Bài giảng Sinh học Lớp 11 - Bài 9: Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và cam (Bản hay)

Bài 9: 
QUANG HỢP 
Ở CÁC NHÓM THỰC VẬT C3, C4 VÀ CAM 
Quang hợp gồm : 
 Pha sáng : giống nhau ở thực vật C 3 , C 4 , CAM. 
 Pha tối : khác nhau ở thực vật C 3 , C 4 , CAM. 
I Thực vật C 3 
1- Pha sáng : 
Là pha chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hoá học trong ATP và NADPH. 
 Diễn ra ở tilacôit , khi có chiếu sáng . 
 Diễn biến pha sáng : 
+ Dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ nước bị phân ly ( Quang phân ly nước ), diễn ra ở xoang tilacôit theo sơ đồ : 
Ánh sáng 
Diệp lục 
2H 2 O 
4H+4e - +O 2 
 Từ sơ đồ cho thấy O 2 có nguồn gốc từ H 2 O. 
+ Các electron đến bù lại các điện tử của diệp lục a đã bị mất khi diệp lục này truyền e cho các chất khác . 
+ Prôton H + khử NADP + thành NADPH 
- Sản phẩm : ATP, NADPH, O 2 
Giai đoạn cố định CO 2 
Ribulôzơ – 1,5 – đi Photphat 
APG 
RiDP 
Axit Photpho Glixêric 
AlPG 
Alđêhit Photpho Glixêric 
CO 2 
AlPG 
C 6 H 12 O 6 
Giai đoạn khử 
Giai đoạn tái sinh chất nhận 
CHU TRÌNH CANVIN (C 3 ) 
2- Pha tối : ( Pha cố định CO 2 ) 
+ Giai đoạn cố định CO 2 
+ Giai đoạn khử APG thành AlPG dưới tác dụng của ATP và NADPH của pha sáng . Cuối pha khử , 1 phần AlPG tách khỏi chu trình để tổng hợp C 6 H 12 O 6 từ đó tổng hợp tinh bột , axit amin,lipit . 
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu Ribulôzơ-1,5-điphotphat 
Chất nhận CO 2 đầu tiên : ribulôzơ-1,5-điphotphat 
Sản phẩn ổn định đầu tiên : APG 
 Diễn ra ở trong chất nền của lục lạp . 
 Diễn biến pha tối ( Chu trình Canvin ) 
- Gồm 3 giai đoạn : 
Thực vật C 3 : gồm từ các loài rêu cho đến các loài cây gỗ lớn , phân bố khắp nơi . Cố định CO 2 theo con đường C 3 ( chu trình Canvin ) 
THỰC VẬT C 3 
Tảo 
Cam 
Lúa 
Rêu 
Chanh 
II Thực vật C 4 : 
MÍA 
B ẮP 
 CAO LƯƠNG 
- Gồm một số loài Thực vật nhiệt đới và cận nhiệt đới : mía , bắp , cao lương , rau dền  thực hiện quang hợp theo chu trình C 4 : Có quá trình cố định CO 2 bổ sung trước chu trình Canvin 
RAU DỀN 
Gồm 2 giai đoạn : 
+ Giai đoạn 1: Chu trình C 4 xảy ra trong tế bào mô giậu , enzim là PEP cacboxilaza . 
+ Giai đoạn 2: Chu trình Canvin xảy ra trong tế bào bao bó mạch , enzim là ribulôzơ-1,5-điphotphat. 
Chất nhận CO 2 đầu tiên : PEP 
Sản phẩm ổn định đầu tiên : AOA 
CO 2 
Chất 3C 
CO 2 
APG 
AlPG 
Rib-1,5-điP 
CHU 
TRÌNH 
C 4 
PEP 
CHU TRÌNH C 3 
(CANVIN) 
Chất 4C 
C 6 H 12 O 6 
mô giậu 
SƠ 
 ĐỒ 
CON 
 ĐƯỜNG 
 C 4 
Thực vật C 4 có các ưu việc hơn so với thực vật C 3 là : 
- Cường độ quang hợp cao hơn , điểm bù CO 2 thấp hơn , điểm bão hòa ánh sáng cao hơn , nhu cầu nước thấp hơn , thoát hơi nước thấp hơn nên thực vật C 4 có năng suất cao hơn thực vật C 3 . 
DỨA 
XƯƠNG RỒNG 
III. Thực vật CAM: 
THANH LONG 
- Gồm loài mọng nước ở vùng hoang mạc , khô hạn : xương rồng , dứa , thanh long Để tránh mất nước khí khổng của các loài cây mọng nước đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm . 
TV C 4 
TV CAM 
Cả 2 giai đoạn của con đường C 4 đều diễn ra vào ban ngày . 
Giai đoạn đầu cố định CO 2 được thực hiện vào ban đêm . 
Giai đoạn tái cố định CO 2 theo chu trình Canvin được thực hiện vào ban ngày . 
TV CAM không có 2 loại lục lạp như thực vật C 4 
Bản chất hóa học của con đường CAM giống như chu trình C 4 . Điểm khác biệt so với con đường C 4 là : 
Thực vật CAM 
Thực vật C 4 
Chu trình CAM là phản ứng thích nghi sinh lý của thực vật mọng nước đối với môi trường khô hạn ở sa mạc . 
