C3植物C4植物CAM植物在碳代谢上各有何异同点
异同点:
1、C3途径是光合途径同化的基本途径,C4和CAM植物形成碳水化合物除了分别需要C4途径和CAM途径外,最终还需要C3途径。
2、CAM与C4植物相似,都有PEP羧化酶,需要两次羧化反应固定CO2。
3、固定CO2与生成光合作用产物在时间空间有差异:C4植物在叶肉细胞内固定CO2,在维管束鞘细胞中同化CO2。CAM植物则在晚上固定CO2,在白天同化CO2。
特性分析:
1、C3植物就是普通的RuBP酶固定CO2,然后到叶绿体进行光合作用。
2、C4植物的细胞分化为叶肉细胞和鞘细胞,在叶肉馅饼通过另一种酶将CO2生成苹果酸固定下来,再运到鞘细胞中释放CO2,在鞘细胞中进行光合作用。
3、cam植物和C4植物类似,只是气孔只有晚上开放,将CO2生成苹果酸等固定住,到了白天气孔关闭,苹果酸等再释放CO2供光合作用,是植物在干旱情况下的改变。
扩展资料:
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)。
1、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。
2、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。
3、景天酸代谢途径又称CAM途径,指生长在热带及亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物(最早发现在景天科植物)所具有的一种光合固定二氧化碳的附加途径,其叶片气孔白天关闭,夜间开放。具有这种途径的植物称为CAM植物。
参考资料:
百度百科—景天酸代谢途径
C4植物与C3植物的一个重要区别是C4植物的CO2补偿点很低,而C3植物的补偿点很高,所以C4植物在CO2含量低的情况下存活率更高。
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,这些维管束鞘细胞里有叶绿体,但里面并无基粒或基粒发育不良。在这里,主要进行卡尔文循环。C4植物的维管束鞘细胞含有无基粒的叶绿体,而C3植物没有,这种无基粒的叶绿体可以增加一条C固定途径:叶肉细胞里的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)经PEP羧化酶的作用,与CO2结合,形成苹果酸或天门冬氨酸。这些四碳双羧酸转移到鞘细胞里,通过脱羧酶的作用释放CO2,后者在鞘细胞叶绿体内经核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶作用,进入光合碳循环。这种由PEP形成四碳双羧酸,然后又脱羧释放CO2的代谢途径称为四碳途径。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盐,这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸盐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甘油。二氧化碳进入卡尔文循环,后同C3进程。而甘油则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。而C3没有这种途径!
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