Sinh học 11 Bài 9: Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM – Học hỏi Net
Mục lục
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Thực vật C3
Thực vật C3 gồm từ những loài rêu đến những cây gỗ lớn phân bổ hàu khắp mọi nơi trên Trái đất
a. Pha sáng
– Là pha chuyển hóa nguồn năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành nguồn năng lượng của những link hóa học trong ATP và NADPH .
– Pha sáng diễn ra ở tilacoit khi có chiếu sáng.
– Nguyên liệu : Trong pha sáng, nguồn năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực thi quy trình quang phân li nước, O2 được giải phóng là oxi của nước .
2H2 O → 4 H + + 4 e – + O2
– Sản phẩm : ATP, NADPH và O2. ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp những hợp chất hữu cơ .
b. Pha tối:
– Diễn ra ở chất nền của lục lạp .
– Cần CO2 và sản phẩm của pha sáng ATP và NADPH .
– Sản phẩm : Cacbohidrat
– Pha tối được triển khai qua quy trình Calvin. Gồm 3 quá trình :
+ Giai đoạn cố định và thắt chặt 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 :
- 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.
1.2. Thực vật C4
– Gồm một số ít loài thực vật sống ở vùng nhiệt đới gió mùa và cận nhiệt đới như : mía, rau dền, ngô, cao lương, kê …
– Gồm quy trình cố định và thắt chặt CO2 trong thời điểm tạm thời ( quy trình C4 ) và tái cố định và thắt chặt CO2 theo quy trình Calvin. – Cả 2 quy trình này đều diễn ra vào ban ngày và ở 2 nơi khác nhau trên lá .
– 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 tiến trình cố định và thắt chặt 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 tiến trình cố định và thắt chặt 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 yếu nước thấp à thực vật C4 có hiệu suất cao hơn thực vật C3
+ Chu trình C4 gồm 2 tiến trình : tiến trình đầu theo quy trình C4 diễn ra ở lục lạp của tế bào nhu mô lá, quy trình tiến độ 2 theo quy trình Canvin diễn ra trong lục lạp của tế bào bao bó mạch
1.3. Thực vật CAM
– Gồm những loài mọng nước sống ở những sa mạc, hoang mạc và những loài cây xanh như dứa, thanh long …
– Để tránh mất nước, khí khổng những loài này đóng vào ban ngày và mở vào đêm hôm → cố định và thắt chặt CO2 theo con đường CAM .
– Chu trình C4 ( cố định và thắt chặt CO2 ) diễn ra vào đêm hôm lúc khí khổng mở và tiến trình tái cố định và thắt chặt CO2 theo quy trình Calvin diễn ra vào ban ngày .
– Vào đêm hôm, nhiệt độ thiên nhiên và 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 không thay đổi đầu tiên là AOA
+ AOA chuyển hóa thành AM luân chuyển vào những tế bào dự trữ
– Ban ngày, khi tế bào khí khổng đóng lại :
+ AM bị phân hủy giải phóng CO2 cung ứng cho quy trình Canvin và axit piruvic tái sinh chất nhận khởi đầu PEP
+ Chu trình CAM gần giống với quy trình C4, điểm độc lạ là về thời hạn : cả 2 tiến trình của quy trình C4 đều diễn ra ban ngày ; còn quy trình CAM thì quy trình tiến độ đầu cố định và thắt chặt CO2 được triển khai vào đêm hôm khi khí khổng mở và còn quá trình tái cố định và thắt chặt CO2 theo quy trình Canvin thực thi vào ban ngày khi khí khổng đóng .
2. Bài tập minh họa
Câu 1: Sản phẩm của pha sáng là gì?
Hướng dẫn giải
Sản phẩm của pha sáng là : ATP, NADPH và O2. ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp những hợp chất hữu cơ .
Câu 2: Những hợp chất nào mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa CO2 thành cacbohiđrat?
Hướng dẫn giải
Những hợp chất mang nguồn năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng điệu CO2 thành cacbohiđrat là : ATP và NADPH .
Câu 3: So sánh các đặc điểm hình thái, giải phẫu, sinh lí, hoá sinh của các nhóm thực vật C3, C4 và CAM. Em rút ra nhận xét gì?
Hướng dẫn giải
C3:
1. Hình thái, giải phẫu :
– Có một loại lục lạp ở tế bào mô giậu .
– Lá thông thường
2. Cường độ quang hợp : 10-30 mgCO2 / dm2. giờ
3. Điểm bù CO2 : 30-70 ppm
4. Điểm bão hoà ánh sáng : Thấp : 1/3 ánh sáng mặt trời toàn phần
5. Nhiệt độ thích hợp : 20-30 °C
6. Nhu cầu nước : Cao
7. Hô hấp sáng : Có
8. Năng suất sinh học : Trung bình
C4:
1. Hình thái, giải phẫu :
– Có hai loại lục lạp ở tế bào mô giậu và ở tế bào bao bó mạch .
– Lá thông thường
2. Cường độ quang hợp : 30-60 mgCO2 / dm2. giờ
3. Điểm bù CO2 : 0-10 ppm
4. Điểm bão hoà ánh sáng : Cao, khó xác lập
5. Nhiệt độ thích hợp : 25-35 °C
6. Nhu cầu nước: Thấp, bằng 1/2 C3
Xem thêm: Chu trình Calvin – Wikipedia tiếng Việt
7. Hô hấp sáng : Không
8. Năng suất sinh học : Cao gấp đôi C3
CAM:
1. Hình thái, giải phẫu :
– Có một loại lục lạp ở tế bào mô giậu .
