生物专业英语lesson-2-photosynthesis

LessonTwoPhotosynthesisWarming–upWordsandphrasesTextAnalysisSimpleexerciseFurtherreferencesContents

人类对光合作用的科学研究至少已经进行了300多年，最近100年来与光合作用有关的研究已经获得了6次诺贝尔奖。时至今日，仍有许多问题需要探索。

Warming–upMelvinCalvin,(1911-1997)NobelLaureate,chemistry,1961ListentoaPhotosynthesisSongandrelax.CO2＋H2OC(H2O)n＋O2光能

叶绿体光合作用的总反应式:光合作用是植物和藻类利用自身的叶绿素将可见光转化为能量（包括光反应和暗反应）驱动二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。它是生物界赖以生存的生化反应过程

。光合作用概图类囊体叶绿素aH2OO2

e

H+ADP+Pi

H+活化的叶绿素aeATPNADPHNADP+

H+e1.第一阶段在叶绿体的哪一部位完成的?2.第一阶段必有的外界条件是什么?3.第一阶段原料有哪些?4.第一阶段包括哪些步骤？产物有哪些？第一阶段基质类囊体叶绿素a活化的叶绿素aeADP+PiATPH2OO2

e

H+NADPH

H+NADP+

H+e第一阶段是吸收光能,光解水,释放O2并形成高能量的ATP和NADPH,即将光能转化为活跃的化学能。此过程在类囊体进行,同时需要光－光反应第一阶段基质三碳化合物CO2多种酶参与固定五碳化合物(CH2O)n还原NADPHATPADP+Pi供能NADP+供氢第二阶段1.第二阶段在叶绿体的哪一部位完成的?2.第二阶段必须有光吗?3.第二阶段原料有哪些?4.第二阶段包括哪些步骤？产物有哪些？三碳化合物CO2多种酶参与固定五碳化合物(CH2O)nNADPHATPADP+Pi供能NADP+供氢基质三碳化合物CO2多种酶参与固定五碳化合物(CH2O)n还原NADPHATPADP+Pi供能NADP+供氢第二阶段第二阶段利用光反应产生的ATP和NADPH,固定CO2,合成糖,以稳定的化学能储存在糖中（卡尔文循环）。此过程发生在叶绿体基质中，无光也能完成——暗反应基质也可将光合过程分为3大步骤：1）原初反应：光能的吸收、传递和转换为电能；2）电子传递和光合磷酸化：电能转变为活跃的化学3）碳同化：活跃的化学能再转变为稳定的化学能。碳同化的途径

A)卡尔文循环（又叫C3途径）：是最基本、最普遍的，且只有该途径才可以生成碳水化合物.

B)

C4途径（又叫Hatch-Slack途径）

C)景天酸代谢途径（CAM）.

C4和CAM途径都是C3途径的辅助形式,只能起固定、运转、浓缩CO2的作用，单独不能形成淀粉等碳水化合物。Glossary

---aboutthe

photosynthesisTheprocessofphotosynthesis--aboutlight-dependentreactions,light-independentreactions,chlorophyll,photorespirationetc.Focusin……1.Absorptionspectrum[əb'sɔ:pʃən]['spektrəm]

n.吸收光谱，吸收谱Thespectrumobtainedwhenradiation(light,ultravioletradiation,etc.)fromasourcegivingacontinuousspectrumispassedthroughasubstance.Wordsandphrases物质波谱及太阳光的光谱bluered%oflightabsorbedbychlorophyll

green6叶绿素的吸收波谱光与叶绿体的相互作用2.Calvin-Bensoncycle卡尔文-本森循环（又叫卡尔文循环、C3途径）

卡尔文循环C3循环中反应物及产物的生成

C3途径反应过程：羧化、还原和再生A.羧化阶段：+CO2

CH2-O-PH-C-OHCH2-O-PC=OH-C-OHribulose

bisphosphate

carboxylase/oxygenase(rubisco)ribulose-1,5-bisphosphateCO2-CH2-O-PH-C-OHCO2-H-C-OHCH2-O-P3-phosphoglycerate(2molecules)2H+

