作业帮在C3植物、C4植物与CAM植物中C3途径各发生什么部位?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/28 05:17:07
在C3植物、C4植物与CAM植物中C3途径各发生什么部位?
在C3植物、C4植物与CAM植物中C3途径各发生什么部位?
在C3植物、C4植物与CAM植物中C3途径各发生什么部位?
说实话,这个总结的很好了……注意网址里后面的
在高等植物中,光合碳同化主要有3种类型：C3途径,C4途径和景天酸代谢途径(CAM).C3植物中,CO2的固定主要取决于1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)的活化状态,因为该酶是光合碳循环的入口钥匙.它催化1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)羧化,将大气中的CO2同化,产生两分子磷酸甘油酸,可见RuBPCase在C3植物中同化CO2的重要性.C4植物是从C3植物进化而来的一种高光效种类.与C3植物相比,它具有在高光强,高温及低CO2浓度下,保持高光效的能力.C4植物固定CO2的酶为磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase),与C3作物中RuBPCase相比,PEPCase对CO2的亲和力高.C4植物的细胞分化为叶肉细胞和鞘细胞,而光合酶在两类细胞中的分布不同,如PEPCase在叶肉细胞固定CO2,生成草酰乙酸(OAA),OAA进一步转化为苹果酸(Mal),Mal进入鞘细胞,脱羧,被位于鞘细胞内的RuBPCase羧化,重新进入卡尔文循环.这种CO2的浓缩机理导致了鞘细胞内的高浓度的CO2,一方面提高RuBPCase的羧化能力,另一方面又大大抑制了RuBPCase的加氧活性,降低了光呼吸,从而使C4植物保持高的光合效率.正是因为C4途径具有高光合能力,自60年代以来,试图利用C4光合特性来改进C3植物的光合效率,一直是一个引人注目的研究问题.多年来,人们希望通过C3植物与C4植物杂交,将C4植物同化CO2的高效特性转移到C3植物中去,但至今尚未取得令人满意的结果,其杂种F1和F2代的光合效率均比任何一个亲本都低,基于上述情况,试图通过杂交将具有C3途径的许多作物(如水稻、小麦,大豆)改造为具有C4途径植株的可能性极微.但却可能从C3植物中筛选出有PEPCase及C4途径表达较高的变异株,并加以遗传改进,从而提高C3植物的光合效率.所以几十年来,人们设想在那些利用杂种优势不明显的品种内,如C3作物大豆、小麦中筛选高光效品种.Winter(1974)指出C3植物(如小麦、大麦)不同的绿色器官中,PEPCase,RUBPase的活性存在显著差异.这不仅表现在碳同化速率上,同时也表现在碳素同化的途径上.随着人们发现C3植物中存在C4途径,根据这一特点,寻找C4途径表达强的C3植物逐渐成为光合研究的一个侧重点.为此,大量的工作已经被开展并已取得许多令人欣喜的成果.不仅证明了在C3植物中C4途径的存在,而且发现同种植物中不同品系间C4途径的强弱有较大差异.但是有关C4途径在C3植物中的表达方式及途径的研究开展还很少,人们仅发现C3植物中C4途径的客观存在,至于C4途径在C3植物中的作用机理及在植物光合作用中所占的比例,均有争议,但无论如何,有关C3植物中C4途径存在的发现及由此进行的筛选高光效品系工作,为基因工程改造培育新品种和高产农作物提供了理论依据.