Hô hấp sáng pot

Hô hấp sáng




1. Đặc điểm
Decker (1955), Zelittch (1969)
đã phát hiện ra hiện tượng thải
CO
2
sau một thời gian chiếu sáng
ở một số cây. Như vậy ở những
cây này các sản phẩm sơ cấp của
quang hợp đã bị phân huỷ thành
CO
2
ngoài sáng. Sự hấp thụ O
2

cùng với sự thảI CO
2
xảy ra phụ
thuộc vào ánh sáng nên được gọi
là hô hấp sáng (quang hô hấp).
Những cây này hô hấp đồng hành
với quang hợp.
Có thể phân biệt hô hấp sáng với
hô hấp tối nhờ tính nhạy cảm của
quang hô hấp với các yếu tố môi

trường.
- Hô hấp luôn đồng biến với
cường độ ánh sáng, còn hô
hấp tối không chịu ảnh hưởng
của ánh sáng. ánh sáng với λ =
590-700nm có hiệu quả cao với
hô hấp sáng.
- Hô hấp giảm khi tỷ lệ oxy thấp
(< 2%) khi hàm lượng O
2
càng
cao hô hấp sáng càng mạnh. Khi
tăng hàm lượng O
2
từ 21% đến
100% hô hấp sáng tăng gấp 2-3
lần.
- Tăng hàm lượng CO
2
sẽ hạn
chế hô hấp sáng, khi hàm lượng
CO
2
cao hơn 0,1% hô hấp sáng
giảm mạnh và có thể ngừng khi
hàm lượng CO
2
đạt 1-2%. Còn
hàm lượng CO
2

cao ít ảnh hưởng
đến hô hấp tối.
- Hô hấp sáng nhạy với nhiệt độ
hơn so với hô hấp tối.
Các nhóm thực vật khác nhau có
mức độ hô hấp sáng không giống
nhau:
- Cây C
3
có hô hấp sáng mạnh.
Ví dụ ở lúa, đậu, cải đường,
hướng dương, thuốc lá có hô
hấp tối khoảng 1-3mg
CO
2
/dm
2
/h. Còn hô hấp sáng
mạnh gấp 2-3 lần hấp tối đó.
- Cây C
4
như: ngô, mía, cao
lương không có hô hấp sáng
hoặc xảy ra yếu không thể xác
định được. Do vậy nhóm cây này
có năng suất cao hơn cây C
3
.
- Cây CAM có quang hô hấp yếu
và thay đối nên khó xác định.

Người ta cho rằng nguyên
nhân làm cho quá trình hô
hấp sáng ở nhóm thực vật C
4

yếu hay không có là do hoạt tính
của oxigenase ở nhóm cây này
yếu do tỷ lệ CO
2
/O
2
trong tế bào
bao bó mạch cao điều đó giúp
cho hoạt tính cacboxyl hoá mạnh
hơn hoạt tính oxy hoá. Mặt khác
khi thải CO
2
từ tế bào bó mạch
lập tức được ATP từ tế bào thịt
lá tiếp nhận, do đó làm giảm hô
hấp sáng.
2. Cơ chế
Quang hô hấp xảy ra tại 3 bào
quan khác nhau: lục lạp,
peroxixom và ty thể. Tế bào chất
là môi trường để các chất đi qua
từ bào quan này sang bào quan
khác.
* Lục lạp: Tại lục lạp diễn ra
quá trình oxy hoá Ribulozo 1,5

diP do Ribulozo 1,5 diP-oxydase
xúc tác tạo nên axit glyceric và
axit glycolic. Đồng thời axit
glyoxilic từ ty thể đưa sang
cũng được khử thành axit
glycolic. A.glicolic chuyển sang
peroxixom để tiếp tục biến đổi
theo hô hấp sáng.
* Peroxixom: đây là bào quan
biến đổi H
2
O
2
nên được gọi
là peroxixom. Tại đây
A.glycolic bị oxi hoá thành
A.glyoxilic nhờ glycolat-
oxydaza. H
2
O
2
được tạo ra do
oxi hoá axit glicolic sẽ bị
phân huỷ bởi catalaza thành
H
2
O và O
2
. Tiếp theo là các phản
ứng chuyển amin để tạo glycin.

Glycin quay vào ty thể để biến
đổi tiếp.
* Ty thể: Tại ty thể serin được
tạo ra từ 2 glyxin nhờ hệ enzime
kép. Glycin dicacboxylase và
serin
hydroxymethyltransgenase.
Serin biến đổi trở lại thành
A.glycolic.
Cơ chế hô hấp sáng được trình
bày theo sơ đồ sau:

Hô hấp sáng
3. Vai trò hô hấp sáng
Hô hấp sáng là một quá trình
có hại cho quang hợp, nó
làm giảm quang hợp 20-30%,
trường hợp đặc biệt có thể giảm
quang hợp đến 100%. Sở dĩ như
vậy vì hô hấp sang phân huỷ
nguyên liệu của quang hợp (Ri
1,5 diP), cạnh tranh ánh sáng
với quang hợp, tạo chất độc
với quang hợp (H
2
O
2
).
Hiện nay chưa có chứng minh
nào về mặt có lợi của hô hấp

sáng. Vậy tại sao một quá trình
có hại mà được tồn tại trong suốt
hàng triệu năm được sàng lọc bởi
CLTN ? ĐIều đó chưa giải thích
được một cách thoả đáng. Tuy
nhiên có tác giả cho rằng có một
số lý do mà hô hấp sáng vẫn tồn
tại cho đến bây giờ.
- Có lẽ Thời kỳ đầu của sự tiến
hoá, tỷ lệ CO
2
/O
2
trong không
khí cao hơn so với hiện nay nên
quang hô hấp là quá trình cần để
hạ thấp tỷ lệ này.
- Quang hô hấp cũng có thể tham
gia duy trì tỷ lệ O
2
nội sinh của
lục lạp dưới ngưỡng tới hạn.
- Cũng có thể quang hô hấp
giúp cho cây tồn tại trong
đIều kiện cường độ ánh sáng
quá mạnh mà nồng độ CO
2
lại
thấp để tiêu thụ bớt ATP và
NADPH

2
tạo ra dư thừa trong
phản ứng sáng qua đó tránh
được ảnh hưởng có hại đến bộ
máy quang hợp.
Những lý do trên chủ yếu mới là
những giả thiết cần được khoa
học làm sáng tỏ thêm.
Do hô hấp sáng có hại nên trong
thực tiễn trồng trọt cần hạn chế
hay triệt tiêu hô hấp sáng nhằm
tăng khả năng quang hợp qua đó
tăng NS cây trồng. Có nhiều biện
pháp để ngăn ngừa tác động xấu
của hô hấp sáng như làm giảm
lượng O
2
xuống 5%, chọn giống
thực vật không có hô hấp sáng
hay hô hấp sáng yếu, lai tạo cây
có hô hấp sáng mạnh với cây
không có hô hấp sáng tạo cây có
hô hấp sáng yếu hơn, xử lý các
chất gây ức chế hô hấp sáng
Na
2
S
2
O
3

, NaF