Sinh học phân tử chưong 16

I.Biến dưỡng khí CO2
- CO2 hiện diện trong không khí với hàm lượng thấp (0,03% thể tích không khí)
- Sinh vật tự dưỡng có khả năng sử dụng CO2 làm nguồn carbon
+ Hàng năm thực vật xanh và rong xanh sử dụng 1,6x1010 tấn CO2
+Hàng năm phiêu sinh xanh sử dụng 1,2x1010 tấn CO2
- Sinh vật sử dụng CO2 làm nguồn carbon chính cần:
+ CO2
+ Năng lượng ATP (do ánh sáng hay oxit hoá chất vô cơ)
+ Chất khử NAD(P)H do oxit hoá phân tử nước hay chất vô cơ
- Phản ứng cố định và khử CO2 thành chất hữu cơ không lệ thuộc ánh sáng
Cây C3—Sự cố định carbon và quá trình quang hợp xãy ra ở các tế bào thịt lá nằm ngay trên bề mặt của lá. C3 plants include most temperate plants (except many grasses)—more than 95% of all earth’s plants


C4 Sự cố định carbon và quá trình quang hợp tách ra giữa các tế bào thịt lá và các tế bào bao bó mạch
I..Dinh dưỡng CO2 ở thực vật xanh C3
1.. Chu trình Calvin
1). Cố định CO2: CO2 được gắn lên Ribuloz 1,5-bisphophat

Rib.1,5-biPi + CO2 +H2O 2 3-Phosphoglycerat

2). Khử : 3-Phosphoglycerat bị khử cho ra glucoz

2 3-Phosphoglycerat +2 NADPH + 2 ATP Glucoz + 2 NADP+ + 2 Pi

6 CO2 + 18 ATP +12 NADPH + 12 H2 O Glucoz + 18 ADP + 18 Pi + 12 NAD+ + 6H+
6 CO2 + 12 NADPH + 18 ATP + 12 H2O Glucoz +
12 NADP+ + 18 ADP + 18 Pi + 6 H+

I..Dinh dưỡng CO2 ở thực vật xanh C3
1.. Chu trình Calvin
1). Cố định CO2: CO2 được gắn lên Ribuloz 1,5-bisphophat

Rib.1,5-biPi + CO2 +H2O 2 3-Phosphoglycerat

2).Khử : 3-phosphoglycerat bị khử cho ra glucoz

2 3-Phosphoglycerat +2 NADPH + 2 ATP Glucoz + 2 NADP+ + 2 Pi
3). Tái tạo Ribuloz 1,5-phosphat
2 Ribuloz 5-phosphat + ATP 2 Ribuloz 1,5 biphosphat + H+

6 CO2 + 18 ATP +12 NADPH + 12 H2 O Glucoz + 18 ADP + 18 Pi + 12 NAD+ + 6H+
I..Dinh dưỡng CO2 ở thực vật xanh C3
1.. Chu trình Calvin
1). Cố định CO2: CO2 được gắn lên Ribuloz 1,5-bisphophat

Rib.1,5-biPi + CO2 +H2O 2 3-Phosphoglycerat

2).Khử : 3-phosphoglycerat bị khử cho ra glucoz

2 3-Phosphoglycerat +2 NADPH + 2 ATP Glucoz + 2 NADP+ + 2 Pi
3). Tái tạo Ribuloz 1,5-phosphat
2 Ribuloz 5-phosphat + ATP 2 Ribuloz 1,5 biphosphat + H+

6 CO2 + 18 ATP +12 NADPH + 12 H2 O Glucoz + 18 ADP + 18 Pi + 12 NAD+ + 6H+
See animation 2 in chapter 10 MSU
2. Dinh dưỡng CO2 ở thực vật xanh C4
( Chu trình Hatch-Slack)
1). Cố định CO2: CO2 được gắn lên phosphoenolpyruvat cho chất 4 carbon: Oxaloacetic axit
Pyruvat + ATP +Pi Phosphoenolpyruvat + AMP +PPi + H+

CO2
Malat
2). Malat chuyển CO2 vào chu trình Calvin

6 CO2 + 30 ATP + 12 NADPH + 12 H2O Glucoz +
30 ADP + 30 Pi + 12 NADP+ + 18 H+
Một số khác biệt giữa C3 và C4 trong biến dưỡng CO2
-CO2 g?n lín Ribuloz 1,5 biP ? C3, lín Phosphoenolpyruvat ? C4
-Ch?t trung gian d?u ? C3 lă phosphopglycerat, ? C4 lă ch?t 4 C nhu malat,aspartat
-M?i phđn t? glucoz du?c t?ng h?p: C3 d�ng 18 ATP; C4: 30 ATP
-Hi?n tu?ng m?t nu?c do kh� kh?ng �t hon ? C4 nín h?p thu CO2 hi?u qu? hon
-Hi?n tu?ng quang h� h?p ? C3 phung ph� nhi?u nang lu?ng v� �ch
-Tuy C4 s? d?ng nhi?u ATP d? c? d?nh CO2 nhung cu?ng d? quang h?p nhanh hon.
Nhu v?y: C4 c� nang su?t quang h?p cao hon C3 d� ph?i s? d?ng nhi?u ATP d? t?ng h?p ch?t h?u co t? CO2