– Lá mọng nước
2. Cường độ quang hợp : 10-15 mgCO2 / dm2. giờ
3. Điểm bù CO2 : Thấp như C4
4. Điểm bão hoà ánh sáng : Cao, khó xác lập
5. Nhiệt độ thích hợp : Cao : 30 – 40 °C
6. Nhu cầu nước : Thấp
7. Hô hấp sáng : Không
8. Năng suất sinh học : Thấp
Câu 4: Giải thích sự xuất hiện các con đường cố định C02 ở thực vật C4 và CAM?
Hướng dẫn giải
Các con đường cố định và thắt chặt CO2 ở những nhóm thực vật khác nhau đa phần có ý nghĩa thích nghi cho chúng trong môi trường tự nhiên sống :
– Nhóm C3 quang hợp trong điều kiện kèm theo ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ O2 thông thường .
– Vùng nhiệt đới gió mùa và cận nhiệt đới có ánh sáng và nhiệt độ cao, nồng độ O2 cao, nóng ẩm lê dài, nồng độ CO2 thấp → Thực vật C4 trở nên thích nghi hơn, khi đó CO2 thấp phải có quy trình cố định và thắt chặt CO2 hai lần. Lần 1 lấy nhanh CO2, lần 2 cố định và thắt chặt CO2 trong quy trình Calvin để hình thành những hợp chất hữu cơ trong những tế bào bao bó mạch .
– Sa mạc và bán sa mạc thiếu nước trầm trọng. Nhóm thực vật CAM thích nghi với tiết kiệm ngân sách và chi phí nước đến mức tối đa bằng cách đóng khí khổng ban ngày, chúng nhận và cố định và thắt chặt CO2 vào đêm hôm → Quá trình quang hợp được triển khai ở 2 khoảng trống khác nhau .
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Phân tích sự giống nhau và khác nhau giữa các chu trình cố định C02 của ba nhóm thực vật?
Câu 2: Nêu vai trò của pha sáng trong quang hợp?
Câu 3: Theo một nghiên cứu của Kixenbec ở cây ngô:
Số lượng khí khổng trên 1 cm2 biểu bì dưới là 7684, còn trên 1 cm2 biểu bì trên là 9300 .
Tổng diện tích quy hoạnh là trung bình ( cả hai mặt lá ) ở 1 cây là 6100. 1 cm2
Hãy cho biết :
a ) Tổng số khí khổng có ở cây ngô đó là bao nhiêu ? Tại sao ở đa phần những loài cây, số lượng khí khổng ở biểu bì dưới thường nhiều hơn số lượng khí khổng ở biểu bì trên mà ở ngô thì không như vậy ?
b ) Tỉ lệ diện tích quy hoạnh khí khổng trên diện tích quy hoạnh lá là bao nhiêu ?
c ) Tại sao tỉ lệ diện tích quy hoạnh khí khổng trên diện tích quy hoạnh lá rất nhỏ ( 0,14 % ) nhưng lượng nước bốc hơi qua khí khổng lại rất lớn ( chiếm 80 – 90 % lượng nước bốc hơi từ hàng loạt mặt thoáng tự do của lá ) ?
Biết :
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Khi được chiếu sáng, cây xanh giải phóng ra khí 02. Các phân tử 02 đó được bắt nguồn từ đâu?
A. Sự khử CO2 .
B. Sự phân li nước .
C. Phân giải đường .
D. Hô hấp sáng .
Câu 2: Hãy chọn phương án trả lời đúng. Ti thể và lục lạp đều:
A. Tổng hợp ATP
B. Lấy electron từ H20
C. Khử NAD + thành NADH .
D. Giải phóng 02 .
Câu 3: Giai đoạn quang hợp thực sự tạo nên C6H12O6 ở cây mía là
A. pha sáng .
B. quy trình Canvin
C. quy trình CAM.
D. pha tối .
Câu 4: Một cây C3 và một cây C4 được đặt trong cùng một chuông thuỷ tinh kín dưới ánh sáng. Nồng độ CO2 thay đổi thế nào trong chuông?
A. Không biến hóa .
B. Giảm đến điểm bù của cây C3 .
C. Giảm đến điểm bù của cây C4 .
D. Nồng độ CO2 tăng .
Câu 5: Khi nhiệt độ cao và lượng ôxi hoà tan cao hơn lượng CO2 trong lục lạp, sự tăng trưởng không giảm ở cây
A. lúa mì .
B. dưa hấu .
C. hướng dương .
D. mía .
E. cây lúa
Câu 6: Vì sao thực vật C4 có năng suất cao hơn thực vật C3?
A. Vì tận dụng được nồng độ CO2
B. Vì nhu yếu nước thấp .
C. Vì tận dụng được ánh sáng cao .
D. Vì không có hô hấp sáng .
4. Kết luận
Qua bài quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM này các em cần:
– Phân biệt được pha sáng và pha tối ở những nội dung sau : sản phẩm, nguyên vật liệu, nơi xảy ra .
– Phân biệt được những con đường cố định và thắt chặt CO2 trong pha tối ở những nhóm thực vật C3, C4 và CAM .
– Giải thích được phản ứng thích nghi của nhóm thực vật C4 và CAM so với thiên nhiên và môi trường sống ở vùng nhiệt đới gió mùa và hoang mạc .
Source: https://thevesta.vn
Category: Sản Phẩm
