有关光合作用过程中C3 和C5 化合物的动态平衡

shengwujiaoxue

  光合作用过程中C3 和CS 化合物的动态平衡

  
        影响光合作用的因素中,光照强度、CO2浓度、温度等,任意一种环境因素的改变都会引起光合作用的中间产物C3、C5、[H]、ATP及(CH2O) 合成量的相应变化。
        如果某种环境因素改变后成为一个定值,那么光合作用各中间产物含量的相应变化是否仍然继续?

         例1: 图1是春季晴朗的一天中午，某绿色盆栽植物由室内转移到室外后,植物体内C3 和CS 化合物相对含量的变化。
        问: （1）植物在长期的室内环境中，C3化合物的含量是CS5化合物2 倍,原因是什么?
        （2）将植物所处的环境由室内转移到室外后，C5化合物含量升高的原因是什么?
        （3）若使该植物继续处于室外环境中,C3 化合物的含量是否会高于CS 化合物?

  图1  绿色植物由室内移到室外后C3和C5化合物含量的变化

          分析:
        （1）根据卡尔文循环可知,一分子CS 化合物与一分子CO2 结合，生成两分子C3 化合物，当光反应和暗反应处于平衡状态时，C3 化合物的相对值便是CS化合物相对值的2 倍。
由于该植物长期处于室内环境,光反应和暗反应已经达到平衡状态,所以C3 化合物是CS 化合物相对值的2 倍。

        （2） 植物由室内转移到室外后,光反应增强，[H]的和ATP 含量升高,C3 化合物还原加快,而CO2 固定速度不变,所以C3 化合物会减少,C5化合物会增多。

        （3）光合作用过程中各物质含量的变化总是处于动态平衡状态,当某一环境条件改变以后,原有的平衡被打破，各种中间产物的含量也会发生相应的变化,但这种变化只是暂时的。如果长期维持改变后的条件,植物的光合作用就会在动态变化过程中逐渐趋向新条件下的平衡,即C化合物又会逐渐变为CS 化合物相对值的2 倍。所以,若实验继续进行，上图的演变过程则如图2 所示。

图2 光合作用在新条件趋向新的平衡