7.温带地区的大部分植物中,CO2固定的第一个稳定中间产物是3-碳化合物,因此称之为C3植物,其CO2的固定被叫作“暗反应”,但在暗条件下,反应很快便会停止.
许多仙人掌植物的气孔仅在夜间开放,其CO2的固定机制有所不同.进入气孔的二氧化碳通过细胞质中的酶的作用,与一分子3-碳化合物生成一分子4-碳化合物(苹果酸).苹果酸贮存于细胞液泡中,直到白天才分解出CO2进入叶绿体,在那里再进行与C3植物相同的暗反应过程.
(1)在叶绿体中,吸收光能的叶绿体色素分布在类囊体的薄膜上;而CO2固定的过程主要是发生在叶绿体的基质中.科学界把已经探明了的:CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径称之为卡尔文循环.
(2)在C3植物暗反应中,CO2固定的过程可以叙述为CO2与5-碳化合物结合形成3-碳化合物.
(3)为什么白天的仙人掌植物、夜间的C3植物不能固定大气CO2?前者由于白天仙人掌的气孔没有开放,二氧化碳不能进入植物细胞内、后者由于没有光反应产生的ATP和[H]暗反应不能进行,所以,5-碳化合物不能产生,CO2固定就不能进行.
(4)仙人掌气孔开关方式,是对酷热而干旱环境中生存的一种适应,指出仙人掌另外一种适应结构以及其作用.叶片退化成为针状(或茎的表面有一层蜡质)减少水分蒸发.
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