资源简介 (共20张PPT)第4节 光合作用与能量转化（第4课时）C3、C4、CAM植物、光呼吸高中生物学第五章 细胞的能量供应和利用人教版 2019目录课堂小结04课堂练习情境导入0203素养目标0105探究新知一、C3、C4、CAM植物二、光呼吸一、C3、C4、CAM植物根据植物光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同，划分为C3、C4、CAM植物三种类型。一、C3、C4、CAM植物C3 植物1如：水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物。1.C3途径——卡尔文循环C3植物CO2固定的最初产物是三碳化合物，这种反应途径称为C3途径。2.C4途径——将CO2固定为C4化合物一、C3、C4、CAM植物C4 植物2如：如甘蔗、玉米、高粱等。C4植物固定CO2最初产物是四碳化合物，这种途径为C4途径。特点:“花环型”结构。①维管束鞘细胞含有叶绿体，无类囊体，有Rubisco，无法进行光反应；②叶肉细胞的叶绿体：有类囊体，无Rubisco，无法进行暗反应。C4植物的叶片结构一、C3、C4、CAM植物C4 植物2CO2浓度低胞间连丝PEP酶固定CO2的能力更强，能利用低浓度的CO2，被形象地称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，适应高温、光照强烈、干旱条件。并且无光合午休现象。优势:一、C3、C4、CAM植物CAM植物（景天酸代谢途径）33.CAM途径——将CO2固定为C4化合物CAM途径是一种C4途径。也是一种CO2浓缩的途径。CAM植物主要是生活在干旱地区的植物，如:菠萝、龙舌兰、仙人掌和兰花等。①晚上：气孔开放吸收CO2，利用吸收的CO2和呼吸产生的CO2与C3形成C4，储存在液泡中。②白天：气孔关闭或气孔开度小，储存在液泡中的C4释放出来，形成C3和CO2，CO2进入叶绿体参与卡尔文循环，合成有机物。CAM植物夜间吸进CO2，淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在PEP羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。而白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉；白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。一、C3、C4、CAM植物CAM植物（景天酸代谢途径）33.CAM途径——将CO2固定为C4化合物C3植物C4植物CAM植物一、C3、C4、CAM植物特征 C3植物 C4植物 CAM植物CO2受体CO2固定后产物CO2固定酶CO2固定途径 C3途径(卡尔文循环)CO2固定的时间光反应的场所 卡尔文循环的场所有无光合午休 有一、C3、C4、CAM植物RuBP(C5)PEP、C5PEP、C5C3C4和C3C4和C3RuBP羧化酶PEP羧化酶、RuBP羧化酶PEP羧化酶、RuBP羧化酶不同空间内分别进行C3途径和C4途径不同时间下分别进行C3途径和C4途径白天白天夜晚和白天叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质叶肉细胞的叶绿体基质无无二、光呼吸1.光呼吸定义光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下，吸收O2并放出CO2的过程。2.光呼吸的起因①卡尔文循环中CO2固定的酶(Rubisco)具有两面性(或双功能)②Rubisco即RuBP羧化加氧酶a.高CO2浓度、低O2时，进行羧化C5+CO22C3Rubiscob.低CO2浓度、高O2时，进行加氧C5+O2C2+C3Rubisco2C2+O2C3+CO2ATP、[H]酶二、光呼吸光呼吸的定义和起因1①叶绿体中，RuBP羧化酶把RuBP 氧化成磷酸乙醇酸，后者在磷酸酶的作用过氧化下产生乙醇酸。②过氧化物酶体中，乙醇酸在乙醇酸氧化酶下氧化为乙醛酸和H2O2。H2O2在过氧化氢酶作用下放出氧气；乙醛酸在转氨酶的作用下转变为甘氨酸。③线粒体中， 两分子甘氨酸转变为丝氨酸并释放 CO2。丝氨酸线粒体酸再进入过氧化物酶体，经转氨酶的催化，形成羟基丙酮酸。然后还原为甘油酸。④甘油酸在叶绿体内经过甘油酸激酶的磷酸化，产生3-磷酸甘油酸，参加卡尔文循环。二、光呼吸光呼吸过程图解23.光呼吸的危害①如果在较强光下，光呼吸加强，使得C5氧化分解加强，一部分碳以CO2的形式散失，从而减少了光合产物的形成和积累。②光呼吸过程中消耗了ATP和还原氢，即造成了能量的损耗。4.光呼吸的意义①减少光抑制在高光强、高温、干旱环境下，植物气孔关闭，CO2不能进入叶肉细胞，会导致光抑制。此时，植物的光呼吸释放COz，消耗多余的能量，减少活性氧的产生，对光合器官起保护作用。②在有氧条件下避免损失过多的碳。光呼吸虽然损失一些有机碳，但通过C2循环可以弥补一些损失的碳。③光呼吸代谢中涉及多种氨基酸的转变，这对细胞的氮代谢有利。④光呼吸可以为光合作用提供磷，参与某些蛋白的合成过程。二、光呼吸光呼吸的危害和意义35.光呼吸与细胞呼吸的比较比较项目 光呼吸 细胞呼吸底物 C2化合物 糖类等有机物发生部位 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 细胞质基质、线粒体反应条件 光照 光或暗都可以能量 消耗能量 产生能量共同点 消耗O2、释放CO2二、光呼吸光呼吸的危害和意义31.研究发现，玉米、甘蔗等植物除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环（固定CO2的初产物为C3，简称C3途径）外，还有另一条固定CO2的途径，固定CO2的初产物为C4，简称C4途径，这种植物为C4植物，其固定CO2的途径如下图。研究发现，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。下列有关叙述错误的是（ ）A．图中CO2进入叶肉细胞被固定的最初产物是草酰乙酸B．高温条件下，C4植物光合效率高的原因是气孔不关闭C．低浓度CO2条件下，C4植物可能比C3植物生长得好D．苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中的CO2转入维管束鞘细胞B课堂练习因为有PEP羧化酶对CO2的亲和力高2.绿色植物在进行光合作用时会同时伴随发生一种消耗能量、吸收和释放CO2的现象，被称为光呼吸。下图为光呼吸的关系示意图。下列有关说法错误的是（ ）A．光呼吸吸收O2、释放CO2的场所分别是叶绿体、线粒体B．在光照条件下，若叶肉细胞中O2含量下降、CO2含量升高，会促进光呼吸C．温室栽培蔬菜时可通过增施有机肥减少光呼吸对光合产物的损耗D．干旱高温等逆境条件下，植物的光呼吸会增强 B课堂练习O2含量升高、CO2含量降低谢谢您的聆听人教版 2019Thanks!https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2.mp4 5.4 光合作用与能量转化 第4课时 课件+视频 2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1.pptx media1.mp4
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