Câu hỏi: Phân biệt pha sáng và pha tối trong quang hợp?
Trả lời:
Phân biệt pha sáng và pha tối trong quang hợp:
+ Pha sáng: xảy ra ở cấu trúc hạt grana của lục lạp [diễn ra trong túi tilacoit]
- Nguyên liệu: H2O, Năng lượng ánh sáng, {ADP, P}, NADP+
- Sản phẩm: Oxi, ATP