C3植物C4植物和CAM植物的比较.ppt

C3、C4和和CAM植物的比较植物的比较 中科院南京地质古生物所中科院南京地质古生物所张继效张继效 杨慧宁杨慧宁 陈翔陈翔 张琦张琦光合作用的反应式概括为：光合作用的反应式概括为：光能CO2+H2O （CH2O）+O2叶绿体原料原料CO2+H2O 产物产物(CH2O)+O2动力动力 太阳光太阳光 场所场所叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体中的色中的色素素光合作用的过程光合作用的过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原多种酶多种酶参加催化参加催化(CH2O)有机物有机物 (类囊体膜）（叶绿体基质）光能CO2+H2O （CH2O）+O2叶绿体C4植物光合作用特点：植物光合作用特点：C C4 4植物光合作用特点示意图植物光合作用特点示意图植物光合作用特点示意图植物光合作用特点示意图C4C4途径途径途径途径(叶肉叶肉叶肉叶肉细胞中的叶绿细胞中的叶绿细胞中的叶绿细胞中的叶绿体体体体)C3C3途径和途径和途径和途径和的的的的还还还还原原原原(维管束鞘细维管束鞘细维管束鞘细维管束鞘细胞中的叶绿体胞中的叶绿体胞中的叶绿体胞中的叶绿体)COCO2 2NADPHNADPHNADPNADP+ATPATPADP+PiADP+Pi（CHCH2 2OO）多种酶多种酶多种酶多种酶参加催化参加催化参加催化参加催化C C5 5COCO2 2C C C C4 4 4 4C C C C3 3 3 3(PEP)(PEP)(PEP)(PEP)（丙酮酸）（丙酮酸）（丙酮酸）（丙酮酸）C C C C4 4 4 4ADP+PiADP+PiADP+PiADP+PiATPATPATPATPC C C C3 3 3 3酶酶酶酶2C2C3 3C3指的是含三个碳原子的化合物指的是含三个碳原子的化合物3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸C4指的是含四个碳原子的化合物指的是含四个碳原子的化合物草酰乙酸草酰乙酸CAM植物是指具景天酸代谢途径（植物是指具景天酸代谢途径（Crassulacean acid metabolism，简称，简称CAM）的植物，多为多浆液植物。在）的植物，多为多浆液植物。在夜间通过开放的孔吸收夜间通过开放的孔吸收CO2，形成草酰乙酸，然后在还原，形成草酰乙酸，然后在还原成苹果酸；第二天光照后苹果酸从液泡中转运回细胞质和成苹果酸；第二天光照后苹果酸从液泡中转运回细胞质和叶绿体中脱羧，释放叶绿体中脱羧，释放CO2被进入被进入C3循环。循环。CAM代谢是植代谢是植物为了在干旱热带地区生存下来，发展出的一套生存策略。物为了在干旱热带地区生存下来，发展出的一套生存策略。CO2的固定在时间上分开，这样就可以避免水分过快的流的固定在时间上分开，这样就可以避免水分过快的流失，因为气孔只在夜间开放以摄取失，因为气孔只在夜间开放以摄取CO2。表表3.2 3.2 C C3 3植物、植物、C C4 4植物和植物和CAMCAM植物主要光合特征和生理特征植物主要光合特征和生理特征 C C3 3植物、植物、C C4 4植物和植物和CAMCAM植物主要光合特征和生理特征植物主要光合特征和生理特征特征特征 C3植物植物 C4植物植物 CAM植物植物 1、植物类型、植物类型 典型温带植物典型温带植物 典型热带或亚热典型热带或亚热带植物带植物 典型干旱地区植典型干旱地区植物物 2.2.生物产量生物产量tt干重干重/(ha/(ha2 2.a).a)220.3 3917 通常较低通常较低 3、CO2固定途径固定途径 只有只有C3途径途径 C4和和C3途径途径 CAM和和C3途径途径 4、CO2固定的最初固定的最初产物产物 C3 C4C4光下：光下：C3；暗中：；暗中：C4C45、光合速率、光合速率CO2mg/(dm2.h)1535 4080 14 1、C4植物CO2固定酶活性比C3植物的高，对CO2的结合力强。2、C4植物比C3植物光呼吸低3、C4植物耐高光强，耐高温，耐干旱、耐高氧。4、C4植物光合产物运输快为什么为什么C4植物比植物比C3植物生物产量高？植物生物产量高？常见C4植物有玉米、高粱、甘蔗、谷子、向日葵、马齿苋等，一般起源于热带地区常见CAM植物有景天、仙人掌、菠萝、兰花、百合、红豆杉等，主要是多汁液的植物。