Скачать презентацию Глава 10 Фотосинтез Power Point Lecture Presentations for Скачать презентацию Глава 10 Фотосинтез Power Point Lecture Presentations for

Фотосинтез.ppt.pptx

  • Количество слайдов: 59

Глава 10 Фотосинтез Power. Point® Lecture Presentations for Biology Eighth Edition Neil Campbell and Глава 10 Фотосинтез Power. Point® Lecture Presentations for Biology Eighth Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero, updated by Erin Barley with contributions from Joan Sharp Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Ознакомление • Фотосинтез-процесс превращения солнечной энергии в химическую • Фотосинтез – кормит всю живую Ознакомление • Фотосинтез-процесс превращения солнечной энергии в химическую • Фотосинтез – кормит всю живую планеты, прямым или косвенным способом Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Автотрофы поддерживать себя без потребления органических веществ полученных от других организмов • • Автотрофы поддерживать себя без потребления органических веществ полученных от других организмов • Автотрофы являются производителями биосферы, которые получяют органические молекулы из CO 2 и других неорганических молекул • Почти все растения являются фотоавтотрофами, используя энергию солнечного света для получения органических молекул из Н 2 О и СО 2 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -1 Fig. 10 -1

• Фотосинтез происходит в растениях, водорослях, некоторых других простейших и некоторых прокариот • • Фотосинтез происходит в растениях, водорослях, некоторых других простейших и некоторых прокариот • Эти организмы питают не только себя, но и большую часть живого мира Bio. Flix: Photosynthesis Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -2 (a) Растения (c) Одноклеточные протисты 10 µm (e) Серобактерий (b) Многоклеточные Fig. 10 -2 (a) Растения (c) Одноклеточные протисты 10 µm (e) Серобактерий (b) Многоклеточные водоросли (d) Цианобактерии 40 µm 1. 5 µm

• Гетеротрофы получают органические вещества из других организмов • Гетеротрофы являются потребителями биосферы • Гетеротрофы получают органические вещества из других организмов • Гетеротрофы являются потребителями биосферы • Почти все гетеротрофы, включая человека, зависят от фотоавтотрофов которые в свою очередь являются источником питания и О 2 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Концепция 10. 1: Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую энергию пищи • Хлоропласты, структурно Концепция 10. 1: Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую энергию пищи • Хлоропласты, структурно похож на и, вероятно, произошли от фотосинтезирующих бактерий • Структурная организация этих клеток позволяет химические реакций фотосинтеза Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Хлоропласты - сайт фотосинтеза растении • Листья - основное место для фотосинтеза • Их Хлоропласты - сайт фотосинтеза растении • Листья - основное место для фотосинтеза • Их зеленый цвет исходит из хлорофилла, зеленого пигмента в хлоропластах • Световая энергия поглощаемая хлорофиллом позволяет синтез органических молекул в хлоропластах • СО 2 поступает и О 2 выходит с листьев через микроскопические поры на листьях называемых устьицами Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Хлоропласты находятся в основном в клетках мезофилла, во внутренней ткани листа • • Хлоропласты находятся в основном в клетках мезофилла, во внутренней ткани листа • Типичная клетка мезофилла имеет 30 -40 хлоропластов • Хлорофилл находятся на мембранах тилакоидов (связанные мешочки в хлоропластах); тилакоиды может быть сложены в колонки называемые гранами • Хлоропласты содержат строму, плотную жидкость Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -3 Поперечный срез листа Сосуд Мезофиллл Кстьица Хлоропласт CO 2 Клетки мезофилла Fig. 10 -3 Поперечный срез листа Сосуд Мезофиллл Кстьица Хлоропласт CO 2 Клетки мезофилла Внешняя мембрана Тилакоид Строма Грана Тилакоидное пространство Межмембранное пространство Внутренняя мембрана 1 µm 5 микрометров

