Câu hỏi: So sánh thực vật C3, C4 và thực vật CAM.
Câu trả lời:
* Giống nhau trong pha sáng bao gồm:
+ Quang học: Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời => dạng kích thích
+ Sự quang phân của nước: Dùng năng lượng mà diệp lục nhận được để phân ly nước theo phương trình
2 gia đình2O → 4H+ + 4e– + O2
+ Quang hóa: hình thành ATP, NADPH
*Sự khác biệt
Đặc điểm | C3. Thực vật | C4. Thực vật | Thực vật CAM |
Môi trường sống | Khí hậu ôn hòa, cường độ ánh sáng bình thường | Một số TV nhiệt đới và cận nhiệt đới, cường độ AS mạnh | TV thân mọng nước ở vùng sa mạc khô cằn |
Đại diện | Gạo, đậu .. | Ngô, mía | Xương rồng, dứa |
Giải phẫu Kranz (có 2 loại lục lạp) | Không Có 1 loại lục lạp trong tế bào trung mô. – Lá thường | Có – Có hai loại lục lạp là tế bào trung bì và tế bào bẹ mạch. – Lá thường | Không Có 1 loại lục lạp trong tế bào trung mô. – Lá mọng nước |
CO. người chấp nhận2 Trước hết | RDP | PEP | PEP |
Sản phẩm đầu tiên | APG (C3) | AOA (C4) | AOA (C4) |
Các enzym cacboxyl hóa | RDP-carboxylase | PEP – carboxylase RDP-carboxylase | PEP-carboxylase RDP-carboxylase |
CO. thời gian cố định2 | Ngoài trời vào buổi sáng | Ngoài trời vào buổi sáng | Trong bóng tối |
Phân tích ảnh | Cao | Rất thấp | Rất thấp |
Nhiệt độ thích hợp | 20 – 30oCŨ | 25 – 35oCŨ | 30 – 40oCŨ |
Ức chế quang hợp của O2 | Có | Không | Có |
Hiệu ứng nhiệt độ cao lên quang hợp (30-40oC) | Hạn chế | Kích thích | Kích thích |
CO bù điểm bù2 | Cao (25-100 ppm) | Thấp (0-10 ppm) | Thấp (0-5 ppm) |
Điểm bão hòa ánh sáng | Thấp: 1/3 ánh sáng mặt trời đầy đủ | Cao, khó xác định | Cao, khó xác định |
Năng suất sinh học | Trung bình đến cao | Cao | Ngắn |
Bốc hơi (Nhu cầu nước) | Cao | Ngắn | Rất thấp |
Hãy cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội tìm hiểu kỹ hơn về từng loại cây để hiểu rõ hơn về câu hỏi trên.
I. Thực vật C3
– Thực vật C3 phân bố khắp nơi trên trái đất, kể cả rêu đến cây trong rừng.
1. Pha sáng
– Pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.
Pha sáng diễn ra trong thylacoid khi có ánh sáng.
– Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được dùng để thực hiện quá trình quang phân của nước là O2 phát hành là O2 của nước.
2 gia đình2O → 4H+ + 4e– + O2
– ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
2. Pha tối
Pha tối ở thực vật C3 diễn ra trong chất sơ của lục lạp.
– Pha tối ở thực vật C3 chỉ có một chu trình Calvin, được chia thành 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn cố định CO2.
+ Giai đoạn khử APG (axit photphoglixêric) → AllPG (anđehit photphoglixêric) → tổng hợp C6Hthứ mười haiO6 → tinh bột, axit amin…
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là Ribôxôm – 1,5 diP (ribulôzơ – 1,5 diphotphat).
II. C4. Thực vật
1. Người đại diện
Bao gồm một số loài thực vật sống ở vùng nhiệt đới như mía, rau dền, ngô, cao lương, kê …
2. Chu trình quang hợp ở C4. thực vật
Pha tối bao gồm chu trình quang hợp ở thực vật C4 gồm: CO. sự cố định2 thoáng qua (chu trình C4) và CO. sự cố định2 theo chu trình Calvin. Cả hai chu kỳ đều diễn ra trong ngày, nhưng ở hai loại tế bào khác nhau trên lá.
– CO. giai đoạn cố định2 Tạm thời diễn ra trong các tế bào mô đệm
+ CO. người chấp nhận2 Đầu tiên là hợp chất 3C (phosphoenol pyruvic – PEP).
+ Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C (axit oxaloacetic – AOA), sau đó được chuyển thành hợp chất 4C khác là axit malic (AM) trước khi được chuyển đến tế bào vỏ mạch.