H2O

RuBPRubisco(RuBP羧化酶)

PGA（2分子）酸能量低，不能贮存更多的能量B.还原阶段：O=C-O-PCH2-O-PH-C-OHNADPHNADP+CHOCH2-O-PH-C-OHATPADPPiCO2-CH2-O-PH-C-OH1,3-bisphosphoglyceratePGADPGA

GAP（3-磷酸甘油醛）GAP是一种三碳糖，可以稳定的贮存能量，至此，消耗的光反应的ATP和NADPH，使光能转化为稳定的化学能，光合的贮能过程结束。GAP的出路叶绿体内淀粉或葡萄糖（贮存形式）细胞质蔗糖（运输形式）C.更新阶段：大部分GAP经一系列转化，重新形成RuBP的阶段。C3途径的总反应式可写成：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+8Pi+6NADP++3H+

3.carotenoidn.类胡萝卜素Light-sensitive,accessorypigmentsthattransferabsorbedenergytochlorophylls.Theyabsorbvioletandbluewave-lengthsbuttransmitred,orange,andyellow.[kə'rɔtənɔid]

辅助色素（accessorypigment）：叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素（carotene）和叶黄素(lutein)。功能为吸收和传递光能，是对叶绿素捕获光能的补充。连续双峰400-500nm两个吸收峰430-450nm蓝紫光区640-660nm红光区4.Chlorophyll['klɔ:rəfil]

,n.叶绿素Thegreensubstanceofplantsbywhichphotosynthesisisaccomplished;itisusuallylocalizedinintracellularorganellescalledchloroplasts.主要有叶绿素a（呈蓝绿色）和叶绿素b（呈黄绿色）叶绿体中叶绿素的分布5.Chloroplast['klɔ(:)rəplɑ:st]

n.叶绿体Aplastidinwhichphotosynthesisiscarriedout.Chloroplastsoccurinallphotosyntheticorganismsexceptphotosyntheticbacteriaandblue-greenalgae.叶绿体的形态与分布叶绿体的结构1双层膜：内膜为选择性屏障。2基质：CO2同化；淀粉形成3基粒：由类囊体垛叠而成的绿色颗粒。6.photophosphorylationn.光合磷酸化[作用]ThesynthesisofATPfromphosphateandADPduringphotosynthesis,usinglightenergy.[,fəutəufɔsfəri'leiʃən]叶绿体在光下把无机磷酸和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程。光合磷酸化的方式7.Cyclicphotophosphorylationn.环形光合磷酸化作用Cyclicphotophosphorylationiscoupledtocyclicelectronflow,inwhichATPistheonlyproduct.[,fəutəufɔsfəri'leiʃən]

环式光合磷酸化：从PSⅠ产生的电子，经过Fd和细胞色素b6/f等后，引起了ATP的形成，降低能位，又经PC回到原来的起点P700，形成闭合回路。8.Noncyclic

photophosphorylationn.非环形光合磷酸化[作用]Noncyclic

photophosphorylationiscoupledtononcyclicelectronflow,theelectronsbeingusedtoreduceNADP+aswellastomakeATP.非环式光合磷酸化：

PSⅡ所产生的电子经过一系列的传递，在细胞色素复合体上引起ATP的形成，继而将电子传至PSⅠ，提高能位，最后用去还原NADP+。这样，电子经PSⅡ传出后不再返回。9.C3plantAplantinwhichthelight-independentreactionsofphotosynthesisstartwithathree-carboncompound.MostplantsareC3plants.n.三碳植物MelvinCalvin,(1911-1997)NobelLaureate,chemistry,1961C3循环C3循环中反应物及产物的生成

