Tại sao các cây C4 thích nghi vùng khí hậu nóng hơn các cây C3?

Tại sao các cây C₄ thích nghi vùng khí hậu nóng hơn các cây C₃?

Trong điều kiện khí hậu nóng, khô, khí khổng của cây C₄ không đóng lại

Cây C₄ có khả năng cố định CO₂ ngay cả khi nồng độ CO₂trong lá thấp

Cây C₄ tạm ngừng quang hợp khi trời quá nóng

Chúng bắt nguồn từ xứ lạnh nhưng di cư sang xứ nóng và thích nghi

Đáp án đúng: B

Cây C₄ có những đặc điểm thích nghi giúp chúng sống sót và phát triển tốt hơn trong điều kiện khí hậu nóng và khô so với cây C₃. Điểm khác biệt chính nằm ở cơ chế cố định CO₂ ban đầu. Cây C₄ sử dụng enzyme PEP carboxylase để cố định CO₂ trong tế bào mô giậu, tạo thành hợp chất 4 carbon (oxaloacetate), sau đó chuyển vào tế bào bao bó mạch. Tại đây, CO₂ được giải phóng và tham gia vào chu trình Calvin.

Quá trình này có một số ưu điểm sau:

Hiệu quả cố định CO₂ cao: PEP carboxylase có ái lực với CO₂ cao hơn Rubisco (enzyme sử dụng trong cây C₃). Điều này cho phép cây C₄ cố định CO₂ hiệu quả ngay cả khi nồng độ CO₂ trong lá thấp, điều thường xảy ra khi khí khổng đóng lại để giảm thoát hơi nước trong điều kiện nóng và khô.
Giảm thiểu hô hấp sáng: Nồng độ CO₂ cao trong tế bào bao bó mạch giúp giảm thiểu quá trình hô hấp sáng, một quá trình lãng phí năng lượng xảy ra khi Rubisco gắn oxy thay vì CO₂.

Nhờ những ưu điểm này, cây C₄ có thể quang hợp hiệu quả hơn trong điều kiện nóng và khô, sử dụng nước hiệu quả hơn và có năng suất cao hơn so với cây C₃. Các lựa chọn khác không giải thích đầy đủ hoặc chính xác lý do cây C₄ thích nghi tốt hơn trong điều kiện khí hậu nóng.