1、第二章,光合作用与生物固氮,二 C3植物和C4植物,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？,二 C3植物和C4植物,卡尔文是怎样揭示出卡尔文循环的？,卡尔文在一个装置中放入进行光合作用的小球藻悬浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照预先设定的时间长度向装置中注入14C标记的二氧化碳，在每个时间长度结束时，杀死小球藻，使酶反应终止，提取产物进行分析。他通过色谱分析法发现当把光照时间缩短为几分之一秒时，磷酸甘油酸(C3)占全部放射性的90，这就证明了磷酸甘油酸(C3)是光合作用中由二氧化碳转化的第一个产物。在5秒钟的光合作用后，卡尔文找
2、到了含有放射性的C3、C5和C6。,二 C3植物和C4植物,卡尔文是怎样揭示出卡尔文循环的？,在实验中，卡尔文发现在光照下C3和C5很快达到饱和并保持稳定。但当把灯关掉后，C3的浓度急速升高，同时C5的浓度急速降低。如果在光照下突然中断二氧化碳的供应，则C5就积累起来，C3就消失。今天你如何分析这种现象的产生？,二 C3植物和C4植物,澳大利亚科学家MDHatch和CRSlack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
3、的14C逐渐增多。,C4植物的发现：,二 C3植物和C4植物,什么叫C4植物？举例。,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？举例。,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,C3植物,C4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
4、束的一圈薄壁细胞。,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,（一）C3植物和C4植物叶片结构特点,二 C3植物和C4植物,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。,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,（二）C3途径和C4途径,C4途径产生的原因,因为C4
5、植物中含有能固定CO2为C4的相关酶，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,C4植物这种独特的作用，被科学家形象的比喻成什么？,C4植物这种独特的作用，被形象的比喻成“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”,（二）C3途径和C4途径,C4植物和C3植物CO2固定的途径分别有几条？,C4植物有两条：C4途径和C3途径 C3植物有一条：C3途径,上述途径分别发生在什么细胞内？,C4植物的C4途径发生在：叶肉细胞的叶
6、绿体内 C4植物的C3途径发生在：维管束鞘细胞的叶绿体内 C3植物的C3途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内,C3,PEP C5,C3,C3途径,C3,C4途径 C3途径,C4 C3,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CO2 B、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、只发生在维管束鞘细胞叶绿体中C、叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中 D、叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中,C,练习,4）下列植物中属于C4植物的是 （ ）A、水稻 B、小麦 C、高粱 D、菜豆,C,
