5.4 光合作用与能量转化 第4课时 课件 高中生物人教版（2019）必修1(共22张PPT)

(课件网) 第4节 光合作用与能量转化（第4课时）C3、C4、CAM植物、光呼吸 高中生物学 第五章 细胞的能量供应和利用 人教版 2019 目录 课堂小结 04 课堂练习 情境导入 02 03 素养目标 01 05 探究新知 一、C3、C4、CAM植物 二、光呼吸 一、C3、C4、CAM植物 根据植物光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同，划分为C3、C4、CAM植物三种类型。 一、C3、C4、CAM植物 C3 植物 1 如：水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。 1.C3途径———卡尔文循环 C3植物CO2固定的最初产物是三碳化合物，这种反应途径称为C3途径。 2.C4途径———将CO2固定为C4化合物 一、C3、C4、CAM植物 C4 植物 2 如：如甘蔗、玉米、高粱等。 C4植物固定CO2最初产物是四碳化合物，这种途径为C4途径。 特点:“花环型”结构。 ①维管束鞘细胞含有叶绿体，无类囊体，有Rubisco，无法进行光反应； ②叶肉细胞的叶绿体：有类囊体，无Rubisco，无法进行暗反应。 C4植物的叶片结构 一、C3、C4、CAM植物 C4 植物 2 CO2浓度低 胞间连丝 PEP酶固定CO2的能力更强，能利用低浓度的CO2，被形象地称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，适应高温、光照强烈、干旱条件。并且无光合午休现象。 优势: 一、C3、C4、CAM植物 CAM植物（景天酸代谢途径） 3 3.CAM途径———将CO2固定为C4化合物 CAM途径是一种C4途径。 也是一种CO2浓缩的途径。 CAM植物主要是生活在干旱地区的植物，如:菠萝、龙舌兰、仙人掌和兰花等。 ①晚上：气孔开放吸收CO2，利用吸收的CO2和呼吸产生的CO2与C3形成C4，储存在液泡中。 ②白天：气孔关闭或气孔开度小，储存在液泡中的C4释放出来，形成C3和CO2，CO2进入叶绿体参与卡尔文循环，合成有机物。 CAM植物夜间吸进CO2，淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在PEP羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。 从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。 而白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉； 白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。 一、C3、C4、CAM植物 CAM植物（景天酸代谢途径） 3 3.CAM途径———将CO2固定为C4化合物 C3植物 C4植物 CAM植物 一、C3、C4、CAM植物 特征 C3植物 C4植物 CAM植物 CO2受体 CO2固定后产物 CO2固定酶 CO2固定途径 C3途径(卡尔文循环) CO2固定的时间 光反应的场所 卡尔文循环的场所 有无光合午休 有 一、C3、C4、CAM植物 RuBP(C5) PEP、C5 PEP、C5 C3 C4和C3 C4和C3 RuBP羧化酶 PEP羧化酶、RuBP羧化酶 PEP羧化酶、RuBP羧化酶 不同空间内分别进行C3途径和C4途径 不同时间下分别进行C3途径和C4途径 白天 白天 夜晚和白天 叶肉细胞类囊体薄膜 叶肉细胞的叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体基质 叶肉细胞的叶绿体基质 无 无 二、光呼吸 1.光呼吸定义 光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下，吸收O2并放出CO2的过程。 2.光呼吸的起因 ①卡尔文循环中CO2固定的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能) ②Rubisco即RuBP羧化加氧酶 a.高CO2浓度、低O2时，进行羧化 C5+CO2 2C3 Rubisco b.低CO2浓度、高O2时，进行加氧 C5+O2 C2+C3 Rubisco 2C2+O2 C3+CO2 ATP、[H] 酶 二、光呼吸 光呼吸的定义和起因 1 ①叶绿体中，RuBP羧化酶把RuBP 氧化成磷酸乙醇酸，后者在磷酸酶的作用过氧化下产生乙醇酸。 ②过氧化物酶体中，乙醇酸在乙醇酸氧化酶下氧化为乙醛酸和H2O2。H2O2在过氧化氢酶作用下放出氧气；乙醛酸在转氨酶的作用下转变为甘氨酸。 ③线粒体中， 两分子甘氨酸转变为丝氨酸并释放 CO2。丝氨酸线粒体酸再进入过氧化物酶体，经转氨酶的催化，形成羟基丙酮酸。然后还原为甘油 ... ...