• Фотосинтез можно резюмировать следующим уравнением: 6 CO 2 + 12 H 2 • Фотосинтез можно резюмировать следующим уравнением: 6 CO 2 + 12 H 2 O + энергия света → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Расщепление воды • Хлоропласты расщипляют H 2 O на водород и кислород, и включают Расщепление воды • Хлоропласты расщипляют H 2 O на водород и кислород, и включают электроны водорода в молекулы сахара Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -4 Реактанты: Продукт: 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 Fig. 10 -4 Реактанты: Продукт: 6 CO 2 C 6 H 12 O 6 12 H 2 O 6 O 2

Фотосинтез-окислительно-восстановительная реакция • Фотосинтез является окислительно восстановительной реакцией где Н 2 О окисляется и Фотосинтез-окислительно-восстановительная реакция • Фотосинтез является окислительно восстановительной реакцией где Н 2 О окисляется и СО 2 восстанавливается Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Две фазы фотосинтеза • Фотосинтез состоит из световой и темновой фазы • Световая фаза Две фазы фотосинтеза • Фотосинтез состоит из световой и темновой фазы • Световая фаза (в тилакоидах): – Расщипление H 2 O – Высвобождение O 2 – Восстановление НАДФ+ в НАДФН – Ситез AТФ из AДФ путем фотофосфорилирования Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Цикл Кальвина (в строме) образует сахар из CO 2, используя AТФ и • Цикл Кальвина (в строме) образует сахар из CO 2, используя AТФ и НАДФН Цикл Кальвина начинает ся с фиксацией СО 2 которая затем вкючается в состав орнанических молекул Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -5 -4 CO 2 H 2 O Свет НАДФ + AДФ + Fig. 10 -5 -4 CO 2 H 2 O Свет НАДФ + AДФ + Фi Световая фаза Цикл Кальвина AТФ НАДФН Хлоропласт O 2 [CH 2 O] (сахар)

Концепция 10. 2: Световая фаза превращяет солнечную энергию в химическую энергию ATФ и НАДФН Концепция 10. 2: Световая фаза превращяет солнечную энергию в химическую энергию ATФ и НАДФН • Хлоропласты являются солнечными батареями растении • Тилакоиды превращяют энергию света в химическую энергию ATФ и НАДФН Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Природа света • Свет является формой электромагнитной энергии, которая также называется электромагнитное излучение • Природа света • Свет является формой электромагнитной энергии, которая также называется электромагнитное излучение • Как и другие электромагнитной энергии, свет проходит по ритмичным волнам • Длина волны является расстояние между гребнями волн • Длина волны определяет тип электромагнитной энергии Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Электромагнитный спектр это - весь спектр электромагнитной энергии, или излучения • Видимый • Электромагнитный спектр это - весь спектр электромагнитной энергии, или излучения • Видимый свет состоит из длин волн (в том числе те, которые зажигают фотосинтез), которые производят цвета, которые мы можем видеть • Свет ведет себя так, как будто оно состоит из дискретных частиц, называемых фотонами Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -6 10– 5 нм 10– 3 нм Гамма лучи 103 нм 1 Fig. 10 -6 10– 5 нм 10– 3 нм Гамма лучи 103 нм 1 нм X-лучи УФ 106 нм Инфрак расные 1 м (109 нм) Микров олны 103 м Радио лучи Видимый свет 380 450 500 Короткие волны Юольше энергии 550 600 650 750 nm Длинные волны Меньше энергии 700

Фотосинтетические пигменты: световые рецепторы • Пигменты - молекулы, которые поглощают видимый свет • Различные Фотосинтетические пигменты: световые рецепторы • Пигменты - молекулы, которые поглощают видимый свет • Различные пигменты поглощают различные длины волн • Длины волн, которые не поглощаются отражаются или передаются • Листья являются зелеными, потому что хлорофилл отражает и передает зеленый свет Animation: Light and Pigments Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -7 Свет Отражен ный свет Хлоропласт Поглощенный свет Грана Прошедшии свет Fig. 10 -7 Свет Отражен ный свет Хлоропласт Поглощенный свет Грана Прошедшии свет

