C3植物和C4植物35720.ppt

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1、1说出说出C3植物与植物与C4植物的概念。植物的概念。2阐明阐明C3植物与植物与C4植物叶片结构特点。植物叶片结构特点。3C3途径和途径和C4途径。途径。学习目标学习重点学习重点1.阐明阐明C3植物与植物与C4植物叶片结构特点。植物叶片结构特点。2.C3途径和途径和C4途径。途径。ACDH2ONADP+NADPHADP+PiATPO2H+e2C3C5CO2（CH2O）光能转换光能转换成电能成电能电能转换成活电能转换成活跃的化学能跃的化学能活跃的化学能转换活跃的化学能转换成稳定的化学能成稳定的化学能光反应光反应暗反应暗反应吸收吸收、传传递递光能的光能的色素色素（类（类囊体上囊体上进行）进行）（叶

2、绿体基质中进行）（叶绿体基质中进行）eee还还原原固固定定少数特殊少数特殊状态的状态的叶叶绿素绿素a a小麦、水稻、大麦、小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植豆和菠菜等温带植物物玉米、甘蔗、高玉米、甘蔗、高粱等原产热带的粱等原产热带的植物固定植物固定CO2的的途径却并非如此！途径却并非如此！光光光光光光 澳大利亚科学家澳大利亚科学家M.D.HatchM.D.Hatch和和C.R.SlackC.R.Slack在研在研究究玉米、甘蔗玉米、甘蔗等原产热带地区的绿色植物发现，当等原产热带地区的绿色植物发现，当向这些绿色植物提供向这些绿色植物提供1414C C时，光合作用时

3、，光合作用开始后的开始后的1 1秒秒内内，竟有，竟有9090以上的以上的1414C C出现在含有四个碳原子的有出现在含有四个碳原子的有机酸机酸（C C4 4）中。随着光合作用的进行，中。随着光合作用的进行，C C4 4中的中的1414C C逐逐渐减少，而渐减少，而C C3 3中的中的1414C C逐渐增多逐渐增多。说明在这类绿色植物的光合作用中，说明在这类绿色植物的光合作用中，COCO2 2中的中的C C原子首先转移到原子首先转移到C C4 4中，然后才转移到中，然后才转移到C C3 3中。中。C C4 4植物的发现植物的发现C3指的是指的是_，C4指的是指的是_。三个碳三个碳原子的化合物原子

4、的化合物含四个碳含四个碳原子的草酰乙酸原子的草酰乙酸二、二、C C3 3植物和植物和C C4 4植物植物什么叫什么叫C C4 4植物？举例。植物？举例。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 (草酰乙草酰乙酸酸)里，然后再里，然后再转移到转移到C C3 3 (磷酸苷油酸磷酸苷油酸)中的植物，中的植物，叫做叫做C C4 4植物植物。例如：玉米、甘蔗、高粱、苋菜等原产热带的植物。例如：玉米、甘蔗、高粱、苋菜等原产热带的植物。什么叫什么叫C C3 3植物？举例。植物？举例。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 (磷

5、酸苷油磷酸苷油酸酸)里的植物，叫做里的植物，叫做C C3 3植物植物。例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等例如：小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。温带植物。C C4 4植物植物植物植物（一）（一）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植物植物植物植物含有含有“花环状花环状”环绕环绕在维管束鞘细胞在维管束鞘细胞外外含，但含，但无基粒无基粒大大含有含有栅栏组织、海绵组织栅栏组织、海绵组织栅栏组织、海绵组织栅栏组织、海绵组织不含不含小小C C4 4 植物植物C C3 3 植物植物叶绿体叶绿体排排 列列叶绿体叶绿体细胞大小细胞

