Các tế bào quang hợp của lá và sự phân bố lục lạp ở Thực vật C3 , C4 và CAM

0 bình luận về “Các tế bào quang hợp của lá và sự phân bố lục lạp ở Thực vật C3 , C4 và CAM”

1. Đáp án:I. THỰC VẬT C3

   1. Khái quát về quang họp ở thực vật C3

   Đặc điểm so sánhPha sángPha tốiNơi thực hiện- Trên màng tilacoit- Chất nền StromaNguyên liệu- Nước, ADP, NADP+- CO₂, ATP, NADPHSản phẩm- ATP, NADPH, O₂– ADP, NADP+, C₆H₁₂O₆ và các chất hữu cơ trung gian khác

   2. Các pha của quang hợp ở thực vật C3

   a. Pha sáng

   – Khái niệm: 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 ở tilacoit khi có chiếu sáng.

   – Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước:

   • PT: 
   • Sản phẩm:
     • Oxi: O₂ được giải phóng là oxi của nước.
     • ATP: Năng lượng ATP được giải phóng đồng thời bù lại điện tử electron cho diệp lục a
     • NADPH: Các proton H+ đến khử NADP+ thành NADPH
   • ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

   b. Pha tối

   – Diễn ra trong chất nền (stroma) của lục lạp.

   – Cần CO₂ và sản phẩm của pha sáng là ATP và NADPH.

   – Pha tối ở thực vật C3 chỉ có chu trình Canvin:

   – Thực vật C3 phân bố mọi nơi trên trái đất (gồm các loài rêu đến cây gỗ trong rừng).

   – Chu trình Canvin gồm 3 giai đoạn:

   * 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 ổn định của chu trình là hợp chất 3C (Axit photphoglyxeric APG)
   • Enzim xúc tác cho phản ứng là RiDP- cacboxylaza

   * Giai đoạn khử APG(axit phosphoglixeric) thành AlPG (aldehit phosphoglixeric):

   • 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, axit amin…

   * Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là Rib – 1,5 diP (ribulozo- 1,5 diphosphat):

   • Phần lớn AlPG qua nhiều phản ứng cần cung cấp ATP tái tạo nên RiDP để khép kín chu trình

   – Sản phẩm: Cacbohidrat.

   II. THỰC VẬT C4

   1. 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.

   2. 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.

   III. THỰC VẬT CAM

   1. Các đối tượng thực vật CAM

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

   2. 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. 

    

   Giải thích các bước giải:

    Lý thuyết 

   Trả lời

2. Đáp án:

    

   Giải thích các bước giải:

   . Khái quát về quang họp ở thực vật C3

   Đặc điểm so sánhPha sángPha tốiNơi thực hiện- Trên màng tilacoit- Chất nền StromaNguyên liệu- Nước, ADP, NADP+- CO₂, ATP, NADPHSản phẩm- ATP, NADPH, O₂– ADP, NADP+, C₆H₁₂O₆ và các chất hữu cơ trung gian khác

   2. Các pha của quang hợp ở thực vật C3

   a. Pha sáng

   – Khái niệm: 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 ở tilacoit khi có chiếu sáng.

   – Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước:

   • PT: 
   • Sản phẩm:
     • Oxi: O₂ được giải phóng là oxi của nước.
     • ATP: Năng lượng ATP được giải phóng đồng thời bù lại điện tử electron cho diệp lục a
     • NADPH: Các proton H+ đến khử NADP+ thành NADPH
   • ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

   b. Pha tối

   – Diễn ra trong chất nền (stroma) của lục lạp.

   – Cần CO₂ và sản phẩm của pha sáng là ATP và NADPH.

   – Pha tối ở thực vật C3 chỉ có chu trình Canvin:

   – Thực vật C3 phân bố mọi nơi trên trái đất (gồm các loài rêu đến cây gỗ trong rừng).

   – Chu trình Canvin gồm 3 giai đoạn:

   * 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 ổn định của chu trình là hợp chất 3C (Axit photphoglyxeric APG)
   • Enzim xúc tác cho phản ứng là RiDP- cacboxylaza

   * Giai đoạn khử APG(axit phosphoglixeric) thành AlPG (aldehit phosphoglixeric):

   • 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, axit amin…

   * Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là Rib – 1,5 diP (ribulozo- 1,5 diphosphat):

   • Phần lớn AlPG qua nhiều phản ứng cần cung cấp ATP tái tạo nên RiDP để khép kín chu trình

   – Sản phẩm: Cacbohidrat.

   II. THỰC VẬT C4

   1. 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.

   2. 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.

   III. THỰC VẬT CAM

   1. Các đối tượng thực vật CAM

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

   2. 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. 

   Trả lời