10.C4plantAplantsuchascorninwhichthelight-independentreactionsofphotosynthesisstartwithafour-carboncompound.n.四碳植物CO2固定的最初产物为四碳化合物的途径。具有C4途径的植物称为C4植物。只具有C3途径的植物称为C3植物。在农作物中，只有玉米、高粱、甘蔗、黍和粟属于C4植物。而其它的农作物，如水稻、小麦、大豆都属于C3植物，大多数树木等也属于C3植物。C4途径需经过两种光合细胞，即在叶肉细胞的细胞质中，由PEPC催化羧化反应，形成C4二羧酸，C4二羧酸运至维管束鞘细胞脱羧，释放的CO2再由C3途径同化。C4途径反应过程：羧化、转移脱羧和再生A.羧化阶段：场所—叶肉细胞质PEP＋HCO3－PEP羧化酶OAA＋HOPO32－磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸最初CO2受体最初产物不稳定，易转化B.转移脱羧阶段：按脱羧酶分为三个类型

ⅰ.NADP苹果酸酶型：OAA苹果酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞ⅱ.NAD苹果酸酶型：OAA天冬氨酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞C3途径ⅲ.PEP羧激酶型：OAA天冬氨酸PEPCO2叶肉细胞维管束鞘细胞C.再生阶段：场所—叶肉细胞丙酮酸PEPATPAMP+2Pi丙酮酸双激酶AMP+ATP2ADP11.light-dependentreactionsn.光反应Thefirststageinphotosynthesis,drivenbylightenergy.Electronsthattrapthesun’senergypasstheenergytohigh-energycarrierssuchasATPorNADPH,whereitisstoredinchemicalbonds.12.light-independentreactionsn.暗反应Thesecondstageofphotosynthesis,alsocalledtheCalvin-Bensoncycle,whichdoesnotrequirelight.Duringthesixstepsofthecycle,carbonisfixedandcarbohydratesareformed.13.photonn.光子Aparticlethathaszeromassorchargeandunitspin,thequantumoftheelectromagneticfieldandcarrieroftheelectromagneticforce.['fəutɔn]

原始称呼是光量子（lightquantum），其静止量为零，不带电荷，是电磁辐射的载体。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。14.photorespirationn.光呼吸Alight-dependenttypeofrespirationthatoccursinmostphotosynthesisplantsanddiffersfromnormal(ordark)respiration.[,fəutəu,respə'reiʃən]

光呼吸是与光合作用随伴发生的吸收O2和释放CO2的过程。整个途径要经过三种细胞器，即在叶绿体中合成乙醇酸，在过氧化体中氧化乙醇酸，在线粒体中释放CO2。由于光呼吸与光合作用两者的底物均起始于RuBP，且都受Rubisco催化，因此，两者的活性比率取决于CO2和O2的浓度比例。在O2和CO2并存的环境中，光呼吸是不可避免的。光呼吸释放的CO2可被光合再固定。15.photosynthesisn.光合作用Thesynthesisoforganiccompoundsbyreductionofcarbondioxideusinglightenergyabsorbedbychlorophyll.[,fəutəu'sinθəsis]16.photosystemn.光系统Oneoftheclustersoflight-trappingpigmentsembeddedinphotosyntheticmembranes.PhotosystemIoperatesduringthecyclicpathway;photosystemIIoperatesduringboththecyclicandnoncyclicpathways.[,fəutə'sistəm]17.Ribulose

biphosphate(RuBP)n.核酮糖二磷酸Acompoundwithabackbone(主链)offivecarbonatomsthatisrequiredforcarbonfixationintheCalvin-Bensoncycleofphotosynthesis.18.thylakoidn.类囊体Oneofanumberofflattenedfluid-filledsacsthatformthephotosyntheticlamellarsystemofchloroplasts,photosyntheticbacteria,andblue-greenalgae..['θailə,kɔid]

Reviewtheformercontent：1.Absorptionspectrum[əb'sɔ:pʃən]['spektrəm]2.Calvin-Bensoncycle3.carotenoid4.Chlorophyll['klɔ:rəfil]

5.Chloroplast['klɔ(:)rəplɑ:st]

6.Cyclicphotophosphorylation7.C3plant8.C4plant[kə'rɔtənɔid]9.light-dependentreactions10.light-independentreactions11.Noncyclic

photophosphorylation12.photon13.photophosphorylation14.photorespiration15.photosynthesis16.photosystem17.Ribulose

biphosphate(RuBP)18.thylakoid['fəutɔn]['θailə,kɔid]

[,fəutəu'sinθəsis].[,fəutəu,respi'reiʃən].Howlightenergyreachesphotosyntheticcells?Thelight-dependentreactions:Convertingsolarenergyintochemical–bondenergyThelight-independentreactions:BuildingcarbohydratesOxygen:AninhibitorofphotosynthesisReprievefromphotorespiration:TheC4pathwayTextAnalysisQuestions&Answers①Whatprocessdoyouthinkthephotosynthesisis?

②Whatbenefitdoyouthinkplantcangainthroughphotosynthesis?

Photosynthesisoccursonlyinthechlorophyll-containingcellsofgreenplants,algae,andcertainprotistsandbacteria.Overall,itisaprocessthatconvertslightenergyintochemicalenergythatisstoredintheformofmolecularbonds.光合作用只发生在绿色植物的含叶绿素的细胞、海藻、某些原生生物以及某些细菌中。总的来说，它是将光能转化成以分子键形成储存的化学能的过程。

Fromthepointofviewofchemistryandenergetics,itistheoppositeofcellularrespiration.Whereascellularrespirationishighlyexergonicandreleasesenergy,photosynthesisrequiresenergyandishighlyendergonic.从化学和热力学角度考虑，光合作用与细胞呼吸过程相反。细胞呼吸释放能量，高度放能；而光合作用需要能量，且高度吸能。PhotosynthesisstartswithCO2andH2Oasrawmaterialsandproceedsthroughtwosetsofpartialreactions.Inthefirstset,calledlight-dependentreactions,watermoleculesaresplit(oxidized),O2isreleased,andATPandNADPHareformed.Thesereactionsmusttakeplaceinthepresenceoflightenergy.光合作用以CO2

和H2O为原料，发生两步反应。第一步反应叫光反应，将H2O氧化分解形成O2，同时产生ATP和NADPH，此反应必须在光照的条件下才能发生。Inthesecondset,calledlight-independentreactions,CO2isreduced(viatheadditionofHatoms)tocarbohydrate.ThesechemicaleventsrelyontheelectroncarrierNADPHandATPgeneratedbythefirstsetofreactions.第二步反应叫暗反应，CO2

加H还原成碳水化合物，此反应依赖光反应中产生的电子载体NADPH，和ATP的能量供应。光反应中,来自于太阳的光能使叶绿素产生高能电子,然后电子通过在叶绿体类囊体膜中的电子传递链间的移动传递,并将H+质子从叶绿体基质传递到类囊体腔,建立电化学质子梯度,用于ATP的合成。光反应的最后一步是高能电子被NADP+接受,使其被还原成NADPH。光反应的场所是类囊体。概括地说光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能,并将光能转化为化学能,形成ATP和NADPH的过程。光反应包括光能吸收、电子传递、光合磷酸化等三个主要步骤。

暗反应不需要光,是CO2固定反应。在这一反应中,叶绿体利用光反应产生的ATP和NADPH这两个高能化合物分别作为能源和还原的动力将CO2固定,使之转变成葡萄糖。碳固定反应开始于叶绿体基质,结束于细胞质基质。

不同的植物，暗反应的过程不一样，而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3,C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。

Bothsetsofreactionstakeplaceinchloroplasts.Mostoftheenzymesandpigmentsforthelight-dependentreactionsareembeddedinthethylakoidmembraneofchloroplasts.Thedarkreactionstakeplaceinthestroma.这两步反应都发生在叶绿体中。其中，光反应所需的大部分酶和色素位于叶绿体的类囊体膜上，暗反应则发生于叶绿体的基质中。1.Howlightenergyreachesphotosyntheticcells?Theenergyinlightphotonsinthevisiblepartofthespectrumcanbecapturedbybiologicalmoleculestodoconstructivework.1.光能如何传递到光合作用细胞中？生化分子能捕获可见光谱中的光子能并开展一些建设性的工作。Thepigmentchlorophyllinplantcellsabsorbsphotonswithinaparticularabsorptionspectrum---astatementoftheamountoflightabsorbedbychlorophyllatdifferentwavelengths.植物细胞中的叶绿素能吸收特定吸收光谱中的光子，这种吸收光谱指的是叶绿素在不同波长下吸收光的函数关系。Whenlightisabsorbeditaltersthearrangementofelectronsintheabsorbingmolecule.Theaddedenergyofthephotonbooststheenergyconditionofthemoleculefromastablestatetoaless-stableexcitedstate.光一旦被吸收就改变了吸收分子内的电子排布，增加的光子能将吸收分子由稳定的基态转变为不稳定的激发态。Duringthelight-dependentreactionsofphotosynthesis,astheabsorbingmoleculereturnstothegroundstate,the“excess”excitationenergyistransmittedtoothermoleculesandstoredaschemicalenergy.在光反应中，随着吸收分子回复到基态，额外的激发能传递给了其他分子并以化学能的形式储存起来。Allphotosyntheticorganismscontainvariousclassesofchlorophyllsandoneormorecarotenoid(accessory)pigmentsthatalsocontributetophotosynthesis.Groupsofpigmentmoleculescalledantennacomplexesarepresentonthylakoids.所有能进行光合作用的有机体都含有多种叶绿素和至少一种类胡萝卜素（一种辅助色素）。这些色素分子统称为天线复合物，位于类囊体上。Lightstrikinganyoneofthepigmentmoleculesisfunneledtoaspecialchlorophyllamolecule,termedareaction-centerchlorophyll,whichdirectlyparticipatesinphotosynthesis.大多数聚光色素分子受光能激发后能逐一将光能传递到一个特殊状态的叶绿素a分子上，这个叶绿素a分子又叫反应中心色素，它将直接参与到光合作用中。Mostphotosyntheticorganismspossestwotypesofreaction-centerchlorophylls,P680andP700,eachassociatedwithanelectronacceptormoleculeandanelectrondonormolecule.Theseaggregationsareknownrespectivelyasphotosystem

I(P700)andphotosystem

II(P680).大多数能进行光合作用的有机体都具备两种类型的反应中心色素：P680和P700，二者各与一个电子受体分子和一个电子供体分子协同作用。他们的聚合物分别称为光系统II和光系统I

。Thephotosystemsofthelight-dependentreactionsareresponsibleforthepackagingoflightenergyinthechemicalcompoundsATPandNADPH.2.Thelight-dependentreactions:Convertingsolarenergyintochemical–bondenergy2.光反应：将光能转化成化学能光反应的光合系统负责将光能在化合物ATP和NADPH中装配的过程。Thispackagingtakesplacethroughaseriesofoxidation-reductionreactionssetinmotionwhenlightstrikestheP680reactioncenterinphotosytemII.该过程通过一系列的氧化还原反应完成，光激发位于光系统Ⅱ中的P680反应中心后这些氧化还原反应即可发生。Inthisinitialeventwatermoleculesarecleaved,oxygenisreleased,andelectronsaredonated.Theseelectronsareacceptedfirstbyplastiquinoneandthenbyaseriesofcarriersastheydescendanelectrontransportchain.plastoquinone

'plæstəukwinəun]..

n.[生化]质体醌在反应的起始阶段，水分子被裂解释放出氧气，产生了电子供体。这些电子首先为质体醌所接收随后沿电子传递链被一系列载体所接收。Foreachfourelectronsthatpassdownthechain,twoATPareformed.ThelastacceptorinthechainistheP700reactioncenterofphotosystemI.每传递四个电子，即产生两个ATP。电子的终受体是光系统Ⅰ中的P700反应中心。Atthispointincomingphotonsboosttheenergyoftheelectrons,andtheyareacceptedbyferredoxin.Ferredoxinisthenreoxidized,andthecoenzymeNADP+isreducedtotheNADPH.TheATPgeneratedpreviouslyandtheNADPHthentakepartinthelight-independentreactions.ferredoxin[fe're,dɔksin]n.[生化]铁氧化还原蛋白这时随之而来的光子激发了电能，电子为铁氧还蛋白所接收。铁氧还蛋白被重新氧化，NADP＋被还原成NADPH。这些NADPH与先前产生的ATP随后参与到暗反应中。TheproductionofATPfromthetransportofelectronsexcitedbylightenergydownanelectrontransportchainistermedphotophosphorylation.在光能的激发下，沿着电子传递链产生产物ATP的过程叫做光合磷酸化。Theone-wayflowofelectronsthroughphotosystem

