C3植物和C4植物区别.ppt

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1、比较比较C3植物和植物和C4植物植物C3和和C4结构特点的区别结构特点的区别 C3和和C4途径的区别途径的区别 C3草坪和草坪和C4草坪的区别草坪的区别C C4 4植物植物 光合作用时光合作用时COCO2 2中的中的C C首先转移到首先转移到C C4 4（草酰乙酸）里，然后再转移到（草酰乙酸）里，然后再转移到C3C3中的植中的植物，叫做物，叫做C4C4植物。植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。C C3 3植物植物 光合作用时光合作用时COCO2 2中的中的C C直接转移到直接转移到C C3 3(3-(3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸)里的植物，叫做里的植物，叫做C

2、3C3植物。植物。例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。薯、菜豆和菠菜等温带植物。大豆大豆 小麦小麦 水稻水稻 马铃薯马铃薯 菠菜菠菜C C4 4植物植物高梁高梁高梁高梁甘蔗甘蔗甘蔗甘蔗 粟粟粟粟“谷子谷子谷子谷子”，去皮后称，去皮后称，去皮后称，去皮后称“小米小米小米小米”苋菜苋菜苋菜苋菜玉玉玉玉米米米米 高高高高粱粱粱粱C C3 3植物和植物和C C4 4植物叶片结构特点植物叶片结构特点维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞细胞细胞细胞细胞大小大小大小大小是否是否是否是否含叶绿体含叶绿体含叶绿

3、体含叶绿体排列排列排列排列是否是否是否是否含叶绿体含叶绿体含叶绿体含叶绿体C3植植物物C4植植物物小小栅栏组织栅栏组织栅栏组织栅栏组织海绵组织海绵组织海绵组织海绵组织“花环状花环状花环状花环状”地地地地围绕在维管束围绕在维管束围绕在维管束围绕在维管束鞘细胞的外面鞘细胞的外面鞘细胞的外面鞘细胞的外面不含不含大大含没有基粒的叶含没有基粒的叶含没有基粒的叶含没有基粒的叶绿体，叶绿体数绿体，叶绿体数绿体，叶绿体数绿体，叶绿体数多、个体大多、个体大多、个体大多、个体大含有含有含有含有C C3 3植物和植物和C C4 4植物叶片结构特点植物叶片结构特点C C3 3途径途径和和C C4 4途径途径C C3

4、3途径途径 CO2被固定的最初产物是三碳化合物的被固定的最初产物是三碳化合物的途径途径C C4 4途径途径 CO2被固定的最初产物是四碳化合物的被固定的最初产物是四碳化合物的途径途径 C C3 3植物和植物和C C4 4植物植物CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）酶酶C52C3叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞中的叶绿体中的叶绿体中的叶绿体中的叶绿体维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞中的叶绿体中的叶绿体中的叶绿体中的叶绿体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C C3 3途径和途径和C C4 4途径途

5、径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 52 2C C3 3COCO2 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C C3 3途径和途径和C C4 4途径途径C4途径产生的原因途径产生的原因 因为因为C4植物中含有能固定植物中含有

6、能固定CO2为为C4的的相关酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简相关酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，简称为称为PEP羧化酶羧化酶(与与CO2有很强的亲和力有很强的亲和力)。可促使可促使PEP把大气中把大气中含量很低的含量很低的CO2以以C4的的形式固定下来形式固定下来 C4植物这种独特的作用，被形象的比植物这种独特的作用，被形象的比喻成喻成“二氧化碳泵二氧化碳泵”。C C3 3途径和途径和C C4 4途径途径CO2固定的途径固定的途径C4植物有两条：植物有两条：C4途径和途径和C3途径途径C3植物有一条：植物有一条：C3途径途径上述途径分别发生的场所上述途径分别发生的场所C4植物的植物的C4途径发生

7、在：途径发生在：叶肉细胞的叶绿体内叶肉细胞的叶绿体内C4植物的植物的C3途径发生在：途径发生在：维管束鞘细胞的叶绿体内维管束鞘细胞的叶绿体内C3植物的植物的C3途径发生在：途径发生在：叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体内的叶绿体内COCO2 2的的的的受体受体受体受体COCO2 2固定固定固定固定后的产物后的产物后的产物后的产物COCO2 2固定固定固定固定的场所的场所的场所的场所C C3 3还原还原还原还原的场所的场所的场所的场所ATPATP和和和和NADPHNADPH的的的的作用对象作用对象作用对象作用对象暗反应暗反应暗反应暗反应途径途径途径途径C C3 3植物植物植物植物C C4 4植物植物植物植

8、物C C C C3 3 3 3PEPPEPPEPPEPC C C C5 5 5 5C C C C3 3 3 3C C C C3 3 3 3途径途径C C C C3 3 3 3C C C C4 4 4 4途径途径C C C C3 3 3 3途径途径C C C C4 4 4 4C C C C3 3 3 3C C C C5 5 5 5叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体的叶绿体的叶绿体的叶绿体叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体的叶绿体的叶绿体的叶绿体维管束鞘维管束鞘维管束鞘维管束鞘细胞的叶细胞的叶细胞的叶细胞的叶绿体绿体绿体绿体叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞叶肉细胞的叶绿体的叶绿体的叶绿体的叶绿

