光合产物分配

光合作用的产物
• 光合碳代谢形成的磷酸丙糖的去向直接决定了 有机碳的分配。 • 磷酸丙糖或者继续参与卡尔文循环的运转； • 或者滞留在叶绿体内，并在一系列酶作用下合 成淀粉； • 或者通过位于叶绿体被膜上的磷酸丙糖转运器 进入细胞质，再在一系列酶作用下合成蔗糖。 合成的蔗糖或者临时贮藏于液泡内，或者输出 光合细胞，经韧皮部装载通过长距离运输运向 库细胞。
有机物的运输、分配
高等植物器官有各自特异的结构和明确的分工， 叶片是进行光合作用合成有机物质的场所，植物各器 官、组织所需的有机物都需叶片供应。显然，从有机 物生产发源地到消耗或贮藏地之间必然有一个运输过 程。细胞组织之间之所以能互通有无，制造或吸收器 官与消耗或贮藏器官之所以能共存，植物体之所以能 保持一个统一的整体，都完全依赖着有效的运输机构。 植物体内有机物的运输和分配，如同人与动物体内的 血液流动一样是保证机体生长、发育的命脉。另外， 植物体的新陈代谢和生长发育还受遗传信息及环境信 息的调节控制。遗传基因规定个体发育的潜在模式， 其实现在很大程度上受控于环境信息。因此，植物各 部位间的协调发展最终离不开细胞间的沟通：物质的 转移和信息的传递。
（2）代谢物对酶活性的调节
• 细胞质中蔗糖合成的前体是F6P,F6P可在PPiF6P激酶催化下合成F-2,6-BP。Pi促进PPi-F6P 激酶而抑制F-1,6-BP磷酸（酯）酶活性，TP则 抑制前者的活性。当细胞质中TP/Pi低时，则可 通过促进F-2,6-BP的合成而抑制了F-1,6-BP的 水解，F6P含量降低，从而抑制蔗糖的合成。 当细胞质合成的蔗糖磷酸水解并装入筛管运向 其它器官时，则由于Pi的浓度升高，有利于叶 绿体内的TP的运出，从而使细胞质中TP/Pi比 值升高。而叶绿体中TP/Pi比值降低，这样便促 进了细胞质中的蔗糖合成，从而抑制了叶绿体 中淀粉的合成。
淀粉与蔗糖的合成
• 光合产物淀粉是在叶绿体内合成的。C3 途径合 成 的 磷 酸 丙 糖 （ TP）、FBP、F6P， 可 转 化 为 G6P、G1P， 然 后 在 ADPG 焦 磷 酸 化 酶 （ ADPG pyrophosphorylase）作用下使GIP与ATP作用 生成ADPG，然后在引子（麦芽糖、麦芽三糖） 帮助下再形成淀粉。 GIP+ATPADPG+ppi (葡萄糖)n+ADPG(葡萄糖)n+1+ADP
光合作用的直接产物
• 在前述的高等植物的CO2同化的三条生化 途径中，只有卡尔文循环（C3 途径）才 具备合成淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖等 产物的能力。 • 氨基酸、蛋白质、脂肪酸和有机酸也都 是光合作用的直接产物。
光合直接产物的种类和数量有差别
• 大多数高等植物的光合产物是淀粉，例如棉花、 烟草、大豆等。 • 洋葱、大蒜等植物的光合产物是葡萄糖和果糖， 不形成淀粉。小麦、蚕豆等主要是蔗糖。 • 植物的生育期和环境条件影响光合产物的形成。 一般成龄叶片主要形成碳水化合物，幼龄叶片 除碳水化合物之外，还形成较多的蛋白质。强 光和高浓度CO2有利于蔗糖和淀粉的形成，而弱 光则有利于谷氨酸、天冬氨酸和蛋白质的形成。
• 叶绿体内形成的部分TP，可通过膜上的 Pi运转器与Pi对等交换进入的细胞质Fra Baidu bibliotek 经过FBP、F6P、GIP形成UDPG（尿苷二磷 酸葡萄糖）再生成蔗糖。 • UDPG+F6P蔗糖磷酸+UDP • 蔗糖磷酸+H2O蔗糖+Pi
蔗糖与淀粉合成的调节
（1）光对酶活性的调节 在叶绿体内淀粉的合成中ADPG焦磷酸化 酶是合成葡萄糖供体ADPG的关键酶。当照光 时，随着光合磷酸化的进行，Pi参与ATP的形 成；Pi浓度降低，则ADPG焦磷酸化酶活性增 大，暗中，Pi浓度升高，酶活性下降。此外， 照光时，C3 途径运转，其中间产物PGA、PEP、 F6P、FBP及TP都对ADPG焦磷酸化酶有促进作 用 。 光 照 同 样 也 激 活 蔗 糖 磷 酸 合 酶 ( sucrose phosphate synthase, SPS)，促进蔗糖的合成。