Pha tối quang hợp Chu trình HatchSlack (C4) pps

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 Ca

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 CO2 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

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

CO2 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 CO2 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 CO2 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 CO2 và A.pyruvic CO2

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 C6H12O6 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 CO2 của thực vật C4 Ở tế bào bao bó mạch do nằm sâu trong

lá nên không tiếp nhận được

CO2 từ không khí Nhờ axit malic

từ tế bào mezophyll chuyển vào để decacboxyl hoá tạo CO2 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 CO2

3 Chu trình C4:

Sơ đồ chi tiết chu trình C4

Ghi chú : APEP - Axit photpho enol pyruvic