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叶肉细胞的生产过程是怎样的?

叶肉细胞的生产过程是怎样的?

的有关信息介绍如下:

叶肉细胞的生产过程是怎样的?

谢邀。

生产过程,那么这里要分为三种情况。主要是C3植物、C4植物及CAM途径(C代表碳)

那么叶肉细胞的特殊我们都非常清楚。他和其他细胞一样的一些生理过程,比如说分泌蛋白的合成与分泌,呼吸作用产生ATP等等等等,我们就不赘述。百度一搜,天下你有。就只能讲一讲叶绿体了,生命之源--光与光合作用。

先看图。

其实这几张图往这一放,好像就没我啥事了,非常清晰。当然,这几张图不是我制作的,直接在网上搜的。(要我制作的话肯定是这比较好的,但是这个辨识起来的话就有些困难...)

光反应阶段

光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+,使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。

暗反应阶段

暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。

✘光合作用的过程是一个比较复杂的问题,从表面上看,光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程,但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。根据现代的资料,整个光合作用大致可分为下列3大步骤:①原初反应,包括光能的吸收、传递和转换;②电子传递和光合磷酸化,形成活跃化学能(ATP和NADPH);③碳同化,把活跃的化学能转变为稳定的化学能(固定CO2,形成糖类)。

一、上面的都比较简单,接下来讲两个其中比较复杂的过程--电子的传递和磷酸化作用。

电子传递链

所有能进行放氧光合作用生物都具有PSⅠ和PSⅡ两个光系统。光系统Ⅰ(PSⅠ)能被波长700 nm的光激发,又称P700;光系统Ⅱ(PSⅡ)吸收高峰为波长680 nm处,又称P680。PSⅠ和PSⅡ通过电子传递链连接,并高度有序地排列在类囊体膜上,承担着电子传递和质子传递任务。[6]

PSⅡ主要由PSⅡ反应中心(PSⅡ,reaction center)、捕光复合体Ⅱ(light harvesting complexⅡ,LHCⅡ)和放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC)等亚单位组成。其功能是利用光能氧化水和还原质体醌,这两个反应分别在类囊体膜的两侧进行,即在腔一侧氧化水释放质子于腔内,在基质一侧还原质体醌,于是在类囊体两侧建立质子梯度。[6]

细胞色素b6f复合体(cytochrome b6f complex,Cyt b6f)是一个带有几个辅基的大而多亚基的蛋白,Cyt b6f复合体包含有2个Cyt b,1个Cyt c(以前称为Cyt f),1个Rieske Fe-S蛋白(RFe-S),2个醌氧化还原部位。Cyt b6f的主要生理功能是:把PQH2(还原态质子醌)中的电子传给质体蓝素(plastocyanin,PC),同时将氢质子释放到类囊体的腔。由于PQH2的氢质子来源于叶绿体基质,所以这一过程实际是将进行跨膜转运,建成跨膜质子梯度,成为合成ATP的原动力。Cytb6f复合体的电子传递路线是:PQH2将电子转到Cytb6f后,通过醌循环,把电子再传给质体蓝素,再传给PSⅠ的P700。[6]

PSⅠ复合体颗粒较小,直径为11 mm,仅存在于基质片层和基粒片层的非堆叠区。PSⅠ核心复合体由反应中心色素P700电子受体和PSⅠ捕光复合体(LHCⅠ)组成。PSⅠ的功能是将电子从质体蓝素传递给铁氧还蛋白。PSⅠ参与的电子传递路线是:核心复合体周围的LHCⅠ吸收光能,通过诱导共振传递到P700,然后按顺序将电子传给原初电子受体A0(Chla)次级电子受体A1(可能是叶醌,即vit K1),再通过铁硫中心(Fe-S),最后交给铁氧还蛋白(ferredoxin,Fd)。[6]

1)非循环电子传递链

非循环电子传递链从光系统Ⅱ出发,会裂解水,释出氧气,生产ATP与NADPH。非循环电子传递链过程大致如下:

光系统Ⅱ→初级接受者→质体醌→细胞色素复合体→质体蓝素→光系统Ⅰ→初级接受者→铁氧化还原蛋白→还原酶[6]

2)循环电子传递链

循环电子传递链不会产生氧气,因为电子来源并非裂解水。电子从光系统Ⅰ出发,最后会生产出ATP。循环电子传递链的过程如下:

光系统Ⅰ→初级接受者→铁氧化还原蛋白→细胞色素复合体→质粒蓝素→光系统

二、 磷酸化过程。

光合磷酸化

光合磷酸化(photosynthetic phosphorylation或photophosphorylation)是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把和磷酸合成为的过程。光合磷酸化有两个类型:非循环光合磷酸化和循环光合磷酸化。[6]