9、体维管束鞘维管束鞘维管束鞘维管束鞘细胞的叶细胞的叶细胞的叶细胞的叶绿体绿体绿体绿体C C3 3植物和植物和C C4 4植物光合作用比较植物光合作用比较 C4植物比植物比C3植物光合作用强的原因植物光合作用强的原因:结构原因结构原因结构原因结构原因：C4C4C3C3维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞发育良好，花环发育良好，花环发育良好，花环发育良好，花环型，叶绿体较大型，叶绿体较大型，叶绿体较大型，叶绿体较大发育不好，无花环发育不好，无花环发育不好，无花环发育不好，无花环型，叶绿体无或少型，叶绿体无或少型，叶绿体无或少型，叶绿体无或少光合在维管束鞘细胞光合在维管束鞘细胞光合在维管束

10、鞘细胞光合在维管束鞘细胞中进行。有利于光合中进行。有利于光合中进行。有利于光合中进行。有利于光合产物的就近运输，防产物的就近运输，防产物的就近运输，防产物的就近运输，防止淀粉积累影响光合。止淀粉积累影响光合。止淀粉积累影响光合。止淀粉积累影响光合。a.a.PEPC(PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)对对对对COCO2 2的的的的Km(Km(米氏常数米氏常数米氏常数米氏常数)远小于远小于远小于远小于RubiscoRubisco（1 1，5-5-二磷酸核酮糖羧化酶），所以二磷酸核酮糖羧化酶），所以二磷酸核酮糖羧化酶），所以二磷酸核酮

11、糖羧化酶），所以C C4 4对对对对COCO2 2的亲合力大的亲合力大的亲合力大的亲合力大，低，低，低，低COCO2 2浓度（干旱）浓度（干旱）浓度（干旱）浓度（干旱）下，光合速率更高。下，光合速率更高。下，光合速率更高。下，光合速率更高。b.b.C C4 4植物将植物将植物将植物将COCO2 2泵入维管束鞘细胞，改变了泵入维管束鞘细胞，改变了泵入维管束鞘细胞，改变了泵入维管束鞘细胞，改变了COCO2 2/O/O2 2比率，改变了比率，改变了比率，改变了比率，改变了RubisicoRubisico的的的的作用方向，降低了光呼吸。作用方向，降低了光呼吸。作用方向，降低了光呼吸。作用方向，降低了光

12、呼吸。c.高光强又可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力，以满足高光强又可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力，以满足C4植物植物PCA循环对循环对ATP的额外需求。的额外需求。光合在叶肉细胞光合在叶肉细胞光合在叶肉细胞光合在叶肉细胞中进行，淀粉积中进行，淀粉积中进行，淀粉积中进行，淀粉积累影响光合。累影响光合。累影响光合。累影响光合。生理原因生理原因生理原因生理原因：C3草坪：冷季型草坪草（草坪：冷季型草坪草（最适最适最适最适15-2515-25度，主要分布度，主要分布度，主要分布度，主要分布于长江以北地区，华北、东北、西北于长江以北地区，华北、东北、西北于长江以北地区，华北、东

13、北、西北于长江以北地区，华北、东北、西北）（例如：）（例如：）（例如：）（例如：早熟禾属、早熟禾属、早熟禾属、早熟禾属、羊毛属、翦股颖属、黑麦草属等）羊毛属、翦股颖属、黑麦草属等）羊毛属、翦股颖属、黑麦草属等）羊毛属、翦股颖属、黑麦草属等）C4草坪：暖季型草坪草（草坪：暖季型草坪草（最适最适最适最适26-3526-35度，主要分布度，主要分布度，主要分布度，主要分布于长江以南地区于长江以南地区于长江以南地区于长江以南地区）（例如：结缕草属、狗牙根属、钝叶草）（例如：结缕草属、狗牙根属、钝叶草）（例如：结缕草属、狗牙根属、钝叶草）（例如：结缕草属、狗牙根属、钝叶草属、雀稗属、蜈蚣草属、地毯草属、

14、野牛草属等）（暖季属、雀稗属、蜈蚣草属、地毯草属、野牛草属等）（暖季属、雀稗属、蜈蚣草属、地毯草属、野牛草属等）（暖季属、雀稗属、蜈蚣草属、地毯草属、野牛草属等）（暖季型草坪草主要是型草坪草主要是型草坪草主要是型草坪草主要是C4C4植物）植物）植物）植物）C3草坪和C4草坪的区别3.3.C3C3草坪和草坪和C4C4草坪的季节生长变化明显不同：草坪的季节生长变化明显不同：C3C3草坪一年中有两次生长高峰。冷季型草为典型的双锋草坪一年中有两次生长高峰。冷季型草为典型的双锋生长模式生长模式春秋两季旺盛、夏季慢或停止生长。春秋两季旺盛、夏季慢或停止生长。C4C4草草坪一年仅一次生长高峰。坪一年仅一次生长高峰。1 1.C4C4草坪的光合效率要高于草坪的光合效率要高于C3草坪，草坪，C4草坪光呼吸草坪光呼吸弱弱,CO2补偿点低，补偿点低，C3草坪光呼吸强，草坪光呼吸强，CO2补偿点高，补偿点高，高光强（高光强（3000lux）便不再增加光合效率便不再增加光合效率2.C32.C3草坪中主要储存果聚糖，草坪中主要储存果聚糖，C4C4草坪主要将碳水草坪主要将碳水化合物储存为长链糖化合物储存为长链糖淀粉淀粉区别高羊茅翦股颖冷草早熟禾热草地毯草狗牙根结缕草雀稗2010.10.12