Tại sao gọi nhóm thực vật là C4?

Tại sao gọi nhóm thực vật là C4?

Giải thích tại sao lại gọi là thực vật C3, C4, CAM?

 + C3: Cố định cacbon C3 là một kiểu trao đổi chất để cố định cacbon trong quang hợp ở thực vật. Quá trình này chuyển hóa điôxít cacbon và ribuloza bisphotphat (RuBP, một đường chứa 5-cacbon) thành 3-photphoglyxerat thông qua phản ứng sau: 
6 CO2 + 6 RuBP → 12 3-photphoglyxerat 
Phản ứng này diễn ra ở mọi thực vật như là bước đầu tiên trong chu trình Calvin. Ở thực vật C4, điôxít cacbon được tạo ra từ malat và tham gia vào phản ứng này chứ không phải trực tiếp từ không khí. 

+ C4: Cố định cacbon C4 là một trong ba phương pháp, cùng với cố định cacbon C3 và quang hợp CAM, được thực vật trên đất liền sử dụng để "cố định" điôxít cacbon (liên kết các phân tử CO2 dạng khí thành các hợp chất hoà tan trong thực vật) để sản xuất đường thông qua quang hợp. Các loài thực vật sử dụng cơ chế cố định cacbon C4 được gọi chung là thực vật C4. 

+ (tham khảo thêm) CAM: Thực vật CAM hay quang hợp CAM với CAM là từ viết tắt của Crassulacean acid metabolism (trao đổi chất axít Crassulacea), là một kiểu cố định cacbon phức tạp trong một số thực vật quang hợp. CAM là cơ chế thông thường tìm thấy trong các thực vật sinh sống trong các điều kiện khô hạn, bao gồm các loài tìm thấy trong sa mạc (ví dụ, xương rồng hay dứa). Nó được đặt tên theo họ thực vật mà cơ chế này lần đầu tiên được phát hiện ra, là họ Cảnh thiên (Crassulaceae, bao gồm các loài thực vật mọng nước như cảnh thiên, thuốc bỏng v.v).

Sự khác nhau giữa các con đường quang hợp C3, C4, CAM là gì?

C3 
- Nơi xảy ra pha tối của quang hợp: chất nền lục lạp tế bào mô giậu 

- Diễn biến: xảy ra theo chu trình Calvin-Benson 

+ Giai đoạn cố định CO2 nhờ chất nhận là RiDP (ribulozo 1.5-diphosphate) với sự xúc tác của enzyme ribolozo 1,5-diphosphate carboxylase tạo thành hợp chất 6C, nhưng hợp chất này không bền nên nhanh chóng bị gẫy thành 2 phân tử 3C là APG (axit phosphoglyxeric). Vì sản phẩm đầu tiên của quá trình cố định CO2 này là hợp chất 3C nên người ta gọi thực vật này là C3 

+ Giai đoạn khử APG nhờ lực khử cung cấp từ pha sáng: ATP, NADPH (nicotin amit adenine dinucleotite phosphate) tạo thành AlPG (aldehyte phosphoglyxeric) 

+ AlPG được sử dụng để tái tạo chất nhận CO2 đầu tiên: RiDP để khép kín chu trình, một số phân tử AlPG đi ra khỏi chu trình tổng hợp các carbonhydrate 

2. C4 

- Nơi xảy ra pha tối: ở 2 loại tế bào: mô giậu và nhu mô bao quanh bó mạch (những tế bào bao quanh gân lá) 

- DIễn biến: 

Do trong điều kiện nồng độ O2 cao, enzyme RiDP-carboxylase xúc tác cho phản ứng RiDP nhận O2 chứ không nhận CO2 gây hô hấp sáng, nên những loài thực vật sống vùng nhiệt đới có cơ chế thích nghi khác hẳn 

+ Ở tế bào mô giậu xảy ra quá trình nhận CO2, nhưung chất nhận là PEP (phospho enol pyruvate), nhận CO2 -> AOA (acid oxalo acetic) rồi biến thành AM (acid malic) 

+ AM được vận chuyển vào tế bào bao bó mạch, giải phóng ra CO2 và tái tạo PEP. CO2 hình thành đi vào chu trình Calvin hệt như thực vật C3 

3. CAM là chữ viết tắt của trao đổi acid ở họ thuốc bỏng do lần đầu tiên phát hiện ra hiện tượng này ở họ thuốc bỏng 

- Nơi xảy ra là các tế bào mô giậu 

- Diễn biến: 

Do những thực vật này thích nghi với điều kiện sống ở hoang mạc, sa mạc khô cằn, thiếu nước nên lỗ khí của nó luôn đóng vào ban ngày để tránh cho cây bị mất nước. Đồng nghĩa với việc lỗ khí khổng không mở là cây không lấy được CO2 vào tiền hành quang hợp. QUá trình lấy CO2 sẽ diễn ra vào ban đêm 

+ Ban đêm, cây lấy CO2 vào và cố định nó nhờ PEP tạo thành AOA -> AM 

+ Ban ngày AM sẽ được sử dụng trong chu trình Calvin tạo chất hữu cơ, tinh bột. Tinh bột này khi phân hủy sẽ tạo thành acid pyruvic, acid pyruvic được hoạt hóa bởi ATP thì tạo thành PEP, tái tạo chất nhận CO2 đầu tiên