Giải thích tại sao các nhóm thực vật C3 C4 và CAM lại cố định CO2 theo các cách khác nhau

Nguyên nhân chung: đây là phản ứng thích nghi của thực vật với môi trường sống để vừa quang hợp đc nhưng vừa tiết kiệm đc nước. Bạn biết pha sáng quang hợp chỉ xảy ra khi có ánh sáng. Pha tối phải có nguyên liệu CO2 được lấy khi mở khí khổng. Nhưng thực vật C4 là TV nhiệt đới, cận nhiệt đới sống ở nơi có cường độ chiếu sáng cao, nhiệt độ cao nếu đợi lúc có cường độ chiếu sáng cao mới mở khí khổng để nhận CO2 thì đồng thời lượng nc thoát hơi qua khí khổng cũng lớn. TV CAM sống ở vùng thiếu nc (khô hạn, sa mạc) nên nếu mở khí kổng vào ban ngày để lấy CO2 thì nc thoát ra làm cây mất nc. Do đó 2 TV nầy cần có chu trình C4 để nhận CO2 và cố định CO2 tạm thời (trong hợp chất C4: oxa loaextic, axit malic) để khi có ánh sáng thuận lợi cho thực hiện pha sáng sẽ tách CO2 cho pha tối thực hiện chu trình Canvin. (TV C4 mở khí khổng nhận nhanh CO2 sau đó đóng khí khổng khi có cường độ ánh sáng cao và tách CO2 cho chu trình Canvin, TV CAM mở khí khổng ban đêm để nhận CO2, ban ngày đóng khí khổng rồi tách CO2 cho chu trính Canvin)

Đáp án:

Do yếu tố môi trường quyết định:

- Thực vật C3: Sống ở vùng ôn đới, á nhiệt đới, điều kiện cường độ ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ CO2, O2 bình thường, do đó đã cố định CO2 1 lần theo chu trình Canvin.

- Thực vật C4: Sống ở vùng nhiệt đới nóng ẩm kéo dài, ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ O2 cao, nồng độ CO2 thấp nên phải có quá trình cố định CO2 2 lần:

+ 1 lần lấy nhanh CO2 vốn ít ỏi trong không khí và tránh hô hấp sáng tại tế bào mô giậu

+ lần 2 cố định CO2 theo con đường Canvin để hình thành chất hữu cơ trong tế bào bao bó mạch.

- Thực vật CAM: Sống ở sa mạc hoặc bán sa mạc, khí hậu khô nóng kéo dài, phải tiết kiệm nước đến mức tối đa bằng cách đóng khí khổng vào ban ngày và mở vào ban đêm để lấy CO2 vào dự trữ và cố định CO2 theo chu trình Canvin để hình thành chất hữu cơ vào ban ngày.