Bài giảng Sinh học Lớp 11 - Bài 9: Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và cam - Lê Văn Trọng

KÍNH CHÀO 
QUÝTHẦY CÔ 
 VÀ 
CÁC BẠN HỌC VIÊN 
H ọc viên : L ê Văn Trọng 
 Dương Thị Vĩnh Thạch 
So sánh con đường cố định CO2 
của thực vật C3, C4, CAM 
Pha tối của quang hợp 
 Về cơ bản , pha sáng của quang hợp ở tất cả các nhóm thực vật là giống nhau . Pha sáng tạo nguồn năng lượng ATP và hợp chất khử NADPH2 để khử CO 2 thành gluxit và các chất hữu cơ khác trong pha tối . 
 Trong pha tối có sự khác biệt ở các thực vật . Ngoài con đường cố định CO 2 theo chu trình Calvin, tồn tại hai con đường khác cố định CO 2 là chu trình C4 và chu trình CAM.Tuỳ thuộc vào con đường cố định CO 2 trong quang hợp khác nhau mà người ta chia thế giới thực vật thành 3 nhóm : 
Thực vật C 3 
 Thực vật C 4 
 Thực vật CAM 
Ñaëc ñieåm cuûa nhoùm 
thöïc vaät C 3 
Söï coá ñònh CO 2 trong pha toái cuûa 
thöïc vaät C 3 
YÙ nghóa chu trình C3 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
Phaân boá roäng raõi treân khaép theá giôùi chuû yeáu ôû vuøng oân ñôùi vaø aù nhieät ñôùi : luùa khoai , saén , khoai , ñaäu .. 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
            Các thực vật C3 chỉ tiến hành một chu trình quang hợp là chu trình C3 hay chu trình Calvin - Benzon , tên nhà Bác học Mỹ đầu tiên phát hiện ra chu trình này . Người ta gọi tên chu trình   C3- vì sản phẩm đầu tiên tạo nên trong chu trình này là một hợp chất có 3C là axit photphoglixeric (APG). 
Stroâma 
LUÏC LAÏP 
TEÁBAØONHUMOÂ 
CAÁU TRUÙC LAÙ THÖÏC VAÄT C 3 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
 Chu trình C 3 : dieãn ra trong chaát neàn cuûa luïc laïp  ôû teá baøo bao boù maïch . 
Chu trình Calvin 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
1.Giai đoạn cố định CO 2: 
RDP + CO 2 -> Cacboxi – Ketopeltitol diphotphat 
Cacboxi – Ketopeltitol diphotphat -> axit photphoglixeric 
axit photphoglixeric 
RDP - cacboxilaza 
Axit 1,3 đi photphoglixeric 
(ADPG) 
2. Giai đoạn khử CO 2 
ADPG + NADPH 2 
glixeraldehitphotphatdehidrogenaza 
ALPG 
3.Giai đoạn tái sinh chất nhận CO 2 
ALPG 
Triozophotphatizomeraza 
DHAP 
DHAP + ALPG 
Fructozo di P aldolaza 
FDP 
FDP 
F 1,6 di photphataza 
FP + P vô cơ 
FP + ALPG 
transketoaza 
F4P + Xi 5P 
F4P + DHAP 
Sedoheptulozo diphophatadolaza 
SeDP 
SeDP 
Sedoheptulozo diphophataza 
SeP + P vô cơ 
SeDP + ALPG 
transketoaza 
Ribozo P + Xilulozo P 
Xilulozo P 
Ribulozo P 
Ribulozo –P- epimeraza 
Ribozo P 
Ribulozo P 
Ribulozo DP + ADP 
Ribulozo P 
Ribulozo photphokinaza 
Ribozo photphatizomeaza 
 T óm tắt : Chu trình Calvin goàm 3 giai ñoaïn : 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
+ Giai ñoaïn coá ñònh CO 2 : 
+ Giai ñoaïn khöû : 
APG ATP, NADPH AlPG 	( alñeâhit 	 phoâtphoglixeâric ) 
+ Giai ñoaïn taùi sinh  chaát nhaän CO 2 ban ñaàu : 
AlPG  ATP   Rib -1,5– ñiP 
Coá ñònh CO 2 
Khöû 
Taùi  sinh  chaát  nhaän CO 2 ban ñaàu 
R- 1,5 – DP + CO 2 APG 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
Ý nghĩa của chu trình C3 
 -      Chu trình C3 là chu trình quang hợp cơ bản nhất của thế giới thực vật xảy ra trong tất cả thực vật , 
-       Trong chu trình tạo ra nhiều sản phẩm sơ cấp của quang hợp : C3, C5, C6 là các nguyên liệu để tổng hợp nên các sản phẩm quang hợp thứ cấp như đường , tinh bột , axit amin , protein, 
I- THÖÏC VAÄT C 3 
Ñaëc ñieåm cuûa nhoùm 
thöïc vaät C 4 
Söï coá ñònh CO 2 trong pha toái cuûa 
thöïc vaät C 4 
YÙ nghóa chu trình C 4 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
C ây C4 goàm moät soá loaøi thöïc vaät soáng ôû vuøng nhieät ñôùi vaø caän nhieät ñôùi ( mía , ngoâ , keâ , rau deàn , coû daïi ,) 
RAU DEÀN 
NGOÂ 
MÍA 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
CAÁU TRUÙC LAÙ THÖÏC VAÄT C 4 
Stroâma 
LUÏC LAÏP 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
 Chu trình C 4 : dieãn ra trong chaát neàn cuûa luïc laïp  ôû teá baøo nhu moâ . 