1.非循环光合磷酸化

OEC处水裂解后,把释放到类囊体腔内,把电子传递到PSⅡ电子在光合电子传递链中传递时,伴随着类囊体外侧的转移到腔内,由此形成了跨膜的浓度差,引起了的形成;与此同时把电子传递到PSⅠ去,进一步提高了能位,而使还原为,此外,还放出。在这个过程中,电子传递是一个开放的通路,故称为非循环光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation)。非循环光合磷酸化在基粒片层进行,它在光合磷酸化中占主要地位。[6]

2.循环光合磷酸化

PSⅠ产生的电子经过一些传递体传递后,伴随形成腔内外H浓度差,只引起的形成,而不放,也无还原反应:在这个过程中,电子经过一系列传递后降低了能位,最后经过质体蓝素重新回到原来的起点,也就是电子的传递是一个闭合的回路,故称为循环光合磷酸化(cyclic photophosphorylation)。循环光合磷酸化在基质片层内进行,在高等植物中可能起着补充不足的作用。

三、碳三植物和碳四植物的区别。

1. 卡尔文循环 — C3途径

卡尔文循环是所有植物光合作用碳同化的基本途径,大致可分为3个阶段,即羧化阶段、还原阶段和更新阶段。[6]

1)羧化阶段:CO2必须经过羧化阶段,固定成羧酸,然后被还原。核酮糖- 1,5 -二磷酸(RuBP)是CO2的接受体,在核酮糖- 1,5 -二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)作用下,和CO2形成中间产物,后者再与1分子H2O反应,形成2分子的甘油酸- 3 -磷酸(PGA),这就是CO2羧化阶段。[6]

2)还原阶段:甘油酸- 3 -磷酸被ATP磷酸化,在甘油酸- 3 -磷酸激酶催化下,形成甘油酸- 1,3 -二磷酸(DPGA),然后在甘油醛- 3 -磷酸脱氢酶作用下被NADPH + H+还原,形成甘油醛- 3磷酸(PGAld)。[6]

3)更新阶段:更新阶段是PGAld进过一系列的转变,再形成RuBP的过程,也就是RuBP的再生阶段。[6]

2. C4途径

在前人研究的基础上,Hatch和Slack(1966)发现甘蔗和玉米等的CO2固定最初的稳定产物是四碳二羧酸化合物(苹果酸和天冬氨酸),故称为四碳二羧酸途径(C4 - dicarboxylicacidpathway),简称C4途径,亦称为Hatch-Slack途径。具有这种碳同化途径的植物称为C4植物(C4plant)。C4途径包括羧化、转变、脱羧与还原、再生四个步骤。[6]

1)羧化:C4途径的CO2受体是叶肉细胞质中的PEP(磷酸烯醇式丙酮酸),在烯醇丙酮磷酸羧激酶(PEPC)催化下,固定HCO3-(CO2溶解于水),生成草酰乙酸(OAA)。[6]

2)转变:叶肉细胞的叶绿体中的草酰乙酸经过NADP-苹果酸脱氢酶作用,被还原为苹果酸。但是也有一些品种,细胞质中的草酰乙酸与谷氨酸在天冬氨酸转氨酶作用下,形成天冬氨酸和酮戊二酸。上述苹果酸和天冬氨酸等C4酸形成后,就转移到维管束鞘细胞中。[6]

3)脱羧与还原:四碳双羧酸在维管束鞘中脱羧后变成丙酮酸或丙氨酸。释放的CO2通过卡尔文循环被还原为糖类。[6]

4)再生:C4酸脱羧形成的C3酸(丙酮酸或丙氨酸)在运回叶肉细胞,在叶绿体中,经丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)催化和ATP作用,生成CO2受体PEP,是反应循环进行。

补充:3.景天科酸代谢途径(CAM)

景天科植物如景天、落地生根等叶子具有特殊的CO2固定方式。夜晚气孔开放,吸进CO2,在PEP羧基酶作用下,与PEP结合,形成OAA,进一步还原为苹果酸,积累于液泡中。白天气孔关闭,液泡中的苹果酸便运到胞质溶胶,在NADP-苹果酸酶作用下,氧化脱羧,放出CO2,参与卡尔文循环,形成淀粉等。此外,丙糖磷酸通过糖酵解过程,形成PEP,再进一步循环。所以植物体在夜晚的有机酸含量十分高,而糖类含量下降;白天则相反,有机酸下降,而糖分增多。这种幼根机酸合成日变化的代谢类型,而最早发现于景天科植物,所以称为景天酸代谢。

注:以上内容基本来自于网络。(我倒是也能写,但他这个实在是概括得太好,所以我全程偷懒,就只是检查内容没有啥错误后,直接拿来主义)侵立删。

回答完毕,但是我这个回答非常水。就这样吧。