
【机】 Hatch-Slack pathway
ah
this
【化】 geepound
twin; two
【计】 binary-coded decimal; binary-coded decimal character code
binary-to-decimal conversion; binary-to-hexadecimal conversion
【医】 bi-; bis-; di-; duo-
family name; surname
ave; avenue; channel; pass; road; route; track; way
【化】 path
【经】 channel
哈斯二氏途径(Hā sī èr shì tú jìng)是植物生理学中的一个专业术语,指C4光合作用途径(C4 Photosynthetic Pathway)。该名称源于其两位主要发现者——澳大利亚科学家M. D. Hatch和C. R. Slack,因此也被称为Hatch-Slack途径。
特殊碳固定机制
与常见的C3途径(卡尔文循环)不同,哈斯二氏途径通过空间分离的方式优化光合作用。CO₂首先在叶肉细胞中被磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶)固定为四碳化合物(如草酰乙酸),再转运至维管束鞘细胞分解释放CO₂,进入卡尔文循环合成糖类。该机制显著降低光呼吸损耗。
适应高温强光环境
C4植物(如玉米、甘蔗)通过此途径在高温、强光、干旱条件下维持较高光合效率。其PEP羧化酶对CO₂亲和力极强,即使气孔部分关闭仍能有效固定碳源,水分利用效率可达C3植物的2-3倍。
哈斯二氏途径(Hatch-Slack pathway)是植物光合作用中的一种碳固定途径,属于C4植物特有的代谢路径。以下是详细解释:
定义与发现
该途径由澳大利亚科学家Marshall Davidson Hatch和C. Roger Slack于1966年共同发现并命名,因此又称C4光合途径。其核心功能是在高温、强光环境下提高光合效率,减少光呼吸损耗。
作用机制
C4植物(如玉米、甘蔗)的叶肉细胞中,二氧化碳先与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)结合生成四碳化合物(如苹果酸),随后转运至维管束鞘细胞分解释放CO₂,再进入卡尔文循环。这种空间分隔的代谢方式避免了Rubisco酶在高温下的氧合反应。
与C3途径的差异
相较于C3植物(如水稻、小麦)直接将CO₂固定为三碳化合物,C4途径多消耗2个ATP,但能在干旱、高温环境中更高效地利用水分和光能,单位面积产量更高。
应用价值
该途径的研究为作物改良提供了方向,例如通过基因工程将C4特性导入C3作物,可能提升粮食产量和抗逆性。目前高粱、粟类等C4作物已是干旱地区主要农作物。
需进一步了解可参考植物生理学教材或相关科研文献。
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