问答题 试比较光合碳同化三条途径的主要异同点。
【正确答案】
【答案解析】二氧化碳同化,简称碳同化,是指植物利用光反应中形成的同化力(ATP和NADPH),将CO 2 转化为碳水化合物的过程。二氧化碳同化是在叶绿体的基质中进行的,有许多种酶参与反应。高等植物的碳同化途径有三条,即C 3 途径(卡尔文循环)、C 4 途径(哈奇一斯莱克)途径和CAM景天科酸代谢途径。三者最终都可将二氧化碳固定。植物的光合碳同化途径具有多样性,这也反映了植物对生态环境多样性的适应。C 3 途径是最基本的碳同化途径,其他两种途径都必须通过C 3 途径才能把二氧化碳固定为碳水化合物。同时,也只有这条途径才具备合成淀粉等产物的能力,C 4 途径和CAM途径可以说是对C 3 途径的补充。其异同点见下表。
C 3 植物、C 4 植物和CAM植物的结构、生理特征比较
特征 C 3植物 C 4 植物 CAM植物
CO 2 最初固定酶 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶
CO 2 最初接受体 1,5-二磷酸核酮糖 磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸
CO 2 固定的最初产物 3-磷酸甘油酸 草酰乙酸 草酰乙酸
CO 2 固定的最初场所 所有叶绿体中可以发生 叶肉细胞 所有叶绿体中可以发生
CO 2 固定的发生时间 白天 白天 夜间
是否发生脱羧反应 不发生 在维管束鞘细胞中发生,产
生的CO 2 进入C 3 途径
在CO 2 固定细胞中发生,产
生的CO 2 进入C 3 途径
结构特征 BSC不发达,不含叶绿体,其
周围叶肉细胞排列疏松
BSC含叶绿体,其周围叶肉
细胞排列紧密呈“花环型”
结构
BSC不发达,不含叶绿体,含
较多线粒体,叶肉细胞的液
泡大