Đặc điểm của thực vật C4 
+ Tế bào thịt lá chứa lục lạp . có cấu trúc grana phát triển , thực hiện chu trình C4. 
+ Tế bào bao quanh bó mạch nằm sát cạnh các bó mạch dẫn , chứa lục lạp của tế bào vòng bao quanh bó mạch với cấu trúc grana kém phát triển . 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
Chu trình Hatch – Slack – Chu trình C4 
- Theo Hatch và Slack, ở một số cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới như mía , ngô , rau dền , cỏ gấu . Chúng hoạt động quang hợp theo một con đường riêng gọi là con đường quang hợp của thực vật C4. 
- Thực ra những thực vật C4 thực hiện đồng thời hai chu trình quang hợp liên hợp với nhau : chu trình C4 và chu trình C3. 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
PHATOÁITRONGQUANGHÔÏPÔÛTHÖÏCVAÄTC 4 
CO 2 
Chaát 3C 
( axit piruvic ) 
CO 2 
APG 
AlPG 
Rib-1,5-ñiP 
CHU 
TRÌNH 
C 4 
PEP 
CHU TRÌNH C 3 
(CANVIN) 
Chaát 4C 
( axit oâxaloâaxeâtic 
 axit malic ) 
C 6 H 12 O 6 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
Sơ đồ con đường quang hợp của thực vật C4 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
2.1.Chu trình cacbonxi hóa ( sơ bộ cố định CO 2 ) 
PA + ATP 
Pyruvatphotphodikinaza 
PEP + ADP 
PEP +CO 2 
photphoenolpyruvatcacboxilaza 
AOA + P vô cơ 
AOA + RiDP 
APG + AP 
AOA 
Axit malic 
NADPH 2 
NADP 
AP 
malatdehidrogenaza 
NH 3 
Axit Asparatic 
2.2. Chu trình tổng hợp Monosaccarit 
Chu trình này giống với chu trình Can vil . Nhưng ở thực vật C 4 có hai dạng lục lạp với cấu trúc khác nhau . Do đó chu trình cacbonxi hóa xảy ra ở lục lạp của tế bào mô giậu , còn chu trình tổng hợp monosaccarit xẩy ra ở tế bào bao bó mạch 
II- THÖÏC VAÄT C 4 
Ý nghĩa của con đường quang hợp của thực vật C 4 
Hoạt động quang hợp của các cây C 4 mạnh hơn và có hiệu quả hơn các thực vật khác . Kết quả là năng suất sinh vật học của cây C 4 thường rất cao . 
Xét về tiến hoá thì các cây C 4 có con đường tiến hoá hơn thực vật C 3 và CAM. 
Ñaëc ñieåm cuûa nhoùm 
thöïc vaät CAM 
Söï coá ñònh CO 2 trong pha toái cuûa 
thöïc vaät CAM 
YÙ nghóa chu trình CAM 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
DÖÙA 
THANH LONG 
XÖÔNG ROÀNG 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
Thực vật CAM gồm các loại cây sống trong điều kiện khô hạn và là những loài mọng nước 
 Dieãn ra trong chaát neàn cuûa luïc laïp ôû teá baøo nhu moâ . 
