Sinh học 11 [CB] bài 9 Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM

Quá trình quang hợp được chia làm 2 pha: pha tối và pha sáng. Quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật C₃, C₄ và CAM chỉ khác nhau chủ yếu ở pha tối.

Lời ngỏ : Baihocmoi.Com soạn bài giảng mất rất nhiều thời gian, mong các em không chép bài giảng đến các trang khác, để ủng hộ xin hãy chia sẻ link bài viết. Hãy giúp Baihocmoi.Com có nguồn động lực để giúp các em học tốt hơn, cung cấp nhiều bài học hơn nữa. Chúc các em học giỏi.

I. Thực vật C₃

1. Pha sáng
- Pha sáng của quang hợp 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.
- Diễn ra ở tilacoit, khi có chiếu sáng.
- Xảy ra quá trình phân li nước để giải phóng oxi theo sơ đồ :

Sản phẩm của pha sáng gồm ATP, NADPH, và O₂


Thực vật C3 gồm từ các loài rêu cho đến các loài gỗ lớn, phân bố khắp nơi. Cố định CO2 theo con đường C₃ (Chu trình Canvin)
2. Pha tối
- Pha tối (pha cố định CO₂ diễn ra trong chất nền (strôma) của lục lạp.
?Xem hình 9.1 và 9.2 rồi chỉ rõ sản phẩm của pha sáng chuyển cho pha tối là gì ?
Gợi ý trả lời
- Sản phẩm của pha sáng là : ATP, NADPH, và O₂. Trong đó ATP và NADPH sẽ tham gia vào pha tối
- Diễn biến của pha tối: Gồm 3 giai đoạn
+ Giai đoạn cố định CO₂ + Giai đoạn khử APG thành AlPG dưới tác dụng của ATP và NADPH của pha sáng. Cuối pha, một phần AlPG tách khỏi chu trình để tổng hợp C₆H₁₂O₆ rồi từ đó tổng hợp tinh bột, axit amin, lipit,...
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu ribulôzơ-1,5-điphôphat
- Chất nhận CO₂ đầu tiên là Rib-1,5-điP (ribulôzơ-1,5-điphôphat) - Sản phẩm ổn định đầu tiên là APG
. ? Hãy chỉ ra trên hình 9.2 các điểm mà tại đó sản phẩm của pha sáng đi vào chu trình Canvin
Gợi ý trả lời
ATP và NADPH đu vào pha khử và ATP đi vào pha tái sinh chất nhận CO₂
. ATP vào pha khử rồi đến pha tái sinh còn NADPH vào pha khử nhưng vào sau ATP.

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 C₄ gồm 2 giai đoạn:
+ Chu trình C₄ xảy ra trong mô giậu
+ Chu trình Canvin xảy ra ở tế bào bao bó mạch
- Sản phẩm ổn định đầu tiên là AOA (hợp chất 4C) - 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.
- Pha tối gồm chu trình cố định CO2 tạm thời (chu trình C4)và tái cố định CO2 theo chu trình Canvin. Cả 2 chu trình này đều diễn ra vào ban ngày và ở 2 nơi khác nhau trên lá( Hình 9.3).
? Quan các hình 9.2 và 9.3, hãy rút ra những điểm giống và khác nhau về quang hợp giữa thực vật C₃ và C₄
Gợi ý trả lời
- Chất nhận đầu tiên trong chu trình C₃ là Rib-1,5-điP, trong chu trình C₄ là PEP.
Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình C₃ là APG còn của C₄ là axit ôxalôaxêtic và axit malic.
- Tiến trình: Chu trình C₃ chỉ có một chu trình xảy ra trong các tế bào nhu mô thịt lá, còn chu trình C₄ gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất là chu trình C₄ xảy ra trong tế bào nhu mô thịt lá nơi có nhiều enzim PEP, giai đoạn thứ 2 là chu trình Canvin xảy ra trong lục lạp của các tế bào bao bó mạch nơi có nhiều enzim Rib-1,5-điP.

Sơ đồ con đường C₄

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.
- Khí khổng đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm.
- 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.

