Có bao nhiêu giải thích sau đây về hiện tượng thực vật C4 có điểm bão hoà ánh sáng và điểm bão hoà nhiệt độ cao hơn thực vật C3 là đúng?
I. Quá trình quang hợp ở thực vật C4 diễn ra trên hai loại lục lạp nhưng quang hợp ở thực vật C3 chỉ diễn ra trên một loại lục lạp.
II. Thực vật C4 có chu trình calvin diễn ra ở lục lạp của tế bào bao bó mạch nằm sâu phía dưới của thịt lá nên ít chịu ảnh hưởng dù nhiệt độ môi trường tăng cao.
III. Ở thực vật C3, lục lạp mô dậu nằm sát dưới lớp biểu bì nên chu trình calvin sẽ bị ức chế khi ánh sáng tăng lên bằng 1/3 ánh sáng toàn phần.
IV. Thực vật C3 có hô hấp sáng nên khi ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao sẽ xảy ra hô hấp sáng làm giảm năng suất quang hợp nên dẫn tới điểm bão hoà thấp.
Đáp án đúng: D
Cả 4 giải thích đều đúng. → Đáp án D.
- Thực vật C4 có hai loại lục lạp nên dẫn tới có điểm bão hoà ánh sáng và điểm bão hoà nhiệt độ cao hơn thực vật C3. Trong quá trình quang hợp luôn có hai pha là pha sáng và pha tối. Pha tối là hệ thống các phản ứng enzyme nên phụ thuộc chặt vào tác động của nhiệt độ môi trường. Khi môi trường có nhiệt độ cao thì các enzyme trong chu trình Canvil sẽ bị bất hoạt, dẫn tới làm ngừng quá trình quang hợp. Khi có ánh sáng mạnh thì tia sáng làm đốt nóng lá dẫn tới làm tăng nhiệt độ nên ánh sáng mạnh cũng làm ức chế quang hợp.
- Ở thực vật C4, lục lạp của tế bào bao bó mạch là nơi diễn ra chu trình Canvil. Tế bào bao bó mạch nằm sâu phía dưới của thịt lá nên khi nhiệt độ môi trường tăng cao thì chỉ làm nóng tế bào bề mặt lá (tế bào biểu bì và tế bào mô dậu) chứ ít tác động đến tế bào bao quang bó mạch. Do đó nhiệt độ môi trường tăng cao không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ enzyme trong chu trình Canvil của lục lạp ở tế bào bao quanh bó mạch. Ở thực vật C3, chu trình Canvil diễn ra ở lục lạp của tế bào mô dậu (mô dậu nằm sát phía dưới của biểu bì lá) nên khi tăng nhiệt độ môi trường thì sẽ trực tiếp tác động đến hệ enzyme nên sẽ làm giảm cường độ quang hợp. Vì vậy điểm bão hoà nhiệt độ của thực vật C3 là khoảng 250C còn ở thực vật C4 là khoảng 35 đến 400C.
- Do pha tối quang hợp diễn ra ở lục lạp của tế bào bao bó mạch nên ánh sáng mạnh không tác động đến lớp tế bào này. Vì vậy ở thực vật C4, cường độ ánh sáng càng mạnh thì cường độ quang hợp càng mạnh (chưa xác định được điểm bão hoà ánh sáng của thực vật C4). Còn ở thực vật C3, chỉ cần ánh sáng bằng 1/3 ánh sáng toàn phần là đã bắt đầu ức chế quang hợp. Nguyên nhân là vì ánh sáng tác động trực tiếp lên tế bào mô dậu.
- Mặt khác, thực vật C3 có hô hấp sáng nên khi ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao đã xảy ra hô hấp sáng làm giảm năng suất quang hợp nên dẫn tới điểm bão hoà thấp.