6、大小叶肉细胞叶肉细胞维维管束鞘细胞管束鞘细胞比较比较类型类型导管导管导管导管：运输：运输：运输：运输水分和矿质元素水分和矿质元素水分和矿质元素水分和矿质元素等，单向。等，单向。等，单向。等，单向。筛管筛管筛管筛管：运输：运输：运输：运输有机养料有机养料有机养料有机养料等，双向运输。等，双向运输。等，双向运输。等，双向运输。叶绿体数多、叶绿体数多、叶绿体数多、叶绿体数多、个体大个体大个体大个体大花花环环型型什么叫什么叫C C3 3途径？途径？光合作用中光合作用中固定固定COCO2 2的途径的途径发生在发生在C C3 3植植物物体内，叫做体内，叫做C C3 3途径。途径。什么叫什么叫C C4 4途

7、径？途径？光合作用中光合作用中固定固定COCO2 2的途径的途径发生在发生在C C4 4植植物物体内，叫做体内，叫做C C4 4途径。途径。（二）（二）C C3 3途径和途径和C C4 4途径途径COCOCOCO2 2 2 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 52C2C3 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

8、+PiADP+PiADP+PiATPATPATPATPC C C C3 3 3 3酶酶酶酶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酶酶酶酶COCOCOCO2 2 2 2泵泵泵泵无基粒无基粒 因为因为因为因为C C C C4 4 4 4植物中含有能固定植物中含有能固定植物中含有能固定植物中含有能固定COCOCOCO2 2 2 2为为为为C C C C4 4 4 4的相关酶，即的相关酶，即的相关酶，即的相关酶，即磷磷磷磷酸烯

9、醇式丙酮酸羧化酶酸烯醇式丙酮酸羧化酶酸烯醇式丙酮酸羧化酶酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (简称为简称为简称为简称为PEPPEPPEPPEP羧化酶羧化酶羧化酶羧化酶)，且，且，且，且与与与与COCOCOCO2 2 2 2有有有有很强的亲和力很强的亲和力很强的亲和力很强的亲和力，可促使，可促使，可促使，可促使PEPPEPPEPPEP把大气中把大气中把大气中把大气中含量很低的含量很低的含量很低的含量很低的COCOCOCO2 2 2 2以以以以C C C C4 4 4 4的的的的形式固定下来，并使形式固定下来，并使形式固定下来，并使形式固定下来，并使C C C C4 4 4 4集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中集中

10、到维管束鞘细胞内的叶绿体中集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中供供供供C C C C3 3 3 3途径利用。所以途径利用。所以途径利用。所以途径利用。所以C C C C4 4 4 4植物比植物比植物比植物比C C C C3 3 3 3植物光合作用效率高植物光合作用效率高植物光合作用效率高植物光合作用效率高。大气中的大气中的大气中的大气中的二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳低浓度的低浓度的低浓度的低浓度的二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳高浓度的高浓度的高浓度的高浓度的二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳C C C C4 4 4 4途径途径途径途径C C C C3 3 3 3途径

11、途径途径途径产物产物产物产物能量能量能量能量能量能量能量能量C C4 4植物中的植物中的“二氧化碳泵二氧化碳泵”“二氧化碳泵二氧化碳泵二氧化碳泵二氧化碳泵”NADPHNADPHATPATPATPATPCOCO2 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植物植物植物植物C C C C3

12、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体维管束维管束维管束

13、维管束鞘细胞鞘细胞鞘细胞鞘细胞的叶绿的叶绿的叶绿的叶绿体体体体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在热带的高温地区及在夏季炎热的中午，在热带的高温地区及在夏季炎热的中午，叶片气孔关闭，叶片气孔关闭，C C4 4植物能够利用叶片内细胞间植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的隙中含量很低的COCO2 2进行光合作用。进行光合作用。C C4 4植物比植物比C C3 3植物更适于生活在温度较高的植物更适于生活在温度较高的热带和亚热带地区热带和亚热带地区；C C4 4植物比植物比C C3 3植物在进化上植物在进化上更高等更高等；蕨类植物、裸子植物和木本植物都是；蕨类植物、