So sánh một số dặc điểm ở thực vật C₃, C₄ và CAM

Đặc điểm	Thực vật C3	Thực vật C4	Thực vật CAM
Cấu tạo lá	- 1loại tế bào tham gia quang hợp (tế bào thịt lá) - Tế bào có cấu trúc xếp lớp	- 2 loại tế bào tham gia quang hợp  (tế bào thịt lá và tế bào bao bó mạch). - Thịt lá mỏng hướng tâm - Bao bó mạch xếp lớp	- 1 loại tế bào tham gia quang hợp (tế bào thịt lá) - Thịt lá có cấu trúc xếp lớp
Hoạt động khí khổng	- Khí khổng mở ban ngày	- Khí khổng mở ban ngày	- Khí khổng mở ban đêm
Cấu trúc lục lạp	- Lục lạp dạng hạt	- Thịt lá : hạt - Bao bó mạch : lamen	- Thịt lá : hạt
Nhu cầu to tối ưu	10 – 25 độ C	30 – 45 độ C	30 – 45 độ C
Nhu cầu ánh sáng	- Trung bình - Điểm no thấp 1/3 ánh sáng mặt trời toàn phần	- Mạnh - Không có điểm no	- Thay đổi - Điểm no thấp. 1/3 ánh sáng mặt trời toàn phần
Nhu cầu nước	Cao	Thấp ( bằng ½ thực vật C3)	Thấp
Sự kìm hãm O2 nồng độ cao	Có	Không (O2 0 -100% không ảnh hưởng)	Có
Quang hô hâp	Có	Không	Có hoặc không
Chất nhận CO2	Ri 1,5 dP	- PEP - Ri 1,5 dP	- PEP - Ri 1,5 dP
Sản phẩm đầu tiên	APG (C3)	A. Oxalo (C4)	- Ngày: APG - Tối : A. oxalo
Tốc độ đồng hóa	Chậm (10 – 35 mg/dm2/h)	Cao (40 – 60 mg/dm2/h)	Rất chậm ( < 10 mgCO2/dm2/h)

Trả lời câu hỏi và bài tập

1.Nêu khái niệm và điều kiện cần có của pha sáng trong quang hợp? Gợi ý trả lời
Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng đã được hiệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.
Pha sáng chỉ xảy ra ở tilacoit khi có ánh sáng chiếu và diệp lục.
2.Ôxi trong quang hợp có nguồn gốc từ đâu?
Gợi ý trả lời:
Trong pha sáng diễn ra quá trình phân li nước (phần tử nước bị phân li dưới tác động của năng lượng ánh sáng). Quang phân li nước diễn ra trong xoang tilacoit theo sơ đồ sau:
2H₂O →Ánh sáng→ 4H⁺ + 4e^- + O₂
Như sô đồ phẩn ứng ta thấy õi đươc phóng ra từ phần tử nước.
3.Sản phẩm của pha sáng là gì ?
Gợi ý trả lời
Sản phẩm của pha sáng là ATP, NADPH và O₂
3.Những chất nào mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa CO2 thành Cacbohidrat ?
Gợi ý trả lời
Các hợp chất mang năng lượng ánh sáng vào pha tối để đồng hóa CO₂ thành cacbohidrat là ATP và NADPH.
3. Sự giống nhau và khác nhau giữa chu trình C3 và chu trình C4 và con đường CAM ?
Gợi ý trả lời: Các em chọn 1 trong 2 cách so sánh sau
So sánh cách 1 (Dùng lời văn so sánh)
Giống nhau: Cả 3 chu trình đều có chu trình Canvin tạo ra PGA rồi từ đó hình thành nên các hợp chất cacbohidra, axit amin, protein, lipit,.....
Khác nhau :
- Chất nhận của chu trình C3 là ribulôzơ -1,5 - điphôtphat.
- Chất nhận của chu trình C4 là axit phôtphôenolpiruvic.
- Sản phẩm đầu tiên của chu trình C3 là hợp chất 3 Cacbon : APG. 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 trong các tế bào nhu mô thịt lá.
- Tiến trình của chu trình C4 gồm 2 giai đoạn : Giai đoạn 1 của chu trình C4 xảy ra trong các tế bào nhu mô thịt lá và giai đoạn 2 là chu trình Cavin xảy ra trong các tế bào bao bó mạch. Cả hai giai đoạn đều diễn ra ban ngày. Với chu trình CAM thì giai đoạn đầu cố đinh CO2 thục hiện vào ban đêm. Giai đoạn tái cố định CO2 theo chu trình Canvin thực hiện vào ban ngày lúc khí khổng đóng.
So sánh cách 2 (Dùng bảng )