Vì sao hô hấp sáng chỉ xảy ra ở thực vật C3

Vì sao hô hấp ở pha sáng chỉ có ở thực vật C3? Hãy cùng tìm hiểu lời giải chi tiết qua bài viết sau đây nhé!

Lời giải chi tiết:

Thực vật C4 và CAM không có hiện tượng hô hấp sáng vì: khi hàm lượng CO2 cạn kiệt thì chất nhận CO2 đầu tiên là PEP (photphoenolpiruvat) chứ không là ribulozo-1,5-điphotphat để tạo sản phẩm đầu tiên ca pha tối là AOA (axit oxaloaxetic), chất này sẽ cung cấp CO2 cho chu trình Canvin.
- HH sáng là quá trình hô hấp diễn ra ở ngoài sáng (O2 gấp khoảng 10 lần CO2) đồng thời với quang hợp thường thể hiện ở nhóm TV C3.
- Cơ chế của hô hấp sáng:
+ Tại Lục lạp: Rib-1,5-điP --> glicolat (2Cacbon)
+ Tại peroxixom: Glicolat --> axit amin glixin
+ Tại ti thể: glixin --> axit amin xêrin + NH3 + CO2
- HH sáng làm giảm năng suất cây trồng vì gây lãng phí sản phẩm của quang hợp (do Rib-1,5-điP và APG bị ôxi hóa tạo thành glicolat và gilcolat được chuyển đến ti thể rồi bị phân giải thành CO2)
CO2 sinh ra

Khái niệm hô hấp sáng và hô hấp sáng ở thực vật c3

Khái niệm hô hấp sáng là gì?

Hô hấp ở thực vật là quá trình các tế bào sống chuyển đổi năng lượng, lúc đó, các cacbohidrat sẽ bị biến đổi thành CO2 và nước và giải phóng ra năng lượng.

Trên cơ sở đó, có thể hiểu, hô hấp sáng là quá trình hô hấp được diễn ra ngoài sáng, hay quá trình hô hấp diễn ra dưới điều kiện có ánh sáng. Vì thế, người ta còn biết đến quá trình này với tên gọi là quang hô hấp.

Hô hấp sáng ở thực vật c3 là gì?

Quá trình hô hấp sáng trong thực vật c3 sẽ được diễn ra ở điều kiện ánh sáng mạnh, khi lá cây thiếu CO2 và dư thừa O2. Đây là quá trình kết hợp giữa oxi và axit glycolic để tạo ra axit glyoxylic. Sau đó, axit glyoxylic sẽ tiếp tục biến đổi thành glyxin, rồi thành Serin và cuối cùng tạo ra CO2 bổ sung cho lá cây.

Tuy nhiên, chỉ có thực vật c3 mới có khả năng hô hấp sáng. Vậy tại sao hô hấp sáng lại chỉ diễn ra ở thực vật c3? Có thể hiểu đơn giản, quá trình hô hấp sáng là việc bổ sung CO2 còn thiếu ở thực vật, vì thế nó chỉ diễn ra ở những loài thực vật có điểm bù CO2 cao như C3, còn với những loài có điểm bù CO2 thấp thì quá trình này sẽ không xảy ra.

Cơ chế hô hấp sáng ở thực vật c3

Khác với quá trình hô hấp thông thường ở thực vật, hô hấp sáng xảy ra ở thực vật không tạo ra ATP nhưng lại tạo ra các axit amin, tiêu biểu là Serin và Glyxin. Do vậy, hô hấp sáng xảy ra qua 3 bào quan lần lượt là lục lạp, perôxinôm và ti thể.

Tại lục lạp

Quá trình quang hô hấp ở lục lạp có thể tóm tắt như sau: CO2 có nồng độ cao sẽ tạo thành 2 APG và thực hiện quá trình quang hợp. Bên cạnh đó, O2 có nồng độ cao sẽ tạo ra 1 APG và 1AG. Từ đó thực hiện quá trình quang hợp và hô hấp.

Tại Perôxixôm

Tại đây, các axit glycolic sẽ kết hợp với O2 để tạo ra axit glyoxylic, đồng thời cũng tạo thành H2O2. Sau đó, các phân tử H2O2 sẽ được phân hủy bởi catalase để tạo thành nước và oxi.

Tương tự, các axit glyoxylic sẽ chuyển thành glyxin thông qua một phản ứng gọi là chuyển vị amin. Cuối cùng, các glyxin sẽ được chuyển vào ti thể để thực hiện giai đoạn cuối cùng của quá trình hô hấp sang.

Tại ti thể

Ở ti thể, các glyxin sẽ chuyển thành serin nhờ xúc tác của các enzym kép. Cuối cùng, serin được biến đổi thành axit glyoxylic và chuyển sang lục lạp, kết thúc quá trình hô hấp sáng trong thực vật c3.

Hô hấp sáng có lợi hay có hại?

Quá trình hô hấp sáng ở thực vật C3 có lợi hay có hại? Đây vẫn là câu hỏi khiến nhiều người thắc mắc. Có nhiều ý kiến cho rằng, hô hấp sáng có hại vì quá trình này không tạo ra năng lượng, nhưng lại tiêu tốn tới 30 – 50% sản phẩm của quá trình quang hợp. Tuy nhiên lại có một vài nghiên cứu cho rằng hô hấp sáng có một số vai trò tích cực của thực vật. Hãy cùng tìm hiểu vai trò và hậu quả của quá trình này nhé.

Hậu quả của hô hấp sáng là gì?

Như đã phân tích ở trên, hô hấp sáng không tạo ra năng lượng nhưng lại làm tiêu tốn quá nhiều sản phẩm của quá trình quang hợp, tạo ra những ảnh hưởng không tốt cho cây. Bên cạnh đó, quá trình này còn tạo ra một sản phẩm phụ, đó là amoniac – một chất độc hại đối với môi trường.

Quá trình quang hô hấp cũng sẽ làm hao hụt cacbon và nitơ, vì vậy có thể dẫn tới việc làm giảm hiệu suất quang hợp của cây, khiến lá cây trở nên úa và héo. Đồng thời, tốc độ tăng trưởng của cây cũng bị giảm đi đáng kể.

Vai trò của hô hấp sáng là gì?

Tuy nhiên, bên cạnh nghiên cứu về hậu quả của hô hấp sáng, vẫn có một số ý kiến cho rằng hô hấp sáng không hoàn toàn có hại. Các nhà khoa học đã thí nghiệm và triệt tiêu quá trình hô hấp sáng trong thực vật c3, kết quả cho thấy, cây được thí nghiệm đó đã không phát triển hoàn toàn tốt. Và bằng chứng là gây ra hoạt động biến dạng gen quy định hô hấp của chúng.

Đặc biệt, quá trình hô hấp sáng đã tạo ra một lượng lớn H2O2 cho quá trình quang hợp. Đồng thời ảnh hưởng tới quá trình truyền tín hiệu của tế bào và giúp tế bào sinh trưởng và thích ứng với môi trường tốt hơn. Đây cũng là quá trình giúp làm tăng hàm lượng nitrat trong đất.