当前课程知识点:普通生物学 >  第一章 细胞生物学基础 >  第四节 细胞的能量代谢 >  1.4.10 C4途径与CAM途径

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1.4.10 C4途径与CAM途径在线视频

1.4.10 C4途径与CAM途径

下一节:1.5.1 细胞周期概述

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1.4.10 C4途径与CAM途径课程教案、知识点、字幕

高等植物体固定二氧化碳

有三条途径

之前我们已经介绍了

卡尔文(Calvin)循环也就是C3途径

现在我们来介绍另外两条途径

一个是C4途径

还有一个是景天酸代谢途径

简称CAM途径

这是一张玉米叶片的

横切制片图

从图中,我们可以看到有多个花环样的结构

大家知道这是什么吗

这呢,就是一个个的维管束

也就是叶脉的横切面

在这个维管束的外围有一圈很大的细胞

像花环一样的围绕着这个维管束

这些都是维管束鞘细胞

这些细胞中含有很多叶绿体

这些叶绿体呢主要分布在细胞的边缘部分

叶片具有这种花环样的结构

是C4植物的典型特征

这个C4植物

不仅叶片结构特殊

而且呢固定

二氧化碳的方式也很特别

它是分两步在两类细胞中

分别进行的而且催化的酶也不相同

具体的步骤是这样的

二氧化碳首先进入叶肉细胞

在胞质中转变成碳酸氢根离子

碳酸氢根离子在PEP(磷酸烯醇丙酮酸)羧化酶的催化下

与PEP反应

先生成一个四碳的化合物

草酰乙酸

草酰乙酸很不稳定

会迅速的被还原成苹果酸

并被运送到维管束鞘细胞当中

在维管束鞘细胞

这个四碳酸被脱羧化释放出二氧化碳

进入卡尔文循环

生成糖

这个脱羧产生的这个三碳酸

又转移回到叶肉细胞

用于PEP的再生

在这条途径中由于二氧化碳固定生成的

第一个产物是四碳酸

也就是草酰乙酸

所以这条途径呢

也被称为C4途径

通过这一途径固定二氧化碳

的植物也称为C4植物

典型代表 高粱、甘蔗和玉米

C4植物为什么会采取

这种方式来固定二氧化碳呢

这也是长期适应环境的结果

C4植物通常生长在

热带亚热带区域

高温呢会导致强烈的蒸腾作用

为了减少水分蒸发

植物呢会在高温时段关闭气孔

结果

就会导致叶片中的二氧化碳

浓度会很低

C4植物

是如何来解决这个问题的呢

与C3途径中的

RuBP羧化酶相比

C4植物叶肉细胞中的

PEP羧化酶具有非常高的

二氧化碳亲和力

可以固定低浓度的二氧化碳

这样就可以通过

高效率的固定低浓度的二氧化碳

最终保证了维管束鞘细胞中

有较高浓度的二氧化碳

最终 进入卡尔文循环

据测算维管束鞘细胞中二氧化碳浓度

可达到大气中浓度的10倍

因此呢

C4途径就大大提高了

光合作用的效率

C4植物也属与高产型植物

总之

C4植物的特点

就是二氧化碳的捕获

与卡尔文循环在空间上分隔

其中叶肉细胞是负责捕获二氧化碳

生成四碳酸

维管束鞘细胞

则负责完成卡尔文循环

还有一类生长在干旱地区的植物

它们采取另外一种途径

来固定二氧化碳

由于景天酸科植物

也是采取这种途径 所以呢

我们把这条途径称为叫

景天酸代谢途径简称CAM途径

代表植物有菠萝、仙人掌

还有景天酸科的植物

这条代谢途径的特点是

二氧化碳的捕获

与卡尔文循环在时间上分离

由于这类植物生长在干旱地区

为了减少水分蒸发

植物的气孔会在夜间张开白天关闭

由于二氧化碳只能在夜晚

进入叶肉细胞 所以呢

植物需要将它尽快的固定下来

景天酸代谢与C4途径类似

也是先生成一个四碳酸 草酰乙酸

具体的过程 是这样的

夜晚,当气孔打开的时候

二氧化碳进入叶肉细胞

在PEP羧化酶的作用下

先生成草酰乙酸(C4)

并进一步被还原为苹果酸

进入植物细胞的液泡中

白天当气孔关闭的时候

在有光的条件下

苹果酸经氧化脱羧释放二氧化碳

进入Calvin循环

生成糖类

这样呢

就保证了光合作用能够进行

将CAM途径与C4途径进行比较

它们有以下共同之处

都是先通过C4途径固定二氧化碳

生成草酰乙酸

进一步还原成苹果酸

然后再通过

脱羧反应释放出二氧化碳

进入Calvin循环

不同之处就在于

C4植物是通过空间分隔

在两种细胞中完成

在叶肉细胞固定二氧化碳

在维管束细胞进行Calvin循环

CAM植物则不同

它是通过时间间隔

将这两个过程分割开来

在夜晚固定二氧化碳

在白天进行Calvin循环

这两个过程都是在

叶肉细胞中进行

总之这两条途径

都是为了提高光合作用效率

减少水分的蒸发

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

1.4.10 C4途径与CAM途径笔记与讨论

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