Sản phẩm đầu tiên khi cố định CO2 ở thực vật C4 là một chất hữu cơ có

Sản phẩm đầu tiên khi cố định CO2 ở thực vật C4 là một chất hữu cơ có

Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hóa năng lượng của ánh sáng:

Pha sáng diễn ra trong lục lạp tại

Về bản chất, pha sáng của quang hợp là

Diễn biến nào dưới đây không có trong pha sáng của quá trình quang hợp ?

Sản phẩm của pha sáng gồm:

Phát biểu nào sau đây sai khi nói về pha sáng của quá trình quang hợp?

Trong lục lạp, pha tối diễn ra ở

Trật tự đúng các giai đoạn trong chu trình Canvin là:

Trong pha tối của thực vật C3, chất nhận CO2 đầu tiên là chất nào sau đây

Sản phẩm quang hợp đầu tiên của chu trình Canvin là

Chất được tách ra khỏi chu trình Canvin để khởi đầu cho tổng hợp glucozơ là

Nhóm thực vật C3 được phân bố

Những cây thuộc nhóm thực vật C3 là

Nhóm thực vật C4 gồm các cây

Ở thực vật C4, giai đoạn đầu cố định CO2

Sản phẩm quang hợp đầu tiên của con đường C4 là

Thực vật C4 ưu việt hơn thực vật C3 ở những điểm nào?

Những cây thuộc nhóm thực vật CAM là

Ở thực vật CAM, khí khổng

Do nguyên nhân nào nhóm thực vật CAM phải cố định CO2 vào ban đêm?

Điểm giống nhau giữa thực vật CAM với thực vật C3 khi cố định CO2?

Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM giống nhau ở

Oxi thải ra trong quá trình quang hợp có nguồn gốc từ đâu?

Trong quang hợp, các nguyên tử oxi của CO2 cuối cùng sẽ có mặt ở

Ở thực vật C3, sản phẩm đầu tiên được tạo ra sau khi cố định CO2 là

Khi nói về quang hợp ở thực vật, phát biểu nào sau đây đúng?

Lời giải chi tiết

Quá trình cố định CO2 ở thực vật C4: Diễn ra tại 2 loại tế bào là tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch

Tại tế bào mô giậu diễn ra giai đoạn cố dịnh CO2 đầu tiên

+ Chất nhận CO2 đầu tiên là 1 hợp chất 3C (phosphoenl piruvic - PEP)

+ Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C ( axit oxaloaxetic -AOA), sau đó AOA chuyển hóa thành 1 hợp chất 4C khác là axit malic (AM) trước khi chuyển vào tế bào bao bó mạch

Quá trình quang hợp được chia thành 2 pha: pha sáng và pha tối. Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM chỉ khác nhau ở pha tối.

I. Thực vật C3

Thực vật C3 gồm các loài rêu đến các cây gỗ lớn phân bố rộng khắp mọi nơi trên Trái Đất.1. Pha sáng - Pha sáng là 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 lục lạp tại tilacoit.- Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước -> Giải phóng oxi, bù lại electron cho diệp lục a, các proton H+ đến khử NADP+ thành NADPH:- ATP và NADPH của pha sáng được sử dungjtrong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ 2. Pha tối - Pha tối ( pha cố định CO2) diễn ra trong chất nền của lục lạp.

- Chu trình Canvin gồm 3 giai đoạn:

a) Giai đoạn cố định CO2+ Chất nhận CO2 đầu tiên và duy nhất là hợp chất 5C ( Ribulozo-1,5-điphotphat ( RiDP))+ Sản phẩm đầu tiên là hợp chất 3C ( Axit photphoglyxeric - APG)b) Giai đoạn khử+ APG ( axit phosphoglixeric) -> AlPG ( aldehit phosphoglixeric), ATP, NADPH+ Một phần AlPG tách ra khỏi chu trình và kết hợp với 1 phân tử triozo khác để hình thành C6H12O6 từ đó hình thành tinh bột, axitamin...c) Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu Rib- 1,5 diphosphat)

+ Phần lớn AlPG qua nhiều phản ứng cần ATP -> tái tạo nên RiDP để khép kín chu trình. 

II. Thực vật C4

Gồm một số loài ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, ngô, cao lương,... sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ, ánh sáng cao
- Chu trình quang hợp ở thực vật C4:

+ Diễn ra tại 2 loại tế bào là tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch- Tại tế bào mô giậu diễn ra giai đoạn cố định CO2 đầu tiên+ Chất nhận CO2 đầu tiên là 1 hợp chất 3C (phosphoenl piruvic - PEP)+ Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C (axit oxaloaxetic - AOA), sau đó AOA chuyển hóa thành 1 hợp chất 4C khác là axit malic ( AM) trước khi chuyển vào tế bào bao bó mạch.- Tại tế bào bao bó mạch diễn ra giai đoạn cố định CO2 lần 2+ AM bị phân hủy để giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Canvin hợp chất 3C là axit piruvic+ Axit piruvic quay lại tế bào mô giậu để tái tạo lại chất nhạn CO2 đầu tiên là PEP.+ Chu trình Canvin diễn ra như ơ thực vật C3- Thực vật C4 ưu việt hơn thực vật C3:

+ Cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2 thấp hơn, điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn.Do đó thực vật C4 có năng suất cao hơn thực vật C3

III. Thực vật CAM

- Gồm những loài mọng nước, sống ở vùng hoang mạc khô hạn: xương rồng, dứa, thanh long..- Chu trình quang hợp ở thực vật CAM:+ Để tránh mất nước, khí khổng của các loài này đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm, cố định CO2 theo con đường CAM.- Vào ban đêm, nhiệt độ môi trường xuống thấp, tế bào khí khổng mở ra, CO2 khuếch tán qua lá.+ Chất nhận CO2 đầu tiên là PEP và sản phẩm ổn định đầu tiên là AOA.+ AOA chuyển hóa thành AM vận chuyển vào các tế bào dự trữ- Ban ngày, khi tế bào khí khổng đóng lại:+ AM bị phân hủy giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Canvin và axit piruvic tái sinh chất nhận ban đầu PEP

- Chu trình CAM gần giống với chu trình C4, điểm khác biệt là về thời gian: cả 2 giai đoạn của chu trình C4 đều diễn ra ban ngày, còn chu trình CAM thì phân chia thực hiện vào ban đêm và ban ngày. 

Bài 7 trang 13 Sách bài tập ( SBT) Sinh 11: Dựa vào sơ đồ dưới đây để giải thích chu trình cố định CO2 ở thực vật C4

Dựa vào sơ đồ dưới đây để giải thích chu trình cố định CO2 ở thực vật C4

Nhóm thực vật \(C_4\) bao gồm một số thực vật ở vùng nhiệt đới như : ngô, mía, cỏ lồng vực, cỏ gấu… Chúng sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài : ánh sáng cao, nhiệt độ cao, nồng độ \(CO_2\)giảm, nồng độ \(O_2\) tăng. Chất nhận \(CO_2\) là PEP (photphoenol piruvic – hợp chất 3C) xảy ra trong lục lạp của tế bào mô giậu.

 

Quảng cáo

 

Sản phẩm quang hợp đầu tiên là một chất hữu cơ có 4 C trong phân tử (axit ôxalô axêtic – AOA). Sau đó AOA biến đổi thành AM (hợp chất có 4 C – ví dụ axit malic hoặc axit aspactic tuỳ theo cây). Các AM di chuyển vào lục lạp của tế bào bao bó mạch và lập tức bị phân huỷ để giải phóng \(CO_2\) cung cấp cho chu trình Canvin và hình thành nên axit piruvic (\(C_3\)) quay trở lại lục lạp của tế bào mô giậu, biến đổi thành PEP nhờ năng lượng ATP.

Lưu ý : Thực vật C4 có 2 enzim cố định \(CO_2\) là PEP- cacboxilaza (hoạt tính rất mạnh – vì vậy có thể cố định \(CO_2\) ở nồng độ cực kì thấp) và RDP – cacboxilaza.

– Nhóm C3: Thích hợp với điều kiện khí hậu bình thường như vùng ôn đới. Quá trình cố định CO2 xảy ra ở tế bào mô giậu.

– Nhóm C4: Thích hợp với điệu kiện môi trường nóng, ẩm. Quá trình cố định CO2 xảy ra ở cả tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch.

– Nhóm CAM: thích hợp với điều kiện môi trường khô, hạn vùng sa mạc. Quá trình cố định CO2 xảy ra vào ban đêm ở lục lạp tế bào mô giậu.

2, Chu trình cố định CO2 của nhóm thực vật C4, CO2

a, Thực vật C4

*Các đối tượng thực vật C4  

- Gồm 1 số loài sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, ngô, cao lương …

- Thực vật C4 sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ, ánh sáng cao => tiến hành quang hợp theo chu trình C4.

* Chu trình quang hợp ở thực vật C4

- Diễn ra tại 2 loại tế bào là tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch

- Tại tế bào mô giậu diễn ra giai đoạn cố dịnh CO2 đầu tiên

• Chất nhận CO2 đầu tiên là 1 hợp chất 3C (phosphoenl piruvic - PEP)
• Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C (axit oxaloaxetic - AOA), sau đó AOA chuyển hóa thành 1 hợp chất 4C khác là axit malic (AM) trước khi chuyển vào tế bào bao bó mạch.