Kết luận : 
- Chu trình Canvin tồn tại ở mọi loài thực vật . Tổng hợp chất hữu cơ trong quang hợp được bắt đầu từ AlPG của chu trình Canvin chuyển hóa thành glucozơ , tinh bột , sacarôzơ , prôtêin và lipit ... 
Chu trình Canvin 
Do nhà bác học người Mỹ đưa ra từ năm 1951; 
Hợp chất đầu tiên trong đó CO 2 được cố định là photphoglixeric (APG); 
Chất nhận CO 2 đầu tiên là ribulozodiphotphat ( RiDP ); 
Gồm 3 giai đoạn : Giai đoạn cố định CO 2 .Giai đoạn khử.Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu . 
The end 
CÁC ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, GIẢI PHẪU, SINH LÝ, SINH HÓA CỦA CÁC NHÓM THỰC VẬT 
Đặc điểm 
C 3 
C 4 
CAM 
Hình thái giải phẫu 
Có 1 loại lục lạp ở TB mô giậu . 
Lá bình thường 
Có 2 loại lục lạp ở TB mô giậu và bao bó mạch . 
Lá bình thường 
Có 1 loại lục lạp ở TB mô giậu . 
Lá mọng nước 
Cường độ quang hợp 
10-30 mgCO 2 /dm 2 /h 
30-60mgCO 2 /dm 2 /h 
10-15mgCO 2 /dm 2 /h 
Điểm bù CO 2 
30-70 ppm 
0-10 ppm 
Thấp như C4 
Điềm bù ánh sáng 
Thấp : 1/3 ánh sáng mặt trời toàn phần 
Cao , khó xác định 
Cao , khó xác định 
Nhiệt độ thích hợp 
20-30 o C 
25-35 o C 
30-40 o C 
Nhu cầu nước 
cao 
Thấp , bằng ½ C 3 
Thấp 
Hô hấp sáng 
có 
không 
Không 
Năng suất sinh học 
Trung bình 
Cao gấp đôi C 3 
Thấp 
Chỉ tiêu so sánh 
Thực vật C 3 
Thực vật C 4 
Thực vật CAM 
Giống nhau 
Đều có chu trình  tạo ra AlPG rồi từ đó hình thành các hợp chất : Cacbohiđrat , aa , prôtêin , lipit . 
1. Đại diện 
Đa số các loài TV ôn đới , nhiệt đới 
TV sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới 
TV mọng nước sống ở vùng hoang mạc 
2..Chất nhận CO 2 đầu tiên 
- RiDP 
(Ribulôzơ-1,5 - đi Photphat ). 
 PEP 
( Photpho Enol Pyruvic ) 
 PEP 
( Photpho Enol Pyruvic ) 
3. Sản phẩm ổn định đầu tiên 
Hợp chất 3C: APG 
( Axit Photpho Glixêric ) 
Hợp chất 4C: AOA và AM. ( Axit Oxalô Axêtic và Axit Malic ) 
Hợp chất 4C: AOA và AM. ( Axit Oxalô Axêtic và Axit Malic ) 
4. Tiến trình 
 Chỉ có 1 gđoạn C 3 , xảy ra trong các TB mô giậu . 
Xảy ra vào ban ngày . 
Xảy ra 2 gđoạn : 
+ Gđ C 4 : xảy ra trong các TB mô giậu (ban ngày ) 
+ Gđ C 3 : xảy ra trong các TB bao bó mạch (ban ngày ) 
Xảy ra 2 gđoạn : 
+ Gđ C 4 : xảy ra trong các TB mô giậu (ban đêm ) – Lúc khí khổng đóng . 
+ Gđ C 3 : xảy ra trong các TB mô giậu (ban ngày ) – Lúc khí khổng mở . 
Khác nhau 
C 3 
Chỉ tiêu so sánh 
Thực vật C 3 
Thực vật C 4 
Giống nhau 
- Đều có chu trình . tạo ra AlPG rồi từ đó hình thành các hợp chất cacbohiđrat , aa , prôtêin , lipit . 
1- Chất nhận CO 2 đầu tiên 
- RiDP (Ribulôzô-1,5- đi photphat ). 
2- Sản phẩm ổn định đầu tiên 
+ AOA ( Axit Ôxalô Axêtic ) 
+ AM ( Axit Malic ) 
3- Tiến trình 
Chỉ có 1 giai đoạn C 3 xảy ra trong các TB mô giậu . 
4- Đại diện 
So sánh PHA TỐI trong quang hợp của thực vật C 3 và C 4 : 
C 3 
- PEP ( Photpho Enol Pyruvic ) 
+ Hợp chất 3C: APG 
( Axit Photpho Glixêric ) 
 - Gồm 2 giai đoạn : 
+ Gđ C 4 : xảy ra trong các TB mô giậu . 
+ Gđ C 3 : xảy ra trong các TB bao bó mạch . 
- TV ôn đới , nhiệt đới 
TV nhiệt đới , cận nhiệt đới : mía , bắp , rau dền