Back to the topics list

quang hợp

Mọi sinh vật đều cần năng lượng để sống. Họ lấy năng lượng này từ thực phẩm. Nhưng bạn đã bao giờ nhìn thấy thực vật ăn thức ăn chưa? Sau đó, làm thế nào để họ có được năng lượng? Thực vật lấy năng lượng thông qua một quá trình gọi là quang hợp, cho phép chúng tạo ra thức ăn. Hãy đọc tiếp để tìm hiểu thêm về chủ đề thú vị này.

Mục tiêu học tập

Trong bài học này chúng ta sẽ tìm hiểu những nội dung sau

1. Định nghĩa quang hợp
2. Phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình quang hợp
3. Các bước trong quá trình quang hợp cho phép sinh vật quang dưỡng tạo ra thức ăn
4. Hai giai đoạn chính của quang hợp - phản ứng ánh sáng và phản ứng tối
5. Bốn loại sắc tố khác nhau tham gia vào quá trình quang hợp

Quang hợp là một quá trình trong đó các tế bào quang dưỡng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động của tế bào. Nó hấp thụ lục lạp thông qua các sắc tố như diệp lục a, diệp lục b, carotene và xanthophyll.

Tất cả thực vật xanh và một số sinh vật tự dưỡng khác đều dựa vào quá trình quang hợp để sử dụng carbon dioxide, nước và ánh sáng mặt trời để tổng hợp chất dinh dưỡng. Oxy là sản phẩm phụ của quá trình quang hợp.

Cũng giống như cây xanh, một số sinh vật khác cũng thực hiện quá trình quang hợp. Chúng bao gồm các sinh vật nhân sơ như vi khuẩn tím, vi khuẩn lam và vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây.

Phản ứng quang hợp có thể được biểu diễn như sau:

Carbon dioxide + Nước ========= Glucose + Oxy

(Ánh nắng)

Tầm quan trọng của quang hợp

Quang hợp là điều cần thiết cho sự tồn tại của mọi sự sống trên Trái đất. Nó đóng một vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn. Do đó, nó cho phép thực vật tạo ra thức ăn, khiến chúng trở thành nhà sản xuất chính.

Quang hợp cũng giải phóng oxy vào khí quyển. Hầu hết các sinh vật đều cần oxy để tồn tại.

Nơi quang hợp

Quá trình quang hợp diễn ra ở lục lạp ở thực vật và tảo xanh lam. Tất cả các bộ phận màu xanh của cây, bao gồm cả thân xanh, lá xanh và đài hoa đều chứa lục lạp.

Lục lạp chỉ hiện diện trong tế bào thực vật và nằm trong tế bào trung mô của lá.

Phương trình quang hợp

Trong quá trình quang hợp, carbon dioxide và nước phản ứng tạo thành hai sản phẩm là oxy và glucose. Đây là một phản ứng thu nhiệt.

6CO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

Không giống như thực vật, không phải tất cả vi khuẩn đều tạo ra oxy là sản phẩm phụ của quá trình quang hợp. Vi khuẩn không tạo ra oxy là sản phẩm phụ của quá trình quang hợp được gọi là vi khuẩn quang hợp thiếu oxy. Vi khuẩn tạo ra oxy như một sản phẩm phụ của quá trình quang hợp được gọi là vi khuẩn quang hợp oxy.

sắc tố quang hợp

Có bốn loại sắc tố khác nhau có trong lá:

1. diệp lục a
2. Chất diệp lục b
3. Xanthophyll
4. Carotenoid

Các bước của quy trình

Ở cấp độ tế bào, quá trình quang hợp diễn ra ở các bào quan của tế bào gọi là lục lạp. Những bào quan này chứa sắc tố màu xanh lục gọi là diệp lục, chịu trách nhiệm tạo nên màu xanh đặc trưng của lá.

Về mặt cấu trúc, lá bao gồm cuống lá, biểu bì và phiến lá. Tấm lamina được sử dụng để hấp thụ ánh sáng mặt trời và carbon dioxide trong quá trình quang hợp.

• Trong quá trình quang hợp, carbon dioxide đi vào qua khí khổng, nước được lông rễ hấp thụ từ đất và được đưa đến lá thông qua các mạch xylem. Chất diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng từ mặt trời để phân tách các phân tử nước thành hydro và oxy.
• Hydro từ các phân tử nước và carbon dioxide hấp thụ từ không khí được sử dụng để sản xuất glucose. Hơn nữa, oxy được thải vào khí quyển qua lá dưới dạng chất thải.
• Glucose là nguồn thức ăn cho cây trồng, cung cấp năng lượng cho cây sinh trưởng và phát triển, phần còn lại được dự trữ ở rễ, lá, quả để sử dụng sau này.
• Sắc tố là thành phần tế bào cơ bản khác của quá trình quang hợp. Chúng là những phân tử truyền màu và chúng hấp thụ ánh sáng ở một số bước sóng cụ thể và phản xạ lại ánh sáng không bị hấp thụ. Tất cả các loại cây xanh chủ yếu chứa diệp lục a, diệp lục b và carotenoids có trong thylakoid của lục lạp. Nó chủ yếu được sử dụng để thu năng lượng ánh sáng. Chất diệp lục-a là sắc tố chính.

Hai giai đoạn quang hợp

Quá trình quang hợp xảy ra ở hai giai đoạn:

• Phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng hoặc phản ứng ánh sáng
• Phản ứng độc lập với ánh sáng hoặc phản ứng tối

Phản ứng ánh sáng của quang hợp hoặc phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng

• Quá trình quang hợp bắt đầu bằng phản ứng ánh sáng. Nó chỉ được thực hiện vào ban ngày khi có ánh sáng mặt trời. Ở thực vật, phản ứng ánh sáng diễn ra ở màng thylakoid của lục lạp.
• Bên trong màng thylakoid có các cấu trúc giống như túi gọi là Grana giúp thu thập ánh sáng.
• Năng lượng ánh sáng được chuyển đổi thành ATP và NADPH được sử dụng trong giai đoạn quang hợp thứ hai. Nước được sử dụng và oxy được tạo ra.

Phương trình hóa học trong phản ứng ánh sáng của quang hợp có thể rút gọn thành:

2H ₂ O + 2NADP + 3ADP + 3Pi = O ₂ + 2NADPH + 3ATP

Phản ứng tối của quang hợp hoặc phản ứng không phụ thuộc vào ánh sáng

• Đây còn được gọi là phản ứng cố định cacbon.
• Đó là một quá trình không phụ thuộc vào ánh sáng, trong đó các phân tử đường được hình thành từ các phân tử nước và carbon dioxide.
• Phản ứng tối xảy ra trong chất nền của lục lạp nơi chúng sử dụng các sản phẩm NADPH và ATP của phản ứng sáng.
• Thực vật thu giữ carbon dioxide từ khí quyển thông qua khí khổng và tiến hành chu trình Calvin.
• Trong chu trình Calvin, ATP và NADPH được hình thành trong phản ứng ánh sáng sẽ thúc đẩy phản ứng và chuyển đổi sáu phân tử carbon dioxide thành một phân tử đường hoặc glucose.

Phương trình hóa học của phản ứng tối là

3CO ₂ + 6NADPH + 5H ₂ O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi

(Trong đó G3P là glyceraldehyd-3-phosphate)