xếp lại 5 phân tử để tái tạo chất nhận CO2 là 3 phân tử RuBP chuẩn bị chu trình tiếp theo. => Để tổng hợp 1 phân tử glucose qua 2 chu trình => cần sử dụng 18 ATP (12 ATP cho
khử, 6 ATP dùng tái tạo chất nhận), 12NADPH.
=> Khi nồng độ O2 cao enzym rubisco có lại hoạt tính với oxi => oxi hóa RuBP làm tiêu tốn sản phẩm quang hợp (điều kiện cường độ ánh sáng cao, nồng độ oxi cao, CO2 thấp cây C3 xảy ra hô hấp sáng).
* Thực vật C4: Pha tối xảy ra ở hai loại tế bào
- Cố định CO2 ở tế bào mô giậu còn Can vin xảy ra ở tế bào bao bó mạch.
=> Enzym cố định CO2 khí trời là PEP – cacboxiaza: chỉ có hoạt tính với CO2 => cố định CO2 trong nồng độ thấp. Chất nhận CO2 là axit piruvic ( C3) được enzym PEP – cacboxiaza cố định vào hợp chất có 4C là axit AOA (Oxaloaxetic) => CO2 dự trữ trong axit AM (Malic) được giải phóng, cung cấp nguồn CO2 cho enzym rubisco cố định CO2
trong chu trình Canvin ở tế bào bao bó mạch, sản phẩm phân hóa từ AM là axit piruvic được trở lại tế bào mô giậu để tái tạo AOA, quá trình này tiêu tốn năng lượng hơn thực vật C3 (6 ATP nếu tổng hợp 1 phân tử glucose).
Tế bào bao bó mạch không xảy ra PSII => không tạo oxi do đó enzym rubisco luôn hoạt động trong môi trường có nồng độ CO2 cao được bơm từ AM (axit malic) vào tế bào bao bó mạch.
=> C4 không có hô hấp sáng => năng suất sao.
C3 C4
Thực vật điển hình
Cây ôn đới: họ lúa, đậu Cây nhiệt đới: Mía, ngô, cỏ lồng vực, rau dền
tế bào bao bó mạch, ít hạt grana, nhiều tinh bột Cường độ quang hợp
(mg CO2/ dm2/ h Thấp ( 15 – 25) 40 – 80 ( cao) Cường độ chiếu sáng và
quang hợp 1/3 ánh sáng toàn phần Khó xác định
Nhiệt độ tối ưu 10 - 25 30 - 45
Điểm bù CO2
(ppm) 30 - 70 0 - 10
Chất cố định CO2 đầu
tiên Có 3C ( APG) Có 4 C(AOA)
Enzym cố định CO2 khí
trời Rubisco PEP- cacboxiaza
Hô hấp sáng có không
Nhu cầu nước Nhiều Ít bằng ½ C3
* Thực vật CAM: thực vật sa mạc thích nghi với điều kiện nóng khô, tổng hợp đường gần
giống với thực vật C4. Khí khổng đóng ban ngày, mở ban đêm để hạn chế thoát hơi nước. Ban đêm CO2 dự trữ trong các axit hữu cơ, tiêu tốn tinh bột làm nguyên liệu tái tạo chất nhân CO2.
c3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quang hợp
- Cường độ chiếu sáng và quang phổ (chất lượng ánh sáng) ảnh hưởng đến quá trình quang hợp.
- Tùy theo mức độ ưa sáng khác nhau, các loài cây có thể bắt đầu quang hợp ở mức độ chiếu sáng không giống nhau.
- Mức độ chiếu sáng khiến cường độ quang hợp bằng cường độ hô hấp, gọi là điểm bù ánh sáng. Khi đó, tế bào không tích lũy chất hữu cơ, không lấy thêm CO2. Điểm bù ánh sáng phụ thuộc vào nhiệt độ, nhóm cây khác nhau. Do đó, thực vật hình thành đặc điểm thích nghi với điều kiện sống.
- Ví dụ:
+ Cây ưa sáng (thông, keo): cường độ chiếu sáng tăng => cường độ quang hợp tăng.
- Nhiệt độ
+ Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng quang hợp, do đó ảnh hưởng đế tốc độ sinh trưởng và phát triển của cây.
+ Nhiệt độ tăng => P tăng nhanh đến 25οC, sau đó nhiệt tăng, Pn giảm dần đến 0. + Nhiệt độ dưới 10οC, quá trình tổng hợp diệp lục chậm => lá cây có màu nhạt. + Nhiệt độ cực đại cho quang hợp là 25-30οC đối với cây có nguồn gốc ôn đới; 30-
35οC đối với đa số các cây khác.
+ Ở nhiệt độ cao, diệp lục bị phân hủy, cấu trúc của lục lạp bị thương tổn, hoạt động xúc tác của các enzym bị rối loạn, điểm bù quang hợp có thể xảy ra (nhiệt độ mà tại đó cường độ quang hợp bằng cường độ hô hấp, có thể hô hấp cao hơn quang hợp) => tiêu hao chất hữu cơ đã được tích lũy. Trong thực tiễn, để ngăn ảnh hưởng của nhiệt độ cần gieo trồng đúng thời vụ, đẩy mạnh chọn lọc giống và lai tạo giống cây chịu hạn, chịu nóng, chịu rét thích hợp với từng vùng sinh thái.