Trong tế bào bao bó mạch của thực vật C4

Trong tế bào bao bó mạch của thực vật C4 chỉ có PSI, tạo ATP, NADPH cung cấp cho cố định CO₂, Chất nhận CO₂ đầu tiên là PEP (3C) => AOA (4C) nhờ PEP-caboxylase. Đây là một enzym có hoạt tính cực mạnh, có ái lực với CO₂ gấp 100 lần so với enzym RDP-cacboxylase. Do vậy, năng lực cố định CO₂ của thực vật C4 là rất lớn và rất hiệu quả. Nó có thể cố định CO₂ ở nồng độ cực kỳ thấp. Chính vì vậy mà chu trình C4 được chuyên hoá cho việc cố định CO₂ có hiệu quả nhất. Do vậy, các thực vật C4 có 2 enzym cố định CO₂ là: PEP-cacboxylase của chu trình C4 và RDP-cacboxylase của chu trình C3, trong đó PEP-cacboxylase có nhiệm vụ cố định CO₂ đầu tiên và quan trọng nhất.

Từ những tác động trên sẽ không có hô hấp sáng, tiết kiệm sản phẩm quang hợp cho thực vật. Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu về tế bào bao bó mạch ở nội dung dưới đây nhé!

1. Tế bào bao bó mạch là gì?

Tế bào bao bó mạch là tế bào nằm giữa lá, bao quanh bó mạch, kích thước tế bào lớn, lục lạp dạng lá men và to hơn lục lạp tế bào mezophyll. Các tế bào xếp sít nhau ko có gian bào.

Tế bào bao bó mạch nhiều lục lạp lớn, it gân, nhiều hạt tinh bột.

Ở thực vật C3, bước đầu tiên trong các phản ứng phụ thuộc ánh sáng của quang hợp là quá trình cố định CO2 bằng enzym RuBisCO thành 3-phosphorglyxerat. Tuy nhiên, do hoạt động kép caxboxylaza / oxygenaza của RuBisCO, nên một lượng chất nền bị oxy hóa thay vì bị cacboxylat hóa, tạo ra sự thất thoát chất nền và làm tiêu hao năng lượng, người ta gọi là quang hô hấp (hay hô hấp sáng). Nhằm tránh hiện tượng quang hô hấp, thực vật C4 đã phát triển một cơ chế nhằm chuyển giao CO2 tới enzym RuBisCO có hiệu quả hơn. Chúng sử dụng kiểu lá đặc biệt của mình, trong đó lạp lục tồn tại không những chỉ ở các tế bào thịt lá thuộc phần bên ngoài của lá (tế bào mô giậu) mà còn ở các tế bào bó màng bao. Thay vì cố định trực tiếp trong chu trình Calvin-Benson, CO2 được chuyển hóa thành axít hữu cơ chứa 4-cacbon và có khả năng tái sinh CO2 trong các lạp lục của các tế bào bó màng bao. Các tế bào bó màng bao sau đó có thể sử dụng CO2 này để sinh ra các cacbohydrat theo kiểu cố định cacbon C3 thông thường.

2. Chức năng của tế bào bao bó mạch

Thực vật C3 chỉ có một loại lục lạp ở tế bào mô giậu, tế bào mô giậu phát triển còn tế bào bao bó mạch không phát triển

- Thực vật C4 có hai loại tế bào và lục lạp có cấu trúc và chức năng khác nhau. Kiểu cấu trúc của lá thực vật C4 là cấu trúc Kranz.

Tế bào thịt lá chứa lục lạp của tế bào thịt lá. Lục lạp tế bào thịt lá có cấu trúc grana rất phát triển. Chức năng của chúng là thực hiện chu trình C4 tức là cố định CO₂.

Tế bào bao quanh bó mạch nằm sát cạnh các bó mạch dẫn. Tế bào này chứa lục lạp của tế bào bao quanh bó mạch với cấu trúc grana rất kém phát triển. Các lục lạp này chứa rất nhiều hạt tinh bột. Chức năng của chúng là thực hiện chu trình C3 để khử CO₂ tạo nên các sản phẩm quang hợp.

Trong tế bào bao bó mạch của thực vật C4 chỉ có PSI, TẠO ATP, NADPH cung cấp cho cố định CO2, Chất nhận CO2 đầu tiên là PEP (3C) => AOA (4C) nhờ PEP-caboxylase. Đây là một enzym có hoạt tính cực mạnh, có ái lực với CO2 gấp 100 lần so với enzym RDP-cacboxylase. Do vậy, năng lực cố định CO2 của thực vật C4 là rất lớn và rất hiệu quả. Nó có thể cố định CO2 ở nồng độ cực kỳ thấp. Chính vì vậy mà chu trình C4 đ-ợc chuyên hoá cho việc cố định CO2 có hiệu quả nhất.

Do vậy, các thực vật C4 có 2 enzym cố định CO2 là PEP-cacboxylase của chu trình C4 và RDP-cacboxylase của chu trình C3, trong đó PEP-cacboxylase có nhiệm vụ cố định CO2 đầu tiên và quan trọng nhất.

→ Không có hô hấp sáng, tiết kiệm sản phẩm quang hợp

>>> Xem thêm: So sánh tế bào mô giậu và tế bào bao bó mạch

3. Ý nghĩa của thực vật C4

 Thực vật C4 ưu việt hơn thực vật C3: cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO₂ thấp hơn, điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, thoát hơi nước thấp hơn. Nhờ vậy, thực vật C4 có năng suất cao hơn thực vật C3.

Thực vật mà sản phẩm quang hợp đầu tiên là các axit đicacboxylic 4 cacbon. Thực vật C4 ưu thế hơn thực vật C3 do hiệu quả quang hợp cao hơn nhờ quá trình cố định cacbon đioxit (CO₂) được cải thiện đổi mới. Chu trình này được gọi là chu trình Hatchơ - Slackơ (Hatch - Slack) hoặc chu trình axit đicacboxylic. Thực vật C4 thường là các cây nhiệt đới và cận nhiệt đới, gồm các loài họ Lúa (ngô, lúa miến). Trong lá thực vật C4, các tế bào mô giậu bao quanh các bó mạch (các tế bào bao bó mạch) có chứa enzim photphoenolpyruvat - cacboxylaza (PEP cacboxylaza), enzim xúc tác cho quá trình cố định CO2 trong chất tế bào. Enzim này xúc tác tốt hơn cho quá trình cacboxyl hoá (có ái lực cao hơn đối với CO₂) so với enzim ribulosođiphotphat cacboxylaza (RUDP cacboxylaza).

Sản phẩm của quá trình cố định CO₂ (oxaloaxetat) từ axit này chuyển sang dạng axit 4 cacbon khác là malat, aspactat. Quá trình phản cacboxyl hoá các axit 4 cacbon giải phóng ra CO₂ và CO₂ này sau đó được cố định lại trong thực vật C3. Thực vật C4 có hiệu suất quang hợp cao hơn thực vật C3: chúng có khả năng sử dụng cường độ ánh sáng, nhiệt độ cao hơn, cường độ quang hợp cực đại gấp đôi thực vật C3, lượng nước thoát ra nhỏ vì độ mở khí khổng nhỏ cũng đủ cung cấp CO₂ cho quang hợp.

----------------------------

Như vậy, Top lời giải đã giải đáp câu hỏi trong tế bào bao bó mạch của thục vật C4 có gì? Và cung cấp kiến thức về tế bào bao bó mạch. Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp ích trong học tập, chúc bạn học tốt!