景天科酸代谢，从卡尔文循环到景天酸代谢

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答：光合作用的定义包括含义和功能两层意思：

(一)光合作用的含义：光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能，把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有机物，同时释放氧的过程。

(二)光合作用的功能：绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳()和水()制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释放出能量。

答：一是能量转换。二是调节大气。

转换能量：植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为，约为人能所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。无机物变成有机物的重要途径植物每年可吸收合成约的有机物。人类所需的粮食、油料、纤维、木材、糖、水果等，无不来自光合作用，没有光合作用，人类就没有食物和各种生活用品。换句话说，没有光合作用就没有人类的生存和发展。

(二)调节大气：大气之所以能经常保持21%的氧含量，主要依赖于光合作用(光合作用过程中放氧量约t/a)。光合作用一方面为有氧呼吸提供了条件，另一方面，的积累，逐渐形成了大气表层的臭氧()层。臭氧层能吸收太阳光中对生物体有害的强烈的紫外辐射。植物的光合作用虽然能清除大气中大量的，但大气中的浓度仍然在增加，这主要是由于城市化及工业化所致。

083.推动光合作用的能源和动力是什么

答：是二氧化碳和微藻，包括细菌类微藻。

084.什么是光合速率?影响光合速率的内外因素是什么

答：光合速率和影响光合速率的内外因素是：

(一)光合速率的基本含义：光合速率通常是指单位时间、单位叶面的吸收量或的量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。

(二)影响光合速率的内外因素：包括叶片发育和结构、光合产物的输出两部分。外部因素包括光照、二氧化碳、温度、水分矿物质营养、光合速率日变化六个部分。

085.什么是卡尔文循环?什么是C3类植物和C3循环?

答：二战之后，美国加州大学伯利克分校的马尔文·卡尔文在实验中发现，标记有C的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内，层析纸上就出现放射性的斑点，经与已知化学物比较，斑点中的化学成分是3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate，PGA)，是糖酵解的中间体。

(一)卡尔文循环与C3途径：这第一个被提取到的产物是一个三碳分子，所以将这种CO2固定途径称为C3途径，这一循环又称卡尔文循环。

(二)卡尔文循环与C3植物：后来研究还发现，CO2固定的C3途径是一个循环过程，人们称之为C3循环。C3类植物(碳三植物)，如米和麦，二氧化碳经气孔进入叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。

而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。

086.什么是哈奇-斯莱克途径?什么是C4类植物?

在20世纪60年代，澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物，除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外，CO2首先通过一条特别的途径被固定。

哈奇-斯莱克途径和C4植物：这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径(Hatch-Slack途径)，又称四碳二羧酸途径。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身生长所需的物质。

(二)C4类植物与C3类植物的异同：CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸，而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物。又称C4植物。如玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。而最初产物是3-磷酸甘油酸的植物则称为碳三植物(C3植物)。

CO2同化的最初产物是光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物，称为碳三植物(C3植物)，有如小麦、大豆、烟草、棉花等。C3植物比C4植物CO2补偿点高，所以C3植物在CO2含量低的情况下存活率比C4植物来的低。

相比之下，C3植物细胞分工较C4植物不明确，CO2利用效率更低，在一定程度上可认为C3植物是植物中的“原核生物”，C4植物则更像”真核生物”。

087.什么是景天科酸代谢途径(CAM)?什么是景天酸代谢?

这里涉及景天科植物、景天酸代谢途径两个关键问题。

景天科植物及其分布：景天科植物分布在北半球大部分区域，品种繁多，大约有35属1500余种，中国有10属约240余种，另有多种引进作为观赏花卉。本科植物为多年生肉质草本，夏秋季开花，花小而繁茂，各种颜色都有。表皮有腊质粉，气孔下陷，可减少蒸腾，是典型的旱生植物，无性繁殖力强，所谓采叶即能种植生根。景天科植物植株矮小，由于是肉质，耗水肥很少，因此极易种植观赏。景天科植物由于其矮小抗风，又不需要大量水肥，耐污染，因此成为目前比较流行的屋顶绿化的首选植物。

(二)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。

(三)景天酸代谢与C4植物：景天酸代谢(crassulaceanacidmetabolism,CAM)：如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话，那景天酸循环就是时间上错开这两者。行使这一途径的植物，是那些有着膨大肉质叶子的植物，如凤梨。这些植物晚上开放气孔，吸收二氧化碳，同样经哈奇-斯莱克途径将CO2固定。早上的时候气孔关闭，避免水分流失过快。同时在叶肉细胞中卡尔文循环开始。这些植物二氧化碳的固定效率也很高。