– CO. giai đoạn cố định lại2 diễn ra trong tế bào vỏ mạch
+ AM bị phân hủy giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Calvin và tạo thành hợp chất axit pyruvic 3C
+ Axit pyruvic trở lại tế bào nhu mô để tái tạo CO. người chấp nhận2 đầu tiên là PEP
Chu trình C3 diễn ra tương tự như ở C3. thực vật
– Thực vật C4 ưu thế hơn thực vật C3: cường độ quang hợp, CO cao hơn. điểm bồi thường2 thấp hơn, điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, thoát hơi nước thấp hơn. Kết quả là cây C4 có năng suất cao hơn cây C3.
III. Thực vật CAM
1. Một số đặc điểm nhận dạng của thực vật CAM
+ Cây chịu hạn có lá dày, tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích nhỏ hơn.
Chúng thường có một lớp biểu bì dày để bảo vệ chúng khỏi bị khô héo dưới ánh nắng gay gắt.
Khí khổng (khí khổng) có thể đóng lại và hoạt động ban ngày hoặc lõm vào trong các hốc ngăn cản sự thoát hơi nước.
Một số loài sẽ rụng lá vào mùa khô (không phải mùa lạnh).
Thích hợp sống ở những nơi có nhiệt độ cao (trên 30 độ) và CO thấp2 (sa mạc, núi đá)
Cây rất dễ bị thối rễ hoặc thối lá nếu tưới nhiều và đất không thoát nước kịp thời.
Một số loài khác có thể trữ nước trong không bào (xương rồng, lan và dứa, xương rồng).
2. CAM. Cơ chế quang hợp
Thực vật CAM đóng khí khổng vào ban ngày để tiết kiệm nước bằng cách ngăn thoát hơi nước. Các khí khổng sẽ mở ra vào ban đêm lạnh hơn và ẩm ướt hơn, cho phép chúng hấp thụ CO2 để sử dụng trong quá trình cố định cacbon (chuyển hóa chất dinh dưỡng). Cơ chế CAM cho phép những cây này phát triển bình thường trong điều kiện môi trường nếu không sẽ quá khô cằn đối với sự phát triển của chúng, hoặc ít nhất là làm cho chúng có khả năng chịu đựng. Chịu được các điều kiện cực kỳ khô.
– Pha tối ở thực vật CAM giống với pha tối ở thực vật C4, khác biệt về thời gian:
Ở thực vật C4, cả hai chu kỳ của pha tối đều diễn ra trong ngày.
Ở thực vật CAM, chu trình đầu tiên cố định CO2 thực hiện tạm thời vào ban đêm khi khí khổng mở và chu trình Calvin tái cố định CO.2 thực hiện vào ban ngày khi khí khổng đóng.
Quá trình tổng hợp hữu cơ của thực vật CAM được bắt đầu khi hợp chất 3 cacbon Phosphoenolpyruvate được Carboxyl hóa thành Oxaloacetate và sau đó nó bị khử để tạo thành Malat. Thực vật CAM lưu trữ các chất trung gian 4 cacbon này và các hợp chất hữu cơ đơn giản khác trong không bào của chúng. Muối malat dễ dàng bị phân hủy thành pyruvat và CO.2, sau đó pyruvate được Phosphoryl hóa để tái tạo Phosphoenolpyruvate (PEP). Trong ánh sáng ban ngày, axit malic bị loại bỏ khỏi không bào và bị phân cắt để tạo thành CO.2 sao cho nó có thể được sử dụng bởi enzym RuBisCO trong chu trình Calvin-Benson trong chất nền đệm lục lạp. Bằng cách này nó làm giảm tốc độ thoát – bay hơi của nước trong quá trình trao đổi khí.
Cây CAM có khả năng giữ nước rất tốt, cũng như sử dụng nitơ rất hiệu quả. Tuy nhiên, chúng không hiệu quả trong việc hấp thụ CO.2, vì vậy chúng là những cây phát triển chậm khi so sánh với những cây khác. Ngoài ra, cây CAM cũng tránh hiện tượng phân ly quang học. Enzyme chịu trách nhiệm cố định carbon trong chu trình Calvin, Rubisco, không thể phân biệt CO2 với oxy. Kết quả là, thực vật sử dụng năng lượng để phá vỡ các hợp chất cacbon.
Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội
Thể loại: Lớp 11, Sinh 11
Bạn thấy bài viết So sánh thực vật C3, C4 và CAM có giải quyết đươc vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về So sánh thực vật C3, C4 và CAM bên dưới để https://hubm.edu.vn/ có thể chỉnh sửa & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website ĐH KD & CN Hà Nội
Nguồn: hubm.edu.vn
#sánh #thực #vật #và #CAM
Trả lời