Результат Поглощение света хлоропластами Fig. 10 -9 Chloro phyll a Каратеноиды 400 (a) Спектр Результат Поглощение света хлоропластами Fig. 10 -9 Chloro phyll a Каратеноиды 400 (a) Спектр поглощения Хлорофилл b 500 600 700 (b) Спектр действия Скорость фотосинтеза (измерен в поглощении О 2) Длина волны в (нм) Aerobic bacteria Filament of alga (c) Эксперимент Энгельмана 400 500 600 700

• Хлорофилл является основным пигментом фотосинтеза • Вспомогательные пигменты, такие как хлорофилл b, • Хлорофилл является основным пигментом фотосинтеза • Вспомогательные пигменты, такие как хлорофилл b, расшириют спектр, используемый для фотосинтеза • Вспомогательные пигменты - каротиноиды, поглощают излишек света, которые могут повредить хлорофилл Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -10 CH 3 CH O в хлорофилле a в хлорофилле b Порфириновое Fig. 10 -10 CH 3 CH O в хлорофилле a в хлорофилле b Порфириновое кольцо: свето-поглощяющая головка молекулы; магнии находится по середине молекулы Углеводородный хвост: взаимодеиствует с гидрофобными участками белков на мембране тилакоидов; атомы водорода не показаны

Возбуждение хлорофилла энергией света • Когда пигмент поглощает свет, он идет из не возбужденного Возбуждение хлорофилла энергией света • Когда пигмент поглощает свет, он идет из не возбужденного состояния в возбужденное состояние, которое является неустойчивым • Когда возбужденные электроны попадают обратно в не возбужденное состояние, фотоны выделяется, послесвечение называется флуоресценции • Светящийся хлорофилл высвечивается, испуская свет и тепло Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -11 Энергия электрона e– Возбужденное состояние Тепло Фотон (флуоресценция) Фотон Хлорофилл Не Fig. 10 -11 Энергия электрона e– Возбужденное состояние Тепло Фотон (флуоресценция) Фотон Хлорофилл Не возбужденное состояние (a) Возбуждение молекулы хлорофилла (b) Флоуресценция

Фотосистема: Комплекс центра реакции связанный свето-собирательным комплексом • Фотосистема состоит из реакционного центра (вид Фотосистема: Комплекс центра реакции связанный свето-собирательным комплексом • Фотосистема состоит из реакционного центра (вид белкового комплекса) окруженная свето-собирательным комплексом • Свето-собирательный комплекс (пигменты прикрепленные к белкам) наводят энергию фотонов на реакцонный центр Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Первичный акцептор электронов в реакционном центре принимает возбужденный электрон от хлорофилла а • Первичный акцептор электронов в реакционном центре принимает возбужденный электрон от хлорофилла а • Перенос электрона от хлорофилла а на первичный акцептор электронов является первым шагом световой реакций Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -12 Фотосистема Фотон Реакционны тилакоидная мембрана Светой комплекс собирательный комплекс Строма Primary Fig. 10 -12 Фотосистема Фотон Реакционны тилакоидная мембрана Светой комплекс собирательный комплекс Строма Primary electron acceptor e– перенос энергии Пара молекул хлорофилла а Пигментные молекулы Тилакоидное пространство

Есть два типа фотосистем в тилакоидной мембраны Фотосистема II функционирует (PS II) первой (цифры Есть два типа фотосистем в тилакоидной мембраны Фотосистема II функционирует (PS II) первой (цифры отражают порядок открытия фотосистем) и лучше поглощает длину волны 680 нм Реакционный центр хлорофилла ФС II называется Р 680 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Фотосистемы I (ФС I), лучше поглощает длину волны 700 нм • Реакционный • Фотосистемы I (ФС I), лучше поглощает длину волны 700 нм • Реакционный центр хлорофилла ФС I называется P 700 Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Linear Electron Flow • Существует 2 пути движение электронов в световой фазе: циклическая и Linear Electron Flow • Существует 2 пути движение электронов в световой фазе: циклическая и нециклическая • Нециклический путь, основной путь, который проходит через обе фотосистемы и в резултате образует АТФ и НАДФН Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -13 -1 • Фотон ударяется об пигменты и его энергия передается по Fig. 10 -13 -1 • Фотон ударяется об пигменты и его энергия передается по пигментам пока она не возбудит электрон P 680 Первичный акцептор e– 2 P 680 • Возбужденный электрон Р 680 затем переносится на первичный акцептор 1 Свет Пигментные молекулы Фотосистема II (ФС II)

