QUANG HỢP Ở THỰC VẬT

C4

TỔ 1 – K49 SINH

MỤC LỤC1. QUANG HÔ HẤP2. GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4

a. Quá trình tìm ra quang hợp ở thực vật C4b. Đặc điểm của thực vật C4

3. QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4a. Pha sángb. Pha tối

4. Ý NGHĨA CỦA SỰ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4

5. SO SÁNH THỰC VẬT C3, C4 VÀ CAM

Quang hô hấp Một “vết sẹo” trong tiến hoá

• Định nghĩa: Là quá trình hô hấp ở lục lạp dưới tác động ánh sáng và nồng độ CO2 trong môi trường

• Cơ chế hoạt động+ Trong điều kiện thời tiết khô nóng, hạn hán,

thực vật sẽ đóng khí khổng để tránh mất nước -> làm hạn chế CO2 đi vào -> ức chế pha tối nhưng pha sáng vẫn xảy ra và sản sinh O2

+ Trong điều kiện nhiều O2, ít CO2

Quang hô hấp Một “vết sẹo” trong tiến hoá

Rubisco biến tính, thay vì thục hiện chu trình Calvin bình thường, nó oxy hóa RiDP thành APG và AG.Hai chất này sẽ trải quarất nhiều quá trình phức tạp và tiêu tốn năng lượng để trở về RiDP, nhưng nó còn tiêu tốn O2 để sản sinh CO2 và không tạo ATP

Quang hô hấp Một “vết sẹo” trong tiến hoá

• Hậu quả + Làm lãng phí 50% lượng sản phẩm của

quang hợp + Giảm quang hợp 20 – 30% ( do phân hủy

nguyên liệu RiDP của quang hợp) + Cạnh tranh ánh sáng với quang hợp + Sản sinh chất độc H2O2

-> Để khắc phục tình trạng này, thực vật C4 và CAM đã tiến hóa để chống lại quang hô hấp

GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4a. Quá trình tìm ra quang hợp ở thực vật C4• Năm 1943, Cacvanho nghiên cứu lục lạp của mía

thấy nó không đồng đều như nhiều cây khác• Năm 1963, Tacchepski và Cacpilop cũng tìm thấy

sản phẩm của pha tối quang hợp của mía khác với nhiều cây khác.

• Năm 1966, Hatch và Slack tiếp tục nghiên cứu và xác định được quá trình quang hợp ở các cây một lá mầm khác với chu trình C3 -> tìm ra chu trình C4 (chu trình Hatch-Slack)

GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4

Hugo P.Kortschak M.D.(Hal) Hatch

CHÂN DUNG CÁC NHÀ KHOA HỌC ĐÃ TÌM RA CHU TRÌNH C4

GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4

MÍA NGÔ CAO LƯƠNG

b. Đặc điểm của thực vật C4• Thường sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới: Ngô, mía, cỏ lồng vực, cỏ gấu, rau dền,…

GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4• Đặc điểm hình thái: Gồm 2 loại tế bào: tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch

+ Tế bào mô giậu: nằm ngay sát dưới lớp biểu bì, lục lạp có các hạt grana rất phát triển, cóthể nhận trực tiếp CO2 từ khí khổng nhưng sản phẩm quang hợp khó đưa đến bó mạch dẫn để vận chuyển đi nuôi các bộ phận của cây.

GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4+ Tế bào bao bó mạch: nằm

giữa lá, có kích thước lớn hơn.Lục lạp có các hạt grana kém phát triển, chủ yếu là stroma, khó tiếp cận CO2 nhưng sản phẩm tạo ra dễ vận chuyển vào hệ mạch dẫn.

GIỚI THIỆU VỀ THỰC VẬT C4

So sánh tế bào thực vật C3 và thực vật C4

QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4 PHA SÁNG

• Diễn ra chủ yếu ở tế bào mô giậu• Gồm 2 quá trình chủ yếu:

+ Quang lí và quang hóa: giống pha sáng của C3, chuyển quang năng của mặt trời thành năng lượng dự trữ trong ATP và NADH+H+ + Cố định CO2 vào PEP và biến đổi thành malate để có thể vận chuyển vào tế bào bao bó mạch thực hiện pha tối

QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4 PHA SÁNG

• Quá trình cố định CO2 diễn ra như sau+ CO2 được khuyếch tán qua khí khổng vào

các tế bào mô giậu+ Tại đây, CO2 được PEP carboxylase (1 hợp

chất có ái lực cao gấp trăm lần so với rubisco) gắn vào PEP tạo thành OAA

+ OAA lại một lần nữa được chuyển thành malaet - một hợp chất có thể dễ dàng được vận chuyển qua màng hoặc kênh protein

QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4 PHA SÁNG

+ Malate, ATP và NADPH+H+ sẽ chuyển sang lục lạp của tế bào bao bó mạch để chuẩn bị cho pha tối quang hợp• Kết quả

+ Tạo ra ATP, NADPH+H++ Giải phóng O2 ra ngoài khí quyển + CO2 được cố định trong malate cho pha

tối quang hợp

QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4 PHA TỐI

• Diễn ra ở tế bào bao bó mạch• Diễn biến:

+ Malate và các sản phẩm của pha sáng quang hợp sẽ được đưa vào lục lạp của tế bào bao bó mạch để thực hiện pha tối

+ Tại đây, malate được phân giải thành CO2 và Pyruvate

+ CO2 tham gia vào chu trình Calvin tạo C6H12O6

QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4 PHA TỐI

+ Pyruvate được chuyển về lục lạp của tế bào mô giậu, tái sinh thành PEP để tiếp tục thực hiện pha sáng• Kết quả:

+ Sản phẩm C6H12O6

+ Tái tạo malate thành PEP tiếp tục quay lại pha sáng

Ý NGHĨA CỦA SỰ QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C4

• O2 được sản sinh ở tế bào mô giậu nhưng rubisco có mặt ở tế bào bao bó mạch sẽ giúp nồng độ O2 quanh rubisco luôn thấp -> ngăn chặn sự xảy ra quá trình quang hô hấp -> giảm việc tiêu tốn năng lượng

• Là một bước tiến hóa giúp thực vật thích nghi với môi trường tốt hơn

SO SÁNH THỰC VẬT C3, C4 VÀ CAM

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG

NGHE