- Tại tế bào bao bó mạch diễn ra giai đoạn cố định CO2 lần 2

• AM bị phân hủy để giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Canvin và hình thành nên hợp chất 3C là axit piruvic
• Axit piruvic quay lại tế bào mô giậu để tái tạo lại chất nhận CO2 đầu tiên là PEP
• Chu trình C3 diễn ra như ở thực vật C3

- Thực vật C4 ưu việt hơn thực vật C3:

• Cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2 thấp hơn, điểm bảo hòa ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp → thực vật C4 có năng suất cao hơn thực vật C3
• Chu trình C4 gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu theo chu trình C4 diễn ra ở lục lạp của tế bào nhu mô lá, giai đoạn 2 theo chu trình Canvin diễn ra trong lục lạp của tế bào bao bó mạch.

b, Thực vật CAM

* Các đối tượng thực vật CAM

- Gồm những loài mọng nước, sống ở vùng hoang mạc khô hạn như: xương rồng, dứa, thanh long …

* Chu trình quang hợp ở thực vật CAM

- Để tránh mất nước, khí khổng các loài này đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm => cố định CO2 theo con đường CAM.

- Vào ban đêm, nhiệt độ môi trường xuống thấp, tế bào khí khổng mở ra, CO2 khuếch tán qua lá vào

• Chất nhận CO2 đầu tiên là PEP và sản phẩm ổn định đầu tiên là AOA.
• AOA chuyển hóa thành AM vận chuyển vào các tế bào dự trữ.

- Ban ngày, khi tế bào khí khổng đóng lại:

• AM bị phân hủy giải phóng CO2 cung cấp cho chu trình Canvin và axit piruvic tái sinh chất nhận ban đầu PEP.

- Chu trình CAM gần giống với chu trình C4, điểm khác biệt là về thời gian: cả 2 giai đoạn của chu trình C4 đều diễn ra ban ngày; còn chu trình CAM thì giai đoạn đầu cố định CO2 được thực hiện vào ban đêm khi khí khổng mở và còn giai đoạn tái cố định CO2 theo chu trình Canvin thực hiện vào ban ngày khi khí khổng đóng. 

3. giải thích sự xuất hiện các con đường cố định CO2 ở thực vật C4 và CAM

Sự xuất hiện các con đường cố định CO2 ở thực vật C4 và CAM chính là một trong những đặc điểm thích nghi với điều kiện môi trường sống, từ đó có thể giúp chúng tồn tại và phát triển, nếu không chúng sẽ bị đào thải theo quy luật của tự nhiên (thuyết Tiến hóa của Đác uyn). Sự thích nghi đó có thể được giải thích như sau :

- Ở nhóm Thực vật C4 bao gồm 1 số thực vật ở vùng nhiệt đới như: ngô, mía, cỏ lồng vực, cỏ gấu.... Chúng sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài: ánh sáng cao, nhiêt độ cao, nồng độ CO2 giảm, nồng độ O2 tăng. Chính vì thế để đảm bảo luôn có đủ lượng CO2 cần thiết nên thực vật C4 cố định CO2 theo chu trình Hatch - Slack. Trong chu trình này, sản phẩm được tạo ra đầu tiên là axit oxaloaxetic, axit malic và axit aspartic. Các chất này đều chuyển hóa thành axit malic. Axit malic sẽ được đưa vào tế bào bao bó mạch để dự trữ. Khi nào cần cố định CO2, axit malic sẽ được vận chuyển tới lục lạp và tại đây axit malic bị decacboxyl hóa, CO2 được giải phóng và đi vào chu trình Calvin để tạo ra chất hữu cơ. Có thể nói axit malic chính là nguồn dự trữ CO2 lý tưởng cho những cây sống ở nơi có nồng độ CO2 thấp.

- Ở nhóm Thực vật CAM gồm các thực vật sống ở vùng sa mạc trong điều kiện khô hạn kéo dài như : dứa, xương rồng, thuốc bỏng , các cây mọng nước ở sa mạc.. Vì lấy được nước rất ít nên nhóm thực vật này phải tiết kiệm nước đến mức tối đa bằng cách đóng khí khổng vào ban ngày và như vậy quá trình tiếp nhận CO2 phải được diễn ra vào ban đêm khi khí khổng mở. CO2 sau khi được tiếp nhận sẽ đi vào chu trình Hatch - Slack như ở TV C4. Bằng cách đó không bào rất lớn của các tế bào thịt lá không phải chỉ để dự trữ nước mà nó còn chứa 1 lượng đáng kể cacbon cho hoạt động quang hợp trong 1 thời gian dài không phụ thuộc vào việc trao đổi khí CO2. Đối với những cây mộng nước sống ở những nơi khô hạn, sự phân chia thời gian cố định CO2 vào buổi tối và khử CO2 vào sáng hôm sau là 1 đạc điểm thích nghi về mặt sinh thái nhờ đó đảm bảo đủ lượng CO2 ngay cả khi thiếu nước hoắc khí khổng đóng vào ban ngày.Từ những đặc điểm thích nghi như trên ta có thể thấy rằng việc xuất hiện các con đường cố định CO2 ở TV C4 và CAM giúp cho chúng có thể tồn tại một cách bền vững trong điều kiện môi trường khắc nghiệt và luôn luôn thay đổi