第七章 光合作用(II)光合碳同化-2.ppt.Convertor

第七章光合作用II：光合碳同化1、光合碳同化的C3途径－卡尔文循环2、光合碳同化的C4途径3、景天酸代谢途径4、蔗糖与淀粉的合成5、光合作用生态生理重点：掌握碳同化的C3，C4和CAM途径、调节机制、及C3，C4和CAM植物的适应性意义，C3循环与C2循环的关系，环境因子对光合作用的影响。

CO2 的同化途径：根据碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，将碳同化途径分为三类：C3途径(C3 pathway)、C4途径(C4 pathway)和CAM(景天科酸代谢，Crassulacean acid metabolism)途径。

光合碳同化的C3途径——卡尔文循环1946年，美国加州大学放射化学实验室的卡尔文(M.Calvin)和本森(A.Benson)等人研究方法：(1)14C同位素标记与测定技术(2)双向纸层析技术由于这条途径中CO2固定后形成的最初产物PGA(3-磷酸甘油酸)为三碳化合物，所以也叫做C３途径或C３光合碳还原循环，并把只具有C３途径的植物称为C３植物。

一、卡尔文循环的反应步骤（一）、过程1.羧化阶段（核酮糖-1,5-2磷酸RuBP的羧化）2.还原阶段（C3产物的还原）3.再生阶段（RuBP的再生）（二）、反应场所：叶绿体基质1. RuBP的羧化－CO2被固定3RuBP+3CO2+3H2O Rubisco 6 3-PGA + 6H+指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，并水解产生PGA的反应过程。

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)具有双重功能:既能使RuBP 与CO2 起羧化反应，推动C3碳循环；又能使RuBP与O2起加氧反应而引起C2氧化循环即光呼吸。

2.还原阶段：利用同化力（ATP 和NADPH）将3-磷酸甘油酸（PGA）还原为3-磷酸-甘油醛（GAP）糖6PGA+6ATP+6NADPH+6H+→→6GAP+6ADP+6NADP+6Pi3. RuBP的再生阶段：由甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)的过程，需要经C3、C4、C5、C6、C7糖的转变，最后形成Ru5P，再消耗ATP形成RuBP。

光合作用ppt1. 概述光合作用是指绿色植物和一些细菌通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质的一种生化过程。

它是地球上生物多样性和生态平衡的重要基石，也是氧气的主要来源。

在光合作用中，重要的参与者是叶绿素，它能够吸收太阳光的能量，并将其转化为化学能。

本次PPT将从光合作用的过程、光合作用在生物圈中的重要性等方面进行介绍。

2. 光合作用的过程光合作用可分为光能捕获和光化学反应两个阶段。

2.1 光能捕获阶段在光能捕获阶段，叶绿素吸收光能，并将其转化为激发态的能量。

主要反应包括: - 叶绿素吸收光子，电子跃迁至较高能级。

- 光能被转化为化学能，进一步传递给反应中心。

2.2 光化学反应阶段在光化学反应阶段，激发态的电子传递到反应中心的反应中心复合物，并参与光化学反应。

主要反应包括: - 光解水反应：光能被用于将水分子分解为氧气和高能电子。

- 光合磷酸化：高能电子被转移至质膜上的电子传递链，产生一个膜上质子梯度。

- 光合细胞呼吸：质膜上质子梯度使ATP合成酶催化ADP和无机磷酸盐合成ATP。

3. 光合作用在生物圈中的重要性光合作用是地球上生命存在的基础，对生物圈的作用至关重要。

3.1 氧气的产生光合作用通过光解水反应产生氧气，为地球上的生物提供了必要的氧气。

这种氧气的产生维持了地球上生物的呼吸需求，在维持氧气浓度和气候平衡上起到了至关重要的作用。

3.2 有机物质的合成光合作用通过将二氧化碳和水转化为有机物质，提供了生物生长所需的能量和营养物质。

植物通过光合作用合成出的有机物质为自身提供能量，并通过食物链传递能量给其他生物。

3.3 碳循环光合作用是碳循环的重要组成部分。

它通过吸收大量二氧化碳，并将其转化为有机物质，从而在碳循环中发挥着重要的作用。

光合作用可以帮助稳定地球上的大气二氧化碳浓度，降低全球变暖的风险。

4. 总结光合作用是绿色植物和一些细菌通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质的生化过程。

它通过氧气的产生、有机物质的合成和碳循环等方面对生物圈起着重要作用。

第四节蔗糖与淀粉的合成一在细胞质中合成蔗糖二在质体中合成淀粉三同化物在叶绿体与细胞质间的分配一、蔗糖的合成（细胞质）（一）磷酸蔗糖合成酶途径（二）蔗糖合酶途径蔗糖是由葡萄糖与果糖所组成的双糖。

在植物体内，它不仅能积累、贮存和运输，而且还能进一步合成低聚糖和多糖。

（一）磷酸蔗糖合成酶途径蔗糖的生物合成途径主要是磷酸蔗糖合酶催化，由尿苷二磷酸葡萄糖与果糖-6-磷酸合成磷酸蔗糖，后经磷酸蔗糖酯酶水解，生成蔗糖。

蔗糖合成途径调节1、蔗糖-6-磷酸形成蔗糖是不可逆的2、蔗糖是稳定的非还原糖，既储存了能量，又有利于运输利用3、磷酸蔗糖合成酶的调节磷酸蔗糖合成酶（SPS）的特性和调节是受磷酸化调节的酶。

丝氨酸残基磷酸化钝化，在光下去磷酸化活化。

G6P 提高其活性，Pi 和蔗糖抑制其活性。

（二）蔗糖合酶途径蔗糖合酶位于细胞基质，催化蔗糖合成的可逆反应。

Mg+ 促成合成蔗糖，抑制分解。

该酶活性表现昼夜变化。

在消耗蔗糖的组织中活性较高，可能主要用于蔗糖分解代谢。

二、在质体中合成淀粉光合形成的三碳糖在叶绿体中形成淀粉，暂时储存在叶绿体中。

这发生在蔗糖从细胞质中运出慢于光合速度时。

在储存组织中淀粉形成在淀粉体中进行，合成途径相同。

在质体中合成淀粉的意义葡糖糖大量合成叶绿体水势下降大量葡萄糖合成少量淀粉分子水大量流入叶绿体水流入叶绿体减少叶绿体破裂防止叶绿体破裂三同化物在叶绿体与细胞质间的分配在叶绿体中经光合碳同化形成的磷酸丙糖作为共同的底物，转化为两种主要的碳水化合物，在胞质中合成蔗糖，在叶绿体中合成淀粉，这是一种细胞内区域化的竞争机制的调节。

磷酸丙糖的分配取决于细胞质和叶绿体中Pi的浓度第五节光合作用生态生理光合速率指单位时间、单位叶面积吸收CO2 的量或释放量O2 的量。

表观光合速率= 净光合速率+ 呼吸速率光合速率的测定方法1、改良半叶法2、红外线CO2 分析仪法3、氧电极法半叶法测定单位时间、单位叶面积干重的增加，可知光合产物的积累量。