Sinh 11 - Bài 9 QUANG HỢP Ở THỰC VẬT C3, C4 và CAM

A. Lí Thuyết

I. THỰC VẬT C₃.

1. Pha sáng

- Diễn ra ở tilacoit.

- Nguyên liệu : nước, ánh sáng.

- Trong pha sáng diễn ra quá trình quang phân li nước.

          Ánh sáng

2H₂O  → 4H⁺ + 4e^- + O₂

        Diệp lục

- Sản phẩm: ATP, NADPH và O₂.

* Kết luận: Pha sáng là pha chuyển hóa năng lượng của ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.

2. Pha tối.

- Diễn ra ở chất nền của lục lạp(strôma).

- Cần CO₂ và sản phẩm của pha sáng ATP và NADPH.

- Pha tối được thực hiện qua chu trình Calvin. 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 là hợp chất 3C (Axit photphoglyxeric - APG)

* 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, axit amin …

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

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

- Sản phẩm : Cacbohidrat

II. THỰC VẬT C₄ :

- Gồm một số loài thực vật sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, rau dền, ngô, cao lương, kê…

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 diến 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 nhận CO₂ đầu tiên là PEP.

+ Chu trình Canvin diễn ra như ở thực vật C₃

- Pha tối gồm chu trình cố định CO₂ tạm thời (chu trình C₄)và tái cố định CO₂ theo chu trình Calvin. Cả 2 chu trình này đều diễn ra vào ban ngày và ở 2 nơi khác nhau trên lá( Hình 9.3).

- Thực vật C₄ có các 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 hơn, thoát hơi nước thấp hơn.

III. THỰC VẬT CAM:

- Gồm những loài mọng nước sống ở các sa mạc, hoang mạc và các loài cây trồng như 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 và 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

- Pha tối gồm :Chu trình C₄ (cố định CO₂) diễn ra vào ban đêm lúc khí khổng mở và giai đoạn tái cố định CO₂ theo chu trình Calvin diễn ra vào ban ngày. Cả 2 chu trình diễn ra ở một loại mô.

VIDEO BÀI GIẢNG  

B. TRẢ LỜI CÂU HỎI SGK

Bài 1. Nêu khái niệm và điều kiện cần có của pha sáng trong quang hợp.

Trả lởi:

Pha ánh sáng của quang hợp là pha chuyển hoá 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 chỉ xảy ra ở tilacôit khi có ánh sáng chiếu vào diệp lục

Bài 2. Ôxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?

Trả lời:

Ôxi trong quang hợp có nguồn gốc từ nước.

Bài 3. Sản phẩm của pha sáng là gì?

Trả lời:

Sản phẩm của pha sáng là: ATP, NADPH, O2-

Bài 4. Những hợp chất nào mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa CO2 thành cacbohiđrat?

Trả lời:

Những hợp chất mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa C0₂ thành cacbohiđrat là: ATP và NADPH.

Bài 5. Quan sát các hình 9.2. 9.3 và 9.4, nêu sự giống nhau và khác nhau giữa các chu trình C3,C4 và chu trình CAM.

Trả lời:

*      Giống: Cả hai chu trình đều có chu trình Canvin tạo ra PGA rồi từ đó hình thành nên các hợp chất cacbonhiđrat, axit amin, prôtêin, lipit..

*      Khác:

-       Chất nhận của chu trình C₃ là ribulôzơ-l,5-điphôlphat Chất nhận của quá trình C₄ là axit phôlphoenolptruvic.

-       Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình C₃ là hợp chất 3 cacbon: APG.

Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình C₄ là các hợp chất 4 cacbon: axit ôxalôaxêtic và axit malic/aspactic.

-       Tiến trình của chu trình C₃ chỉ có một giai đoạn là chu trình Canvin xảy ra chỉ trong các tế bào nhu mô thịt lá.

Tiến trình của chu trình C₄ gồm hai giai đoạn: Giai đoạn 1 là chu trình C₄ xảy ra trong các tế bào nhu mô thịt lá và giai đoạn chu trình Canvin xảy ra trong các tế bào bao bó mạch.

 Bài 6. Pha sáng quang hợp cung cấp cho pha tối

a. C0₂ và ATP.                                                            b. Năng lượng ánh sáng,

c. Nước và CK                                                            d. ATP và NADPH.

Đáp án: d

 Bài 7. Giai đoạn quang hợp thật sự tạo nên C₆H₁₂ O₆ ở cây mía là:

a.Quang phân li nước.                                            b. Chu trình Canvin.

c. Pha sáng.                                                                 d- Pha tối.

Đáp án: d