Fig. 10 -13 -2 • P 680+ (P 680 которая потеряла электрон) преврящается в Fig. 10 -13 -2 • P 680+ (P 680 которая потеряла электрон) преврящается в очень сильный окислитель Первичный акцептор 2 H+ + 1/ O 2 2 H 2 O e– 2 3 e– e– P 680 1 Свет Пигментные молекулы Фотосистема II (ФС II) • H 2 O расщипляется ферменом, и электрон волорода переносится на P 680+, который затем восстанавлявается до P 680 обратно. • O 2 высвобождается как конечный продукт данной реакции

• Затем электрон от первичного акцептора переносится по белкам электронно транспортной цепи(на мембране • Затем электрон от первичного акцептора переносится по белкам электронно транспортной цепи(на мембране тилакоида) к Фотосистеме I (ФСI) • Энергия которая высвобождаемая при переносе электронов по ЭТЦ используется для закачивания протонов (Н+) во внутрь тилакойдов. • В результате созданного градиента Н+, протон диффундирует по градиенту обратно в строму через АТФ синтетазу, образуя АТФ Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -13 -3 Первичн ый акцептор 2 1/ 2 H+ + O 2 Fig. 10 -13 -3 Первичн ый акцептор 2 1/ 2 H+ + O 2 H 2 O e– 2 • Затем электрон от первичного акцептора переносится по белкам электронно транспортной цепи(на мембране тилакоида) к Фотосистеме I (ФСI) 4 ЭТЦ Пх Комплекс цитохромов 3 Пц e– e– P 680 5 1 Свет АТФ Пигментные молекулы Фотосистема II (PS II) • Энергия которая высвобождаемая при переносе электронов по ЭТЦ используется для закачивания протонов (Н+) во внутрь тилакойдов. • В результате созданного градиента Н+, протон диффундирует по градиенту обратно в строму через АТФ синтетазу, образуя АТФ

• Свет попавшии на ФС I так же возбуждает электрон P 700 и • Свет попавшии на ФС I так же возбуждает электрон P 700 и переносит его на первичный акцептор • Образовавшаяся дыра от электрона в P 700+ заполняется электроном идущей от ФС II. Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -13 -4 первичн ый акцептор 2 1/ 2 H+ + O 2 Fig. 10 -13 -4 первичн ый акцептор 2 1/ 2 H+ + O 2 H 2 O e– 2 Первичный акцептор 4 ЭТЦ Пх e– Комплекс цитохрома 3 Пц e– e– P 700 P 680 5 Свет 1 свет 6 ATФ Пигментные молекулы Фотосистема II (ФС II) Фотосистема. I (ФС I)

• Электро от первичного акцептора Р 700 переносится по ЭТЦ к белковому комплексу, • Электро от первичного акцептора Р 700 переносится по ЭТЦ к белковому комплексу, ферродоксину (Фд) • Этот жлектрон затем используется для восстановления НАДФ+ до НАДФН • Электрон в составе НАДФН затем используется для реакции в цикле Кальвина Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -13 -5 ЭТ Ц Ele Primary acceptor 2 H+ + 1/ O Fig. 10 -13 -5 ЭТ Ц Ele Primary acceptor 2 H+ + 1/ O 2 2 e– H 2 O 2 Первичн ый акцептор Pq ctro 4 nt cha ransp ort in e– Cytochrome complex 3 7 Фд e– e– 8 НАДФ+ редуктаза Pc e– e– P 700 5 P 680 Свет 1 Light 6 ATP Pigment molecules Photosystem II (PS II) Photosystem I (PS I) НАДФ++ + H+ НАДФН

