叶肉细胞到被细胞直接利用 能量的转换从输入叶肉细胞到被细胞的生命活动所 直接利用,能量经过了3次转换,其具体途径是什么?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/24 08:37:42
叶肉细胞到被细胞直接利用 能量的转换从输入叶肉细胞到被细胞的生命活动所 直接利用,能量经过了3次转换,其具体途径是什么?
叶肉细胞到被细胞直接利用 能量的转换
从输入叶肉细胞到被细胞的生命活动所 直接利用,能量经过了3次转换,其具体途径是什么?
叶肉细胞到被细胞直接利用 能量的转换从输入叶肉细胞到被细胞的生命活动所 直接利用,能量经过了3次转换,其具体途径是什么?
一、光合作用的基本原理
光合作用可分为光反应和暗反应(又叫碳反应)两个阶段.
1 光反应
条件:光照、光合色素、光反应酶.
场所:叶绿体的类囊体薄膜.(色素)
过程:①水的光2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下).②ATP的合成:ADP+Pi→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下).
影响因素:光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等.
意义:①光解水,产生氧气.②将光能转变成化学能,产生ATP,为暗反应提供能量.③利用水光解的产物氢离子,合成NADPH,为暗反应提供还原剂NADPH.
2 暗反应
暗反应的实质是一系列的酶促反应.
条件:暗反应酶.
场所:叶绿体基质.
影响因素:温度、CO2浓度、酸碱度等.
过程: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.对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体.叶绿体中含有C5.起到将CO2固定成为C3的作用.C3再与NADPH及ATP提供的能量反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5.被还原出的C5继续参与暗反应.
光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物(物质变化)和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能(能量变化).
CO2+H2O(叶绿体、酶、光照)=======O2+(C6H10O5)n
二、卡尔文循环(Calvin Cycle)是光合作用的暗反应的一部分.反应场所为叶绿体内的基质.循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生.大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上.此过程称为二氧化碳的固定.这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原.但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸.后者被在光反应中生成的NADPH+H还原,此过程需要消耗ATP.产物是3-磷酸丙糖.后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环.剩下的五个碳原子经一些列变化,最后在生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始.循环运行六次,生成一分子的葡萄糖.C3类植物,如米和麦,二氧化碳经气孔进入叶片后,直接进入叶肉进行卡尔文循环.而C3植物的维管束鞘细胞很小,不含或含很少叶绿体,卡尔文循环不在这里发生.
2 C4类植物
C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物.在这种环境中,植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳,会导致水分通过蒸腾作用过快的流失.所以,植物只能短时间开放气孔,二氧化碳的摄入量必然少.植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用,合成自身生长所需的物质.
在C4植物叶片维管束的周围,有维管束鞘围绕,这些维管束鞘细胞含有叶绿体,但里面并无基粒或发育不良.在这里,主要进行卡尔文循环.
其叶肉细胞中,含有独特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶,使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸,这也是该暗反应类型名称的由来.这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘,就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸.二氧化碳进入卡尔文循环,后同C3进程.而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP.
也就是说,C4植物可以在夜晚或气温较低时开放气孔吸收CO2并合成C4化合物,再在白天有阳光时借助C4化合物提供的CO2合成有机物.
该类型的优点是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长.C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所,而维管束鞘细胞则不含叶绿体.而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的.
3 景天酸代谢植物
景天酸代谢(crassulacean acid metabolism, CAM): 如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话,那景天酸循环就是时间上错开这两者.行使这一途径的植物,是那些有着膨大肉质叶子的植物,如凤梨.这些植物晚上开放气孔,吸收二氧化碳,同样经哈奇-斯莱克途径将CO2固定.早上的时候气孔关闭,避免水分流失过快.同时在叶肉细胞中开尔文循环开始.这些植物二氧化碳的固定效率也很高.
4 藻类和细菌的光合作用
绿藻真核藻类,如红藻、绿藻、褐藻等,和植物一样具有叶绿体,也能够进行产氧光合作用.光被叶绿素吸收,而很多藻类的叶绿体中还具有其它不同的色素,赋予了它们不同的颜色.
进行光合作用的细菌不具有叶绿体,而直接由细胞本身进行.属于原核生物的蓝藻(或者称“蓝细菌”)同样含有叶绿素,和叶绿体一样进行产氧光合作用.事实上,目前普遍认为叶绿体是由蓝藻进化而来的.其它光合细菌具有多种多样的色素,称作细菌叶绿素或菌绿素,但不氧化水生成氧气,而以其它物质(如硫化氢、硫或氢气)作为电子供体.不产氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等.
无聊题目。
我猜出题者想你回答:ATP》有机物》ATP