第四章细胞代谢汇总.ppt

反应 主要事件 需要的物质 最终产物 1 、光反应 （类囊体膜 ) 光化学反应 电子传递 化学渗透 利用光能使水光解，合成 ATP 和还原 NADP + ( 即 NADPH) 叶绿素激发；反应中心将高能电子传 递给电子受体 电子沿着类囊体膜上的电子传递链 传递，并最终还原 NADP + ；水的光解 提供的 H + 积累于类囊体内 质子穿越类囊体膜进入类囊体；在类 囊体和基质间形成质子梯度；质子通 过由 ATP 合成酶复合物构成的特殊 通道回到基质中； ATP 生成 光能；光合色 素 电子； NADP + ； H 2 0 质子梯度 ADP +Pi 电子 NADPH+H + ； O 2 ； H + ATP 2 、暗反应 ( 基质 ) CO 2 ：固定，即 CO 2 与一有机化合物结 合 二磷酸核酮 糖； CO 2 ； ATP ； NADPH+H + 糖； ADP+Pi ， NADP + 卡尔文循环——C3途径 2.C4植物和光呼吸 CO2受体为二磷酸核酮糖（RuBP），最初产物为3-磷酸甘油酸(PGA)，一种三碳化合物。如大豆、燕麦、小麦、水稻等属于C3植物 。 C3途径(C3 pathway)： C3植物缺点：干旱炎热，气孔关闭， CO2不能进入 叶绿体→减产 →较强的光呼吸 光呼吸： 植物在光照下，光合作用的同时发生吸收O2释放CO2的呼吸但不产生ATP.称为光呼吸。 原因是rubisco在CO2浓度低O2浓度高时具有加氧酶的作用产生二碳化合物，植物细胞又将其氧化为CO2和水。 光呼吸的生化过程（乙醇酸代谢） 在整个乙醇酸途径中O2的吸收发生于叶绿体和过氧化物酶体，CO2的放出发生于线粒体。 它与Calvin 循环联系在一起，CO2受体为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），最初产物为草酰乙酸(OAA)，它是含有4个碳原子的二羧酸。如玉米、甘蔗、高梁等属于C4植物（这些植物先在叶肉细胞中利用C4途径将CO2固定成4C化合物，然后这些化合物被运送到微管束鞘细胞，在那里进行卡尔文循环） C4途径(C4 pathway)： C4植物的碳同化过程可分为四个阶段： C3植物与C4植物叶结构的比较 C4植物 高梁 甘蔗田 粟(millet)的穗形, “谷子”，去皮后称“小米” 苋菜 玉米 景天酸代谢途径 景天科等植物有一个很特殊的CO2同化方式：夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放CO2，用于光合作用，这样的与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为CAM ( Crassulacean acid metabolism)途径 CAM植物特别适应于干旱地区，其特点是气孔夜间开放，白天关闭。 夜间CO2进入叶中，被固定在C4化合物中。 白天有光时放出CO2参与卡尔文循环 CAM光合作用的效率不高，利用这种途径的植物可以在荒漠中、酷热的条件下存活，但生长缓慢。 CAM植物-瓦松属 瓦松属1 剑麻 芦荟 落地生根 龙舌兰 绯牡丹 昙花 多肉质植物 鸡冠掌 红司 锦晃星 静夜 (四）环境因素影响光合作用 光 光饱和点 光补偿点 * 发光细胞有荧光素酶（E-LH），酶促反应使ATP与E-LH先偶联，偶联的高能中间产物E?LH2-AMP在氧气存在时可释放出能量，并以荧光的形式发射出来： * * * * * 酵母菌的发酵作用 （五）发酵作用 （六） 各种分子的氧化和分解 蛋白质和脂肪的氧化 营养物质的分解可提供生物分子合成的原料 五. 光合作用 （一）光合作用的引论 1.光合作用的发现 1642年 比利时科学家 Helmont 1770年英国牧师 Priestley 荷兰医生 Ingenhousz 2. 光合作用概述 光反应发生在类囊体膜上 碳反应发生在叶绿体的基质中 光合作用与细胞呼吸比较 光合作用 呼吸作用 以CO2和H2O为原料； 产生有机物糖类和H2O; 叶绿素等捕获光能； 通过光合磷酸化把光能转变为ATP； H2O的氢主要转移到NADP+，形成NADPH+H+； 糖合成过程主要利用ATP和NADPH+H+； 仅有含叶绿素的细胞才能进行光合作用； 只有光照下才能发生； 发生于真核细胞的叶绿体中。 以O2和有机物为原料； 产生CO2和H2O； 有机物的化学能暂时贮存于ATP中或以热能消失； 通过氧化磷酸化把有机物的化学能转化成ATP； 有机物的氢主要转移到NAD，形成NADH+H+;