Cyclic Electron Flow • Циклическая фотосистема только использует ФС I и образует только АТФ Cyclic Electron Flow • Циклическая фотосистема только использует ФС I и образует только АТФ • Этим самым нужда в АТФ может заполниться для дальнейшего использования в цикле Кальвина Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -15 Primary acceptor Первичный акцептор Fd Фд Пц НАДФ+ редуктаза Комплекс цитохрома Fig. 10 -15 Primary acceptor Первичный акцептор Fd Фд Пц НАДФ+ редуктаза Комплекс цитохрома НАДФН Пц Фотосистема I Photosystem II АТФ НАДФ+ + Н+

• Некоторые организмы как серные бактерий имеют только ФС I • Есть гипотеза • Некоторые организмы как серные бактерий имеют только ФС I • Есть гипотеза что циклический путь был развит первее у организмов в процессе эволюции • Циклический путь мог уберечь организмы от вреда наносимого от света Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -16 Митохондрия Хлоропласт Структура митохондрии Структура хлоропласта H+ Диффузия Межмембранное пространсвто Внутренняя Fig. 10 -16 Митохондрия Хлоропласт Структура митохондрии Структура хлоропласта H+ Диффузия Межмембранное пространсвто Внутренняя мембрана Тилакоидное пространсвто Тилакоидная мембрана ЭТЦ АТФ синтетаза Элементы Больше [H+] Меньше [H+] Матрикс Строма AДФ + Ф i H+ ATP

• АТФ и НАДФН образуются на стороне стромы которые затем используются в цикле • АТФ и НАДФН образуются на стороне стромы которые затем используются в цикле Кальвина • В кратце световая фаза синтезирует АТФ увеличивая потенциальную энергию электрона в процессе переноса от Н 2 О к НАДФН Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -17 Строма (низкая концентрация Н+ Комплекс цитохрома Фотосистема II 4 H+ Свет Fig. 10 -17 Строма (низкая концентрация Н+ Комплекс цитохрома Фотосистема II 4 H+ Свет Фотосистема I Свет Фд НАДФ редуктаза H 2 O Тилакоидное пространсвто (высокая концентрация Н+) 1 e– O 2 +2 H+ 4 H+ к циклу Кальвина Тилакоидная мембрана строма (lнизкая концентрация Н+) Пц 2 1/ 2 НАДФ+ + H+ НАДФН Пх e– 3 АТФ синтетаза AДФ + Фi АТФ H +

Концепция 10. 3: Цикл Кальвина использует АТФ и НАДФН чтобы синтезировать сахар • Цикл Концепция 10. 3: Цикл Кальвина использует АТФ и НАДФН чтобы синтезировать сахар • Цикл Кальвина, как в цикле лимонной кислоты, восстанавливает его исходный материал после как молекулы входят и выходят из цикла • Цикл строит сахар из небольших молекул с помощью АТФ и уменьшения мощности электронов осуществляется с помощью НАДФН Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Углерод входит в цикл в виде CO 2 и выходит в виде • Углерод входит в цикл в виде CO 2 и выходит в виде сахара глицеральдегид-3 -фосфата (Г 3 Ф) • Для синтеза 1 молекулы Г 3 Ф, цикл должен пройти 3 раза, и фиксировать 3 молекулы CO 2 • Цикл Кальвина состоит из трех фаз: – Фиксация углерода (катализируется РУБИСКО( рибулоза-бисфосфат карбоксилаза) – Восстановления – Регенерация акцептора CO 2 (Ри. БФ) Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , ishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -18 -3 Вход 3 CO 2 (Заходит по одной) Фаза 1: Фиксация Fig. 10 -18 -3 Вход 3 CO 2 (Заходит по одной) Фаза 1: Фиксация СО 2 Рубиско 3 P Промежуточный продукт P 6 P 3 -Фосфоглицерат 3 P P Рибулоза-бисфосфат (Ри. БФ) 6 АТФ 6 AДФ 3 Цикл Кальвина AТФ 6 P P 1, 3 -Бисфосфоглицерат 6 НАДФН Фаза 3: Регенерация акцептора СО 2 6 НАДФ 6 Pi P 5 Г 3 Ф 6 P Глицеральдегид-3 -фосфат (Г 3 Ф) 1 Выход P Г 3 Ф (сахар) Глюкоза и другие органические продукты Фаза 2: Восстановления

Concept 10. 4: Альтернативные способы фиксации СО 2 в сухих и жарких климатах • Concept 10. 4: Альтернативные способы фиксации СО 2 в сухих и жарких климатах • Обезвоживание растений иногда ставит растения перед выбором осуществления фотосинтеза. ( так как в фотосинтезе используется вода) • В жарких климатических условиях устьица растений закрываются для сохранения больше воды и фотосинтез также уменьшается • Закрывание устьиц прекращает вход СО 2 в растении и прриводит к накоплению О 2 внутри. • Этот процесс благоприятно действует на процесс фотодыхания Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Фотодыхание • Во многих растениях(C 3 plants), фиксация СО 2 через Рубиско образует трех Фотодыхание • Во многих растениях(C 3 plants), фиксация СО 2 через Рубиско образует трех углеродные соединения • В процессе фотодыхания, Рубиско включает O 2 вместо CO 2 в цикл Кальвина • Фотодыхание употребляет O 2 органические соединения и образует CO 2 без образования АТФ и сахара Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

• Фотодыхание может быть эволюционным реликтом, потому что Rubisco впервые появились в то • Фотодыхание может быть эволюционным реликтом, потому что Rubisco впервые появились в то время, когда атмосфера была гораздо меньше O 2 и больше СО 2, • Фотодыхание ограничивает пагубные продукты световых реакций, которые строят в отсутствие цикла Кальвина • У многих растений, фотодыхание является проблемой, потому что в жаркий, сухой день может истощить целых 50% от углерода, фиксируемого циклом Кальвина Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

C 4 Растения • C 4 -растени минимизировать эффект фотодыхания путем включения CO 2 C 4 Растения • C 4 -растени минимизировать эффект фотодыхания путем включения CO 2 в четырех углеродных соединений в клетках мезофилла • Этот шаг требует фермент ФЕП-карбоксилазы • ФЕП карбоксилазы имеет высокое сродство к СО 2, чем RUBISCO ; он может фиксировать СО 2 даже при низких концентрации CO 2 • Эти четырех углеродное соединение экспортируется в клетки обкладки, где они высвобождают CO 2, который затем используется в цикле Кальвина Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -19 C 4 путь C 4 анатомия листа Клетки мезофилла клетки мезофилла Fig. 10 -19 C 4 путь C 4 анатомия листа Клетки мезофилла клетки мезофилла Фотосинтетич еские клетки С 4 растений обкладки Оксалоацетат (4 C) сосуды ФЕП (3 C) Малат (4 C) Устьице Клетки обкладки CO 2 ФЕП карбоксилаза AДФ ATФ Пируват (3 C) CO 2 Цикл кальвина Сахар Сосудис тые ткани

CAM Растения • Некоторые растения, в том числе суккуленты, используют CAM путь метаболизма, чтобы CAM Растения • Некоторые растения, в том числе суккуленты, используют CAM путь метаболизма, чтобы фиксировать углерода (СО 2) • CAM растения открывают свои устьица ночью и включают СО 2 в органические кислоты • Устьица закрываются в течение дня, и CO 2 высвобождается из органических кислот и используются в цикле Кальвина Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings

Fig. 10 -20 Сахарный тросник Ананас C 4 CAM CO 2 клетки мезофилла органические Fig. 10 -20 Сахарный тросник Ананас C 4 CAM CO 2 клетки мезофилла органические кислоты Клетки обкладки CO 2 1 СО 2 включается в органические кислоты после фиксации CO 2 цикл кальвина сахар (a) Пространственное разделение событии Ночь органические кислоты CO 2 2 Органические кислоты высвобожда ют СО 2 для цикла кальвина День Цикл кальвина Сахар (b) Временное разделение событии