二氧化碳的固定可以在有光的条件下进行吗

韩信点兵歇后语2023-05-02  28

二氧化碳的固定需要植物光反应提供还原氢和ATP,而光反应需要光。所以可以。当然没有光也可以进行二氧化碳的固定,即暗反应。只要为暗反应提供还原氢和ATP(当然,这只是理论上,实际操作我不知可不可行)

CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质和线粒体。

光合作用中二氧化碳的固定发生在光合作用中暗反应阶段,场所是叶绿体基质;

二氧化碳的产生发生在有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸中,场所分别是线粒体基质和细胞质基质.

不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH及ATP提供的能量反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应

在生物的循环中。二氧化碳通过光合作用固定成为糖类。然后通过呼吸作用把这些糖类又分解成二氧化碳,这样形成了一个循环反应。

在无机的条件下。二氧化碳在无机条件下形成碳酸钙。然后通过火山等方式通过熔岩分解碳酸钙成为二氧化碳,又释放到空气中。

大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。是光合作用的暗反应的一部分

高等植物的碳同化途径有三条,即C3途径、C4途径和CAM(景天酸代谢)途径 ①C3途径是碳同化的基本途径,可合成糖类,淀粉等多种有机物C3途径是指在某些高等植物光合作用的暗反应过程中,一个CO2在RuBP(1,5-二磷酸核酮糖)羧化酶的催化下,在有镁离子的环境中,被一个RuBP固定后形成两个三碳化合物(3-磷酸甘油酸)。如大豆,黄瓜等 ②C4途径有一些植物对CO2的固定反应是在叶肉细胞的胞质溶胶中进行的,在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的催化下将CO2连接到磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)上·形成四碳酸:草酰乙酸(oxaloacetate),这种固定CO2的方式称为C4途径。C4植物每同化1分子CO2,需要消耗5分子ATP和2分子NADPH。 ③CAM途径其特点是气孔夜间张开,白天关闭。夜间二氧化碳能够进入叶中,也被固定在C4化合物中,与C4植物一样。白天有光时则C4化合物释放出的二氧化碳,参与卡尔文循环。由于CAM植物夜间吸进二氧化碳,淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)催化下,与PEP结合,生成草酰乙酸(OAA),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,放出二氧化碳,进入C3途径合成淀粉;形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成磷酸三糖,最后合成淀粉或者转移到线粒体,进一步氧化释放二氧化碳,又可进入C3途径。从而表现出白天淀粉增加,苹果酸减少,细胞液pH上升。

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