So sánh thực vật C3, C4 và CAM

Câu hỏi: So sánh thực vật C3, C4 và CAM.

Trả lời:

* Giống nhau ở pha sáng gồm:

+ Quang học: Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời => dạng kích thích

+ Quang phân nước: Sử dụng năng lượng mà diệp lục nhận được để phân li nước theo phương trình

2 họ2O → 4H+ + 4e– + O2

+ Quang hóa: hình thành ATP, NADPH

*Sự khác biệt

đặc trưng	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 mọng nước trên 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: tế bào trung bì và tế bào vỏ mạch. – Lá thường	Không Có 1 loại lục lạp trong tế bào trung mô. – Lá mọng nước
Người chấp nhận CO.2 Trước hết	RDP	PEP	PEP
Sản phẩm đầu tiên	APG (C3)	AOA (C4)	AOA (C4)
enzyme cacboxyl hóa	RDP-cacboxylaza	PEP – carboxylaseRDP-carboxylase	PEP-carboxylaseRDP-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
O2 . ức chế quang hợp	Có	Không	Có
Ảnh hưởng của nhiệt độ cao đến quang hợp (30-40oC)	Giới hạn	Kích thích	Kích thích
Điểm bù CO2	Cao (25-100 trang/phút)	Thấp (0-10 phần triệu)	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 Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội tìm hiểu chi tiết 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 cho đến cây cối trong rừng.

1. Pha sáng

– Giai đoạn chuyển hóa năng lượng ánh sáng được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.

Pha sáng diễn ra trong thylacoid với sự có mặt của ánh sáng.

– Ở pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân nước do O2 được giải phóng dưới dạng O2 của nước.

2 họ2O → 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 xơ của lục lạp.

– Pha tối ở thực vật C3 chỉ có một chu trình Calvin, chia làm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn cố định CO2.

+ Giai đoạn khử APG (axit phosphoglyceric) → AllPG (aldehyde phosphoglyceric) → tổng hợp C6HO6 12 → tinh bột, axit amin…

+ Giai đoạn tái tạo chất nhận ban đầu là Ribôxôm – 1,5 diP (ribulôzơ – 1,5 diphotphat).

II. C4. Thực vật

1. Người đại diện

Trong đó có một số cây sống ở vùng nhiệt đới như mía, dền, ngô, kê, kê…

2. Chu trình quang hợp ở C4. thực vật

Pha tối bao gồm chu trình quang hợp ở thực vật C4 bao gồm: cố định CO2 tạm thời2 (chu trình C4) và cố định CO2 theo chu trình Calvin. Cả hai chu kỳ đều diễn ra trong ngày nhưng ở hai loại tế bào khác nhau trên lá.

– Giai đoạn cố định CO.2 Diễn ra tạm thời trong tế bào mô đệm

+ Chất nhận CO2 Đầu tiên là hợp chất 3C (phosphoenol pyruvic – PEP).

+ Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C (oxaloacetic acid – AOA), sau đó được chuyển thành hợp chất 4C khác là axit malic (AM) trước khi được chuyển đến tế bào mạch.

– Giai đoạn tái cố định CO2 diễn ra ở tế bào vỏ não

+ 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. Chất nhận đầu tiên2 là PEP

Chu trình C3 tương tự như C3. thực vật

– Thực vật C4 có ưu điểm hơn thực vật C3: cường độ quang hợp, CO cao hơn. điểm bù2 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 biết thực vật CAM

+ Cây chịu hạn có lá dày và tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích nhỏ hơn.

Chúng thường có một lớp biểu bì dày để bảo vệ chúng không bị khô héo dưới ánh nắng mặt trời gay gắt.

Khí khổng (khí khổng) có thể đóng và hoạt động vào ban ngày hoặc lõm vào các hốc để ngăn chặn sự thoát hơi nước.

Một số loài sẽ rụng lá vào mùa khô (không phải mùa lạnh).

Thích hợp sống ở nơi có nhiệt độ cao (trên 30 độ) và ít CO2 (sa mạc, núi đá)

Cây rất dễ bị thối rễ, thối lá nếu tưới nhiều nước và đất không thoát nước kịp thời.

Một số loài khác có thể dự trữ nước trong không bào (xương rồng, phong lan và khóm, xương rồng).

2. CẨM. cơ chế quang hợp

Thực vật CAM đóng khí khổng vào ban ngày để tiết kiệm nước bằng cách ngăn chặn sự thoát hơi nước. Các khí khổng sẽ mở ra vào những đêm lạnh hơn và ẩm ướt hơn, cho phép chúng hấp thụ CO2 để sử dụng cho quá trình cố định carbon (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 khiến chúng có khả năng chịu đựng tốt. Chịu được điều kiện cực kỳ khô.

– Pha tối ở thực vật CAM giống pha tối ở thực vật C4, có sự khác biệt về thời gian:

Ở thực vật C4, cả hai chu kỳ của pha tối đều diễn ra vào ban ngày.

Ở thực vật CAM, chu kỳ cố định CO đầu tiên xảy ra tạm thời vào ban đêm khi khí khổng mở và chu trình Calvin cố định CO xảy ra vào ban ngày khi khí khổng đóng.

Quá trình tổng hợp hữu cơ của thực vật CAM được bắt đầu khi hợp chất 3 carbon 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 carbon này và các hợp chất hữu cơ đơn giản khác trong không bào của chúng. Muối malate dễ dàng bị phân hủy thành pyruvate và CO.2, sau đó pyruvate được Phosphoryl hóa để tái tạo Phosphoenolpyruvate (PEP). Trong ánh sáng ban ngày, axit malic được loại bỏ khỏi không bào và phân cắt để tạo thành CO.2 để 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 bay hơi của nước trong quá trình trao đổi khí.

Thực vật 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 loại cây phát triển chậm so với các loại cây khác. Ngoài ra, cây CAM còn 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 carbon.

Đăng bởi: Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Chuyên mục: Sinh 11, Sinh 11

Bạn có nghĩ rằng bài viết So sánh thực vật C3, C4 và CAM giải quyết được vấn đề của bạn không?, nếu không, xin vui lòng bình luận thêm về nó. So sánh C3, C4 và CAM . thực vật bên dưới để https://vietabinhdinh.edu.vn/ chỉnh sửa & hoàn thiện nội dung tốt hơn phục vụ bạn đọc! Cảm ơn bạn đã ghé thăm website của trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Nhớ để nguồn bài viết này: So sánh thực vật C3, C4 và CAM của website vietabinhdinh.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục