Một nhà khoa học đã tìm thấy 2 loài thực vật mới A và B trên một hòn đảo. Nhằm nghiên cứu về sự quang hợp của 2 loài này, ông đã nhân giống chúng và tiến hành ghi nhận sự thay đổi cường độ quang hợp khi cường độ ánh sáng tăng dần trên 2 mức nhiệt độ là 10oC và 35oC (kết quả như hình bên dưới, trái). Ở một thí nghiệm khác, ông bổ sung riêng khí chứa đồng vị phóng xạ 14CO2 trong thời gian đủ ngắn vào dịch chiết tế bào thịt lá của cây thuộc loài A hoặc loài B, sau đó nhanh chóng đem dịch chiết trở lại môi trường bình thường (đã thêm CO2 khí quyển). Nồng độ 3-PGA (3-phosphoglyceric acid) trong dịch chiết được theo dõi suốt quá trình thí nghiệm, kết quả như bên dưới (phải).
a. Đối với loài B, hãy so sánh cường độ quang hợp khi nhiệt độ ở mức 10oC và 35oC.
b. So sánh cường độ quang hợp giữa loài A và loài B ở cả hai mức nhiệt độ. Từ đó, hãy cho biết loài nào là thực vật C3, loài nào là thực vật C4? Giải thích.
c. Đường (1) hay (2) biểu diễn sự thay đổi nồng độ 3-PGA ở mỗi loài A và B? Giải thích.
-
-
-
-
Đáp án đúng:
a) Khi cường độ ánh sáng thấp, cường độ quang hợp ở 10oC lớn hơn 35oC. Khi cường độ ánh sáng trung bình (điểm giao nhau giữa đường cong 10oC và 35oC), cường độ quang hợp ở 2 mức nhiệt độ bằng nhau. Khi cường độ ánh sáng cao, cường độ quang hợp ở 10oC nhỏ hơn 35oC.
b) - Khi xét cùng cường độ ánh sáng thì ở 10oC, cường độ quang hợp của loài A đều thấp hơn loài B còn ở 35oC, cường độ quang hợp của loài A đều cao hơn loài B.
- Loài A là C4 còn loài B là C3.
- Vì cây C4 tiến hóa thích nghi với môi trường khô hạn, nhiệt độ cao, nghèo CO2 nên hệ enzyme quang hợp (đặc biệt là rubisco) có nhiệt độ tối ưu cao hơn so với C3 → ở nhiệt độ thấp (10oC), hệ enzyme quang hợp của C3 hoạt động tốt hơn.
- Ở nhiệt độ cao (35oC), C3 xảy ra hô hấp sáng còn C4 có cơ chế tập trung nồng độ CO2 cao giúp tránh hô hấp sáng nên cường độ quang hợp cao hơn C3.
c) - Đường (1) → loài B, đường (2) → loài A.
- Vì 14CO2 ở cây C3 trực tiếp đi vào chu trình Calvin còn ở C4 phải được cố định thành malic acid ở tế bào bao bó mạch trước khi đi vào chu trình Calvin nên nồng độ 3-PGA ở cây C3 sẽ tăng nhanh và đạt đỉnh cao hơn so với cây C4.
Số bình luận về đáp án: 0
b) - Khi xét cùng cường độ ánh sáng thì ở 10oC, cường độ quang hợp của loài A đều thấp hơn loài B còn ở 35oC, cường độ quang hợp của loài A đều cao hơn loài B.
- Loài A là C4 còn loài B là C3.
- Vì cây C4 tiến hóa thích nghi với môi trường khô hạn, nhiệt độ cao, nghèo CO2 nên hệ enzyme quang hợp (đặc biệt là rubisco) có nhiệt độ tối ưu cao hơn so với C3 → ở nhiệt độ thấp (10oC), hệ enzyme quang hợp của C3 hoạt động tốt hơn.
- Ở nhiệt độ cao (35oC), C3 xảy ra hô hấp sáng còn C4 có cơ chế tập trung nồng độ CO2 cao giúp tránh hô hấp sáng nên cường độ quang hợp cao hơn C3.
c) - Đường (1) → loài B, đường (2) → loài A.
- Vì 14CO2 ở cây C3 trực tiếp đi vào chu trình Calvin còn ở C4 phải được cố định thành malic acid ở tế bào bao bó mạch trước khi đi vào chu trình Calvin nên nồng độ 3-PGA ở cây C3 sẽ tăng nhanh và đạt đỉnh cao hơn so với cây C4.