14、裸子植物和木本植物都是C C3 3植物，植物，只有草本植物中才有只有草本植物中才有C C4 4植物植物（其中（其中80%80%是是单子叶植物单子叶植物，尤以，尤以禾本科禾本科植物为多）；植物为多）；C C3 3植植物物叶脉的颜色较浅叶脉的颜色较浅、间距较大。、间距较大。显微镜观察围绕维管束的有呈显微镜观察围绕维管束的有呈“花环型花环型”的两圈细胞的两圈细胞，即为，即为C C4 4植物植物。如何鉴别如何鉴别C C3 3植物和植物和C C4 4植物植物课堂训练课堂训练2 2 2 2）C C C C4 4 4 4植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能

15、催化植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化植物具有较强光合作用的原因是有关的一种酶能催化 A A A A、PEPPEPPEPPEP固定较低浓度固定较低浓度固定较低浓度固定较低浓度COCOCOCO2 2 2 2 B B B B、C C C C5 5 5 5化合物与化合物与化合物与化合物与COCOCOCO2 2 2 2结合结合结合结合 C C C C、NADPHNADPHNADPHNADPH还原还原还原还原C C C C3 3 3 3生成有机物生成有机物生成有机物生成有机物 D DD D、特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素特殊状态的叶绿素a a a a将光能转换成电能将光能转

16、换成电能将光能转换成电能将光能转换成电能 1 1 1 1）C C C C4 4 4 4植物光合作用过程中的重要特点是植物光合作用过程中的重要特点是植物光合作用过程中的重要特点是植物光合作用过程中的重要特点是 A A A A、既有既有既有既有C C C C4 4 4 4途径又有途径又有途径又有途径又有C C C C3 3 3 3途径途径途径途径 B B B B、只有只有只有只有C C C C4 4 4 4途径没有途径没有途径没有途径没有C C C C3 3 3 3途径途径途径途径 C C C C、先进行先进行先进行先进行C C C C3 3 3 3途径后进行途径后进行途径后进行途径后进行C C

17、C C4 4 4 4途径途径途径途径 D D D D、只有只有只有只有C C C C3 3 3 3途径没有途径没有途径没有途径没有C C C C4 4 4 4途径途径途径途径3 3 3 3）C C C C4 4 4 4植物与植物与植物与植物与C C C C3 3 3 3植物相比，其发生光合作用的场所为植物相比，其发生光合作用的场所为植物相比，其发生光合作用的场所为植物相比，其发生光合作用的场所为 A A A A、只发生在叶肉细胞叶绿体中只发生在叶肉细胞叶绿体中只发生在叶肉细胞叶绿体中只发生在叶肉细胞叶绿体中 B B B B、只发生在维管束鞘细胞叶绿体中只发生在维管束鞘细胞叶绿体中只发生在维管束

18、鞘细胞叶绿体中只发生在维管束鞘细胞叶绿体中 C C C C、叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中 DDDD、叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中叶肉细胞和导管细胞的叶绿体中 4 4 4 4）下列植物中属于）下列植物中属于）下列植物中属于）下列植物中属于C C C C4 4 4 4植物的是植物的是植物的是植物的是 A A A A、水稻水稻水稻水稻 B B B B、小麦小麦小麦小麦 C C C C、高粱高粱高粱高粱 DDDD、菜豆菜豆菜豆菜豆 (）注明各部分名

19、称：注明各部分名称：1 1、_(）、两图中属于）、两图中属于植物的为植物的为_，有，有“型型”的两的两圈细胞。圈细胞。(）3植物中植物中的的固定和还原都发生在固定和还原都发生在图中图中所所示的细胞中。示的细胞中。被固定形成被固定形成的过程则在的过程则在_图中图中的的中中进行。进行。植物植物3的还原发生在图的的还原发生在图的细胞中。细胞中。(）相相比比较较而而言言，具具有有较较强强光光合合作作用用能能力力的的为为_植植物物。因因此此从从进化角度分析进化角度分析_植物更为高等。植物更为高等。栅栏组织栅栏组织海绵组织海绵组织维管束鞘细胞维管束鞘细胞维管束维管束B图图叶肉叶肉AB1、2维管束鞘细胞维管束鞘细胞叶肉细胞叶肉细胞BC4C4花环花环