Stroâma 
LUÏC LAÏP 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
Đồng hóa CO 2 ở cây mọng nước – Chu trình CAM 
 Một số thực vật sống trong điều kiện khô hạn(hoang mạc ). Chúng không được phép mở khí khổng vào ban ngày mà chỉ mở vào ban đêm , khi nhiệt độ không khí giảm xuống . Do vậy CO 2 chỉ được xâm nhập vào lá vào ban đêm mà thôi . Nên sự cố định CO 2 vào ban đêm và khử CO 2 vào ban ngày . 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
. Ban đêm , khi nhiệt độ không khí giảm xuống thì khí khổng mở ra để thoát hơi nước và CO 2 sẽ xâm nhập vào lá khí khổng mở . 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
CO 2 + PEP 
AOA 
Matlat 
 Sơ đồ về con đường quang hợp của thực vật CAM 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
Ban ñeâm ( khí khoång môû ) 
+ Chu trình C 4 : dieãn ra ban ñeâm , luùc khí khoång mô û . 
- Coá ñònh CO 2 theo : 
- Chaát nhaän CO 2 ñaàu tieân : 
- Saûn phaåm ñaàu tieân : 
Hôïp chaát 4 cacbon 
PEP ( phoâtphoenolpiruvat ) 
+ Chu trình C 3 : dieãn ra ban ngaøy , luùc khí khoång ñoùng . 
Ban ngaøy ( khí khoång ñoùng ) 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
Ý nghĩa của con đường quang hợp của thực vật CAM 
- Đây là con đường quang hợp thích nghi với điều kiện khô hạn của các thực vật mọng nước . Nhờ con đường quang hợp này mà khả năng chịu hạn của chúng rất cao , hơn hẳn các thực vật chịu hạn khác . 
- Do quang hợp trong điều kiện quá khó khăn nên cường độ quang hợp của các thực vật mọng nước thường thấp , năng suất sinh vật học cũng vào loại thấp và sinh trưởng chậm hơn các thực vật khác . 
III- THÖÏC VAÄT CAM 
PHA TOÁI 
Thöïc vaät CAM 
Thöïc vaät C 4 
Thöïc vaät C 3 
Giống nhau 
- Cả 3 quá trình đều có chu trình Canvin tạo ra AlPG rồi từ đó hình thành một hợp chất cacbohidrat , axit amin , protein, lipit ...- Đều có 3 giai đoạn là giai đoạn cố định CO 2 , giai đoạn tái cố định CO 2 và giai đoạn tái sinh chất nhận CO 2 . 
Đặc điểm so sánh 
Thực vật C 3 
Thực vật C 4 
Thực vật CAM 
Đại diện 
Đa số gặp ở các loài thực vật như : rêu , lúa mì , cam 
Thực vật sống ở vùng nhiệt đới như mía , ngô .. 
Thực vật sống khô hạn : Thanh Long, xương rồng  
Hình thái , giải phẫu 
Lá 
 Lá bình thường 
 Lá bình thường 
 Lá mọng nước 
Lục lạp 
một loại ở TB mô giậu , có hạt 
hai loại ở TB ở mô giậu và mô bao bó mạch , có hạt hay không thành hạt 
một loại ở tế bào mô giậu , có hạt 
Diệp lục a/b 
 3 
 4 
 < 3 
 Chu trình C 3 
 Chu trình C 4 
 vaø chu trình C 3 
 Chu trình C 4 
 vaø chu trình C 3 
Thöïc vaät C 3 
Thöïc vaät C 4 
Thöïc vaät CAM 
Rib -1,5- ñiP 
 PEP 
 PEP 
 Hôïp chaát 3C 
 (APG) 
Hôïp chaát 4C (AOA) 
Hôïp chaát 4C (AOA) 
 Ch ỉ có một chu trình Calvin xảy ra ở tế bào mô giậu 
 Giai đoạn cố định CO 2 lần đầu xảy ra trong tế bào mô giậu và gia đoạn tái cố định CO 2 xảy ra ở tế bào bao bó mạch 
 C ả hai giai đoạn đều xảy ra ở tế bào mô giậu 
 X ảy ra vào 
 ban ngày 
Xảy ra vào ban ngày 
 Cả ban ngày và ban đêm 
V ề không gian 
Về thời gian 
Chất nhận CO2 đầu tiên 
Sản phẩm đầu tiên 
Tóm lại qúa trình đồng hóa CO 2 ở cây xanh là một quá trình phức tạp bao gồm các hướng khác nhau với những sản phẩm khác nhau , các sản phẩm này có quan hệ mật thiết với các quá trình trao đỏi chất khác nhau xẩy ra ở cây xanh . 
CẢM ƠN 
QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN