giải thích sự xuất hiện các con đường cố định co2 ở thực vật c4 và cam

1. Các nhóm thực vật C₃,₄TRÁI CAM

– Nhóm C₃: Thích hợp với điều kiện khí hậu bình thường như đới ôn hòa. CO. quá trình cố định₂ xảy ra trong tế bào mô đệm.

Bạn đang xem: giải thích sự xuất hiện các con đường cố định co2 ở thực vật c4 và cam

– Nhóm C₄: Thích hợp với điều kiện môi trường nóng ẩm. CO. quá trình cố định₂ xảy ra ở cả tế bào mô đệm và tế bào vỏ mạch.

– Nhóm CAM: thích hợp với điều kiện khô hạn ở hoang mạc. CO. quá trình cố định₂ xảy ra vào ban đêm trong lục lạp của tế bào trung mô.

2, CO. chu kỳ cố định₂ thuộc nhóm thực vật C₄CO₂

a, Thực vật₄

* Đối tượng thực vật gốc₄

– Gồm một số loài sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như mía, ngô, cao lương …

– Thực vật₄ sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ và ánh sáng cao => tiến hành quang hợp theo các C. đi xe đạp₄.

* Chu trình quang hợp ở C. thực vật₄

Xảy ra ở hai loại tế bào là tế bào mô đệm và tế bào vỏ mạch.

– Trong tế bào mô đệm, CO. cố định diễn ra₂ Trước hết

• CO. người chấp nhận₂ Đầu tiên là hợp chất 3C (axit photphoenl pyruvic – PEP).
• Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C (axit oxaloacetic – AOA), sau đó AOA được chuyển thành hợp chất 4C khác là axit malic (AM) trước khi được chuyển đến tế bào bó mạch.

Trong tế bào vỏ mạch, khí CO. giai đoạn cố định diễn ra₂ lần 2

• AM bị phân hủy giải phóng CO₂ cung cấp cho chu trình Calvin và tạo thành một hợp chất 3C gọi là axit pyruvic
• Axit pyruvic quay trở lại tế bào mô đệm để tái tạo CO. người chấp nhận₂ đầu tiên là PEP
• Chu kỳ C₃ diễn ra như ở thực vật C₃

– Thực vật₄ vượt trội so với thực vật₃:

• Cường độ quang hợp cao hơn, CO. điểm bồi thường₂ thấp hơn, điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, yêu cầu nước thấp → cây C₄ có năng suất cao hơn cây C₃
• Chu kỳ C₄ bao gồm ₂ Pha đầu tiên của chu trình C4 diễn ra trong lục lạp của tế bào nhu mô lá, và pha thứ hai của chu trình Calvin diễn ra trong lục lạp của tế bào bó mạch.

b, Thực vật CAM

* Đối tượng thực vật CAM

– Gồm các loài xương rồng, sống trên sa mạc khô cằn như xương rồng, dứa, thanh long…

* Chu trình quang hợp ở thực vật CAM

– Để tránh thất thoát 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 giảm xuống, tế bào khí khổng mở ra, khí CO₂ khuếch tán qua lá

• CO. người chấp nhận₂ đầu tiên là PEP và sản phẩm ổn định đầu tiên là AOA.
• AOA được chuyển đổi thành AM được vận chuyển vào các ô lưu trữ.

Vào ban ngày, khi khí khổng đóng:

• AM bị phân hủy giải phóng CO.₂ cung cấp chu trình Calvin và axit pyruvic tái tạo chất nhận ban đầu PEP.

– Chu trình CAM tương tự như chu trình C4, sự khác biệt về thời gian: cả hai pha của chu trình C₄ tất cả đều diễn ra trong ngày; và chu trình CAM, giai đoạn đầu tiên sửa chữa CO₂ thực hiện vào ban đêm khi khí khổng mở và có chu kỳ CO. sự cố định₂ theo chu trình Calvin thực hiện trong ngày khi khí khổng đóng.

3. giải thích sự xuất hiện của CO. con đường cố định₂ ở thực vật C₄ và CAM

Sự xuất hiện của CO. con đường cố định₂ Ở thực vật C4, CAM là một trong những đặc điểm thích nghi với điều kiện môi trường giúp chúng tồn tại và phát triển, ngược lại sẽ bị đào thải theo quy luật tự nhiên (thuyết tiến hóa). của Darwin). Sự thích ứng đó có thể được giải thích như sau:

– Thuộc nhóm Thực vật C₄ trong đó có một số loài thực vật ở vùng nhiệt đới như ngô, mía, cỏ lồng vực, cỏ gấu,… Sống lâu ngày trong điều kiện nóng ẩm: nhiều ánh sáng, nhiệt độ cao, CO. nồng độ₂ giảm đi, O. nồng độ₂ được tăng lương. Do đó, để đảm bảo rằng luôn có đủ CO₂ cần thiết để thực vật C₄ CO. sự cố định₂ theo chu trình Hatch-Slack. Trong chu trình này, các sản phẩm chính được tạo ra là axit oxaloacetic, axit malic và axit aspartic. Các chất này được chuyển hóa thành axit malic. Axit malic sẽ được đưa vào tế bào bó mạch để dự trữ. Khi cần cố định CO2, axit malic sẽ được vận chuyển đến lục lạp tại đây axit malic bị khử cacboxyl, CO₂ được giải phóng và đi vào chu trình Calvin để tạo ra chất hữu cơ. Có thể nói axit malic là nguồn cung cấp CO chủ yếu.₂ Lý tưởng cho thực vật sống ở nơi có CO. nồng độ cao₂ ngắn.

– Trong nhóm thực vật CAM có những thực vật sống ở hoang mạc trong điều kiện khô cằn lâu ngày như dứa, xương rồng, cây thuốc bỏng, cây mọng nước ở sa mạc .. Vì lấy được rất ít nước nên nhóm thực vật. Sinh vật này phải tiết kiệm nước càng nhiều càng tốt bằng cách đóng khí khổng vào ban ngày và do đó CO. hấp thu₂ phải diễn ra vào ban đêm khi khí khổng mở. CO₂ Sau khi được chấp nhận, nó sẽ đi vào chu trình Hatch – Slack như ở TV C4. Bằng cách này, các không bào rất lớn của tế bào thịt lá không chỉ dùng để chứa nước mà còn chứa một lượng cacbon đáng kể cho hoạt động quang hợp trong thời gian dài mà không phụ thuộc vào quá trình trao đổi CO.₂. Đối với các loài linh trưởng khô cằn, sự phân chia theo thời gian của CO. sự cố định₂ vào ban đêm và loại bỏ CO₂ sáng hôm sau là một địa điểm thích nghi về mặt sinh thái đảm bảo đủ CO₂ ngay cả khi thiếu nước hoặc đóng khí khổng vào ban ngày. Từ sự thích nghi trên, chúng ta có thể thấy rằng sự xuất hiện của các con đường cố định CO₂ ở TV C₄ và CAM giúp nó có thể tồn tại bền vững trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt và luôn thay đổi

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Thể loại: Lớp 11, Sinh 11