Pha tối quang hợp Chu trình HatchSlack (C4) pps
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (254.07 KB, 10 trang )
Pha tối quang hợp -
Chu trình Hatch-
Slack (C4)
Năm 1943 Cacvanho nghiên cứu
lục lạp của mía thấy cấu trúc của nó
không đồng đều như lục lạp của
nhiều cây khác. Năm 1963
Tacchepski và Cacpilop cũng phát
hiện lại điều đó đồng thời tìm thấy
sản phẩm đầu tiên của pha tối
quang hợp ở cây này không phải là
APG như chu trình C3 mà là hợp
chất có 4 nguyên tử cacbon là axit
malic.
Đến năm 1966 Hatch và Slack tiếp
tục nghiên cứu vấn này một cách
hoàn chỉnh hơn và đã xác định
được cơ chế đồng hoá CO
2
đặc
trưng ở một số cây một lá mầm như
mía, ngô, kê xảy ra theo chu
trình khác với chu trình C3. Đó là
chu trình Hatch-Slack hay chu trình
C4.
1. Đặc điểm của thực vật C4.
Nhóm thực vật một lá mầm đồng
hoá theo Chu trình C4 có cấu tạo
giải phẫu và hoạt động sinh lý khá
đặc trưng. Về hình thái giải phẫu
trong lá của nhóm thực vật này có
hai loại tế bào khác nhau. Tế bào
thịt lá (Mezophyll) nằm ngay sát
dưới lớp biểu bì. Tế bào bao bó
mạch nằm giữa lá, bao quanh bó
mạch, kích thước tế bào lớn hơn,
lục lạp dạng lamen và to hơn lục
lạp tế bào mezophyll. Các tế bào
xếp sít nhau không có gian bào. Số
lượng ty thể, peroxyxom nhiều hơn
ở tế bào mezophyll.
So sánh cấu tạo lá thực vật C3 và
C4
Tế bào mezophyll nằm sát biểu bì
nên có thể tiếp nhận trực tiếp
CO
2
từ không khí khuyếch tán qua
khí khổng. Những sản phẩm quang
hợp tạo ra ở đây lại khó đưa đến bó
mạch dẫn để vận chuyển đi nuôi
các bộ phận khác của cây.
Ngược lại tế bào bao bó mạch nằm
sâu trong lá nên không thể tiếp
nhận CO
2
từ không khí cung cấp,
những sản phẩm tạo ra ở đây
chuyển vào hệ mạch dẫn dễ dàng.
Về hoạt động sinh lý, sinh thái,
nhóm thực vật C4 cũng có những
đặc trưng riêng. Nhu cầu nhiệt độ
cho quang hợp cao hơn thực vật
C3. Cường độ ánh sáng bão hoà
cao hơn rất nhiều so với thực vật
C3. Ngược lại nhu cầu nước, điểm
bù CO
2
lại thấp hơn thực vật C3.
Một đặc điểm rất quan trọng của
thực vật C4 là không có quang hô
hấp cho nên cường độ quang hợp
cao hơn nhiều so với thực vật C3.
2. Đặc điểm của chu trình C4
Đặc điểm chủ yếu của chu trình
Hatch-Slack là quá trình đồng hoá
xảy ra hai giai đoạn ở hai tế bào
khác nhau.
- Quá trình cacboxyl hoá APEP
(Axit photpho enol pyruvic) tạo
nên axit oxalo acetic. Quá trình này
xảy ra ở tế bào mezophyll, sau đó
A.oxalo bị khử thành axit malic.
- Quá trình decacboxyl hoá axit
malic tạo CO
2
và A.pyruvic. CO
2
tách ra từ A.Malic được Ribulozo
1,5 dP tiếp nhận thực hiện chu trình
Calvin để tạo sản phẩm sơ cấp
quang hợp là C
6
H
12
O
6
sau đó tạo
tinh bột.
Việc chuyển axit malic từ tế bào
thịt lá vào tế bào bao bó mạch có ý
nghĩa quan trọng trong quá trình
đồng hoá CO
2
của thực vật C4. Ở tế
bào bao bó mạch do nằm sâu trong
lá nên không tiếp nhận được
CO
2
từ không khí. Nhờ axit malic
từ tế bào mezophyll chuyển vào để
decacboxyl hoá tạo CO
2
nội bào
cung cấp cho chu trình Calvin.
Có 3 kiểu cacboxyl hoá axit malic
xảy ra ở các nhóm thực vật khác
nhau:
- Ở ngô, củ cải xảy ra
decacboxyl:
- Ở một số cây khác quá trình
decacboxyl hoá xảy ra hoàn toàn
khác hai nhóm cây trên:
Như vậy ở hầu hết các cây C4 (ngô,
kê, rau dền, củ cải, mía chu trình
C4 xảy ra như nhau. Còn ở một số
cây có hình thức decacboxyl hoá
axit malic thứ 3 thì chu trình C4 có
sự thay đổi. Không có giai đoạn
biến axit pyruvic thành APEP mà
sử dụng luôn APEP do A.malic tạo
ra để tiếp nhận CO
2
.
3. Chu trình C4:
Sơ đồ chi tiết chu trình C4
Ghi chú : APEP - Axit photpho
enol pyruvic