IIandIiscallednoncyclic

photophosphorylation;plantsalsoderiveadditionalATPthroughcyclicphotophosphorylation,inwhichsomeelectronsareshuntedbackthroughtheelectrontransportchainbetweenphotosystems

IIandI.电子通过光系统Ⅰ和光系统Ⅱ单线程传递的过程叫做非环形光合磷酸化。植物也可额外通过环形光合磷酸化产生ATP，在环形光合磷酸化的过程中，电子在光系统Ⅰ和光系统Ⅱ中来回传递。非环式光合磷酸化：

PSⅡ所产生的电子经过一系列的传递，在细胞色素复合体上引起ATP的形成，继而将电子传至PSⅠ，提高能位，最后用去还原NADP+。这样，电子经PSⅡ传出后不再返回。环式光合磷酸化：从PSⅠ产生的电子，经过Fd和细胞色素b6/f等后，引起了ATP的形成，降低能位，又经PC回到原来的起点P700，形成闭合回路。

3.Thelight-independentreactions:BuildingcarbohydratesInthelight-independentreactionsofphotosynthesis,whicharedrivenbyATPandNADPH,CO2isconvertedtocarbohydrate.ThereactionsarealsoknownastheCalvin-Bensoncycle.3.暗反应：产生碳水化合物ATP和NADPH驱动暗反应的发生。在暗反应中二氧化碳转化形成碳水化合物，这一反应又称为卡尔文－本森循环。卡尔文循环C3循环中反应物及产物的生成

AtmosphericCO2isfixedasitreactswithribulose

biphosphate(RuBP),areactionthatiscatalyzedbytheenzymeribulose

biphosphate

carboxylase.RuBP与二氧化碳气体发生反应将其固定，这一反应由RuBP羧化酶催化完成。ThereductionofCO2tocarbohydrate(fructosediphosphate)iscompletedviaseveralmorestepsofthecycle.Finally,RuBPisregeneratedsothatthecyclemaycontinue.CO2还原成碳水化合物还需要经卡尔文循环的几步反应才能完成。最终，RuBP再生，循环得以继续。C3途径反应过程：羧化、还原和再生A.羧化阶段：+CO2

CH2-O-PH-C-OHCH2-O-PC=OH-C-OHribulose

bisphosphate

carboxylase/oxygenase(rubisco)ribulose-1,5-bisphosphateCO2-CH2-O-PH-C-OHCO2-H-C-OHCH2-O-P3-phosphoglycerate(2molecules)2H+

H2O

RuBPRubisco(RuBP羧化酶)

PGA（2分子）酸能量低，不能贮存更多的能量3—磷酸甘油酸B.还原阶段：O=C-O-PCH2-O-PH-C-OHNADPHNADP+CHOCH2-O-PH-C-OHATPADPPiCO2-CH2-O-PH-C-OH1,3-bisphosphoglyceratePGADPGA

GAP（3-磷酸甘油醛）GAP是一种三碳糖，可以稳定的贮存能量，至此，消耗的光反应的ATP和NADPH，使光能转化为稳定的化学能，光合的贮能过程结束。GAP的出路叶绿体内淀粉或葡萄糖（贮存形式）细胞质蔗糖（运输形式）C.更新阶段：大部分GAP经一系列转化，重新形成RuBP的阶段。C3途径的总反应式可写成：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+8Pi+6NADP++3H+