作物生长所需大中微三种元素的来源、比重、作用一览表

碳氢核肥的核心原理是在少用或不用化肥、化学农药的前提下，以碳氢核肥为媒介，以太阳能为动力，以二氧化碳为能源，以土地为载体，把捕集、聚合空气中的二氧化碳富集植物叶茎表面供作物吸收利用，增强光合作用，提高光合速率，夜间抑制光呼吸，积累作物生长必须的碳、氢、氧“三元素”，有效吸收、转化土壤、空气、水中的氮、磷、钾等有机成分，充分推动作物的孕育、生长、成熟，达到低投、高产、优质的预期和回复作物原生态品质的目的。

传统的化学农业或生态农业，无论施用多少化肥、有机肥和农药，作物能够吸收利用的二氧化碳永远都停留在360PPM(每立方空气的二氧化碳含量)。而在碳氢核肥媒介平台作用下，光合生态、光合机制、光合方式都发生了深刻变化，它重组着阳光、空气、水分、土地与作物生长生命信息过程传播的链条，一个“万物皆光合”的全媒介时空环境日益臻美，深深地影响并推动着作物生命生长周期的全过程，出现了自地球生物圈形成以来从未有过的作物成长周期中全程光合、全息光合、全员光合、全效光合的生命过程的深刻革命，在光合速率递增过程中，作物吸收利用二氧化碳的能力从360PPM一路向600PPM——》900PPM——》1200PPM——》1500PPM——》1800PPM——》的高峰攀升，为作物低投、高产、优质提供了广阔空间。

蓝藻是地球上最古老的跨界生物：具有动物、植物、微生物的生命特征。蓝藻主要的营养成分由藻胆体和糖原颗粒等所组成。饱含叶绿素a、藻胆素、胡萝卜素、类胡萝卜素等光合色素。蓝藻具有十大功能：

01.光电光合：能采收光能，以水作为电子来源进行光合作用;

02.固碳放氧：它具有固定二氧化碳，放出新鲜氧气的强大功能;

03.生物聚变：具有生物聚变功能，是惟一能在24h裂变24次的物种;

04.平衡给养：具有自给自养和平衡给养的强大功能;

05.原核分解：细胞中央的有核物质，具有强大的原核生命分解能力;

06.靶向运载：细胞中有环状DNA质粒，具有靶向运载功能;

07.生氢聚氮：具有在植物根茎中生氢和固氮的功能;

08.耐干耐旱：干燥标本存贮65～106年仍可保持活力;

09.耐高低温：在54℃-35℃的温度环境中可长期生存;

10.耐盐耐碱：在过饱和盐水碱水中可生长。

因此，蓝藻具有动物、植物、微生物的基本生命特征，是地球上迄今为止发现的惟一的跨界先锋物种。

与会领导、专家、学者一致确认，碳氢科学、碳氢农业、碳氢核肥——碳氢氧氮捕集技术拥有十大科技产业创新价值：

01.治理化学污染：为国家治理化肥和化学农药污染提供了技术保证;

02.确保粮食安全：为国家确保粮食食品安全提供了技术保证;

03.低投高产优质：为中国农业低投高产优质提供了技术保证;

04.绿色生态有机：为中国发展绿色生态有机农业提供了技术保证;

05.恢复出口创汇：为中国恢复出口创汇农业提供了技术支撑;

06.恢复中医中药：为中国恢复中医中药产业提供了技术支撑;

图十三“一带一路”中医药发展论坛

07.续接生物链条：为中国续接生态生物链条提供了资源环境;

08.面源污染治理：为中国治理山河面源污染提供了技术保障;

09.全产业大融合：为中国实现新兴农业全产业大融合改革提供了产业空间;

10.可复制可推广：为中国新一轮农业革命提供了可推广可复制的创新模式。

科技部《碳氢核肥制备关键技术与产业化应用》国家科技成果评价委员会

碳氢科学碳氢农业碳氢核肥系列科普知识1200问编辑委员会顾问

赵永志：农业部耕地质量建设与管理专家指导组专家

北京市土壤肥料工作站站长/研究员

赵同科：北京市农林科学研究院研究员

张能玲：中国科学院微生物研究所教授

贺纪正：中国科学院生态环境研究中心研究员

曹卫东：中国农业科学院资源区划所研究员

李栋：中国农业大学工学院教授/博导

汪立君：中国农业大学食品学院教授/博导

田有国：农业部农业科技推广服务中心研究员/处长

方雯霞：中国检验检疫科学研究院高级农艺师

李临西：科技部火炬计划中心研究员

周卫：中国植物营养与肥料学会研究员

季恒宽：科技部中国高科技产业化研究会高级工程师

发布：中国国际碳氢核肥国际产业联盟有限公司

地址：北京市朝阳区望京西路48号院金隅国际A座12A05号

OK，关于景天科酸代谢和从卡尔文循环到景天酸代谢的内容到此结束了，希望对大家有所帮助。