Bài 9. Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM

Bài 9:
QUANG HỢP
Ở CÁC NHÓM THỰC VẬT C3, C4 VÀ CAM
Quang hợp gồm:
Pha sáng: giống nhau ở thực vật C3, C4, CAM.
Pha tối: khác nhau ở thực vật C3, C4, CAM.
I Thực vật C3
1- Pha sáng:
Là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hoá học trong ATP và NADPH.
Diễn ra ở tilacôit, khi có chiếu sáng.
Diễn biến pha sáng:
+ Dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ nước bị phân ly (Quang phân ly nước), diễn ra ở xoang tilacôit theo sơ đồ:
Từ sơ đồ cho thấy O2 có nguồn gốc từ H2O.
+ Các electron đến bù lại các điện tử của diệp lục a đã bị mất khi diệp lục này truyền e cho các chất khác.
+ Prôton H+ khử NADP+ thành NADPH
- Sản phẩm: ATP, NADPH, O2
Giai đoạn cố định CO2
Ribulôzơ – 1,5 – đi Photphat
APG
RiDP
Axit Photpho Glixêric
AlPG
Alđêhit Photpho Glixêric
CO2
AlPG
C6H12O6
Giai đoạn khử
Giai đoạn tái sinh chất nhận
CHU TRÌNH CANVIN (C3)
2- Pha tối: (Pha cố định CO2)
+ Giai đoạn cố định CO2
+ Giai đoạn khử APG thành AlPG dưới tác dụng của ATP và NADPH của pha sáng. Cuối pha khử, 1 phần AlPG tách khỏi chu trình để tổng hợp C6H12O6 từ đó tổng hợp tinh bột, axit amin,lipit….
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu Ribulôzơ-1,5-điphotphat
Chất nhận CO2 đầu tiên: ribulôzơ-1,5-điphotphat
Sản phẩn ổn định đầu tiên: APG
Diễn ra ở trong chất nền của lục lạp.
Diễn biến pha tối (Chu trình Canvin)
- Gồm 3 giai đoạn:
Thực vật C3: gồm từ các loài rêu cho đến các loài cây gỗ lớn, phân bố khắp nơi. Cố định CO2 theo con đường C3 ( chu trình Canvin)
THỰC VẬT C3
II Thực vật C4:
- Gồm một số loài Thực vật nhiệt đới và cận nhiệt đới: mía, bắp, cao lương, rau dền…thực hiện quang hợp theo chu trình C4: Có quá trình cố định CO2 bổ sung trước chu trình Canvin
Gồm 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Chu trình C4 xảy ra trong tế bào mô giậu, enzim là PEP cacboxilaza.
+ Giai đoạn 2: Chu trình Canvin xảy ra trong tế bào bao bó mạch, enzim là ribulôzơ-1,5-điphotphat.
Chất nhận CO2 đầu tiên: PEP
Sản phẩm ổn định đầu tiên: AOA
CO2
Chất 3C
CO2
APG
AlPG
Rib-1,5-điP
C6H12O6
mô giậu
SƠ
ĐỒ
CON
ĐƯỜNG
C4
Thực vật C4 có các ưu việc hơn so với thực vật C3 là:
- Cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2 thấp hơn, điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn nên thực vật C4 có năng suất cao hơn thực vật C3.
III. Thực vật CAM:
- Gồm loài mọng nước ở vùng hoang mạc, khô hạn: xương rồng, dứa, thanh long…Để tránh mất nước khí khổng của các loài cây mọng nước đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm.
Bản chất hóa học của con đường CAM giống như chu trình C4. Điểm khác biệt so với con đường C4 là:
Chu trình CAM là phản ứng thích nghi sinh lý của thực vật mọng nước đối với môi trường khô hạn ở sa mạc.
Kết luận:
- Chu trình Canvin tồn tại ở mọi loài thực vật. Tổng hợp chất hữu cơ trong quang hợp được bắt đầu từ AlPG của chu trình Canvin chuyển hóa thành glucozơ, tinh bột, sacarôzơ, prôtêin và lipit...
Chu trình Canvin
Do nhà bác học người Mỹ đưa ra từ năm 1951;
Hợp chất đầu tiên trong đó CO2 được cố định là photphoglixeric (APG);
Chất nhận CO2 đầu tiên là ribulozodiphotphat (RiDP);
Gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn cố định CO2.Giai đoạn khử.Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu.
The end
CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, GIẢI PHẪU, SINH LÝ, SINH HÓA CỦA CÁC NHÓM THỰC VẬT
Khác nhau
C3
So sánh PHA TỐI trong quang hợp của thực vật C3 và C4:
C3
- PEP (Photpho Enol Pyruvic)
+ Hợp chất 3C: APG
(Axit Photpho Glixêric)
- Gồm 2 giai đoạn:
+ Gđ C4: xảy ra trong các TB mô giậu.
+ Gđ C3: xảy ra trong các TB bao bó mạch.
- TV ôn đới, nhiệt đới
TV nhiệt đới, cận nhiệt đới: mía, bắp, rau dền…