卡尔文循环C3循环中反应物及产物的生成

4.Oxygen:AninhibitorofPhotosynthesisHighlevelsofoxygeninplantcellscandisruptphotosynthesisandcanalsocausephotorespiration-aninefficientformofthedarkreactionsinwhichO2isfixedratherthanCO2andnocarbohydrateisproduced.4.O2：光合作用的抑制剂植物细胞中高水平的O2能阻断光合反应的发生并引发光呼吸。光呼吸是一种无效的暗反应，反应中O2而非CO2被固定，也没有碳水化合物的形成。5.Reprievefromphotorespiration:TheC4pathwayMostplantsareC3plants:theyexperiencedecreasedcarbohydrateproductionunderhot,dryconditionsasaresultoftheeffectsofphotorespiration.5.光呼吸暂缓进行：C4途径大多数植物属于C3植物，在炎热干旱的条件下会减少碳水化合物的形成，转而发生光呼吸。AmongC4plants,however,specialleafanatomyanduniquebiochemicalpathwayenabletheplanttothriveinaridconditions.而C4植物却由于其独特的叶片结构和生化途径而使植物在干旱的条件下也能绽放勃勃生机。ThusC4plantlessenphotorespirationbycarryingoutphotosynthesisonlyincellsthatareinsulatedfromhighlevelsofCO2.Theyalsopossessanovelmechanismforcarbonfixation.因此，C4植物能够通过隔离高水平的CO2而进行光合作用，减少光呼吸。C4植物拥有与众不同的碳同化过程。具有C4途径的植物称为C4植物。只具有C3途径的植物称为C3植物。在农作物中，只有玉米、高粱、甘蔗、黍和粟属于C4植物。而其它的农作物，如水稻、小麦、大豆都属于C3植物，大多数树木等也属于C3植物。C4途径需经过两种光合细胞，即在叶肉细胞的细胞质中，由PEPC催化羧化反应，形成C4二羧酸，C4二羧酸运至维管束鞘细胞脱羧，释放的CO2再由C3途径同化。C4途径反应过程：羧化、转移脱羧和再生A.羧化阶段：场所—叶肉细胞质PEP＋HCO3－PEP羧化酶OAA＋HOPO32－磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸最初CO2受体最初产物不稳定，易转化B.转移脱羧阶段：按脱羧酶分为三个类型

ⅰ.NADP苹果酸酶型：OAA苹果酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞ⅱ.NAD苹果酸酶型：OAA天冬氨酸丙酮酸酶CO2叶肉细胞维管束鞘细胞C3途径ⅲ.PEP羧激酶型：OAA天冬氨酸PEPCO2叶肉细胞维管束鞘细胞C.再生阶段：场所—叶肉细胞丙酮酸PEPATPAMP+2Pi丙酮酸双激酶AMP+ATP2ADP景天酸代谢(简称CAM)是植物光合作用中固定CO2的一种特殊方式,特点就是夜间气孔开放白天气孔关闭。如仙人掌科、景天科、大戟科、番杏科、百合科。

C4途径和CAM途径固定CO2的酶都是PEP羧化酶.

ExerciseMatcheachtermontheleftwiththemostappropriatedescriptionontherighta.Surroundsalumenb.Principalpigmentc.light-independentreactionsd.ElectronacceptorforCO2e.Moistclimatesf.Lightoptionalg.Wateroxidizedh.WaveandparticleI.Greenhouseeffectj.Aspecificsitek.Bananashapel.Inefficientdarkreactionm.Dryclimatesn.absorbso.Moststable1.C3plant2.pigment3.Lightreactions4.thylakoid5.Groundstate6.Reactioncenter7.photorespiration8.RuBP9.Calvin-bensoncycle10.C4plant11.photon12.chlorophyll13.chloroplast14.Carboncycle15.light-independentreactionsMultiplechoise:1.Theprocessofphotosynthesiscanbeconsideredasaseriesofreactionsinwhichlightenergyfromthesunis_______.A.transformedintochemicalenergyB.nottransforme