磷酸(三碳化合物)，因此也称为C3通路。这条路线在20世纪50年代由美国的m. M.Calvin提出，因此被称为卡尔文循环。(放射性同位素示踪和双向纸层析)在这个循环中，二氧化碳的受体是每核酮二磷酸(rppp)，因此也称为每还原磷酸途径(RPPP)。4，卡尔文循环可分为三个阶段。羧基化阶段再生阶段，。5，C3路径的反应过程，6，(a)羧基化阶段：CO2必须经过羧基化阶段固定在羧酸上，才能还原的核糖体-1，5-二磷酸(RuBP)是由CO2接收器催化反应的酶，是核酮糖-1，5-二磷酸羧基化酶(rub PC)，8，核酮-1，5-磷酸化(RuBP)由每核酮二磷酸羧化酶/氧合酶(ribbuliosphatecaraxylase/oxygenase，Rubisco)催化红宝石co是植物中最丰富的酶，由8个大个子键(约56KD)和8个小个子键(约14KD)组成，活性部位位于大树。Dasubunit由叶绿体基因编码，小subunit由核基因编码。9，(2)还原阶段生成的PGA是尚未达到糖能量水平的有机酸，为了将PGA转化为糖，消耗光反应中产生的同化力。ATP提供能量，NADPH提供还原力，提供将PGA的羧基转化为GAP的醛基。这也是光反应和暗反应的连接点。二氧化碳还原为间隙(GAP)后，光合作用的能量储存过程就完成了。10，3-磷酸甘油酸由3-磷酸甘油激酶(PGAK)催化形成1，3-甘油酸(DPGA)后，由NADPH还原，由甘油磷酸脱氢酶作用还原，甘油醛-3-磷酸(GAP)这就是CO2的还原阶段。11，(3) RuBP再生阶段是通过间隙(GAP)进行一系列变化重建CO2受体RuBP的过程。其中包括形成磷酸化的一系列反应，包括3-，4-，5-，6-，7-碳糖。最后一步由每核酮-5-磷酸激酶(Ru5PK)催化，消耗单分子ATP，再次形成RuBP，形成循环。12、13，C3路径的总反应式需要3个ATP和2个NADPH才能看到3 CO2 5 H2O 9 ATP 6 NADPH 6hgap 9adp 8pi 6 NADP自下而上同化中的1个CO2。卡尔文循环的净反应为6co 2 18 ATP 12 NADPHC6 h12 o 6 18 ADP 18pi 12 NADP，在14，C4路径上发现了一些起源于热带地区的植物，如甘蔗、玉米等，和其他植物一样，不仅有卡尔文循环，还有固定二氧化碳的路径。固定二氧化碳的初始产物是含有4个碳的二羧酸途径(C4-dicarboxylicacidpathway)，称为C4途径。此路径在M.D.Hatch和C.R.Slack中找到，也称为Hatch-Slack路径。，15，C4通路的反应过程，C4通路的反应取决于植物种类，但基本上是羧基化还原或氨转化脱羧化825基质再生。16，可分为植物形成的C4二羧酸种类和参与脱羧基反应的酶三个子类型。即依赖NADP的苹果酸酶(NADPmalicenzyme)的苹果酸类型(NADP-ME类型)。依赖NAD的苹果酸酶(NADmalicenzyme)的天冬氨酸类型(NAD-ME类型)；带PEP羧激酶的天冬氨酸(PCK型)。17、C4路径。18、19，还原或氨相：4C酸形成，20，脱羧阶段：C4酸脱羧形成CO2，CO2通过碳循环还原，糖。21，基质再生阶段：将C4酸脱钙形成的C3酸和叶肉样细胞运回到pep，pytt，pep，pyrophosphate，22，C4途径摘要：(1) C4途径CO2受体：pep (2)催化反应酶：PEPC (3)羧基化的初始产物：oaa (4) C4途径是两类细胞(5) C4，23，三重凸轮路径，A)在植物界，CAM的分布与特性景天等植物有很特殊的CO2同化方式。夜间固定CO2会产生有机酸，白天有机酸能使C