作业帮C4植物叶肉细胞的叶绿体基质中为什么不能进行暗反应生成有机物?是不是C4植物吸收的二氧化碳都运输到维管束鞘细胞中去的原因.
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 10:47:01
C4植物叶肉细胞的叶绿体基质中为什么不能进行暗反应生成有机物?是不是C4植物吸收的二氧化碳都运输到维管束鞘细胞中去的原因.
C4植物叶肉细胞的叶绿体基质中为什么不能进行暗反应生成有机物?
是不是C4植物吸收的二氧化碳都运输到维管束鞘细胞中去的原因.
C4植物叶肉细胞的叶绿体基质中为什么不能进行暗反应生成有机物?是不是C4植物吸收的二氧化碳都运输到维管束鞘细胞中去的原因.
我把整个光合作用过程和分类告诉你你就明白啦~
C4类植物
在20世纪60年代,澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物,除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外,CO2首先通过一条特别的途径被固定.这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径.
C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物.在这种环境中,植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳,会导致水分通过蒸腾作用过快的流失.所以,植物只能短时间开放气孔,二氧化碳的摄入量必然少.植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用,合成自身生长所需的物质.
在C4植物叶片维管束的周围,有维管束鞘围绕,这些维管束鞘案由叶绿体,但里面并无基粒或发育不良.在这里,主要进行卡尔文循环.
其叶肉细胞中,含有独特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶,使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸,这也是该暗反应类型名称的由来.这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘,就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸.二氧化碳进入卡尔文循环,后同C3进程.而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP.
该类型的优点是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长.C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所,而维管束鞘细胞则不含叶绿体.而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的.
······C4类植物·······
在15亿年前,随着光合作用的出现,氧气开始在地球的大气层积聚.二氧化碳固定过程中的关键酶二磷酸核酮糖羧化酶同时具有加氧酶的功能,它在一个重要的副反应里也催化了氧的固定.氧气可以与二氧化碳争夺二磷酸核酮糖羧化酶的活性部位.在原始大气里,氧气缺乏,在上面提到的副反应里面,二碳化合物积聚,碳循环受阻,同化作用在这种环境下并不能顺利进行.回收二碳化合物的过程对于植物来说也是费时耗力的.此过程需要耗氧,人们称之为光呼吸.
随着温度的升高,二磷酸核酮糖羧化酶与氧气的亲和力递增迅速,超过了对二氧化碳的递增速度,这对于生长在干旱热带地区的植物来说并不是好消息,它们需要另外的途径以固定二氧化碳.植物发展出"ATP驱动的 CO2泵",从而创造出一种与原始大气相适应的内环境.
除了Rubisco-反应外,叶肉细胞还发展出PEP-羧化途径以固定二氧化碳.在这个过程里CO2会被磷酸烯醇式丙酮酸（缩写PEP）所固定,之后生成四碳化合物草酰乙酸（缩写 OA）,这就是C4类植物名称的由来. 草酰乙酸转换为苹果酸或天门冬氨酸后进入维管束鞘,在苹果酸酶的作用下生成丙酮酸和CO2.在维管束鞘里CO2浓度高,卡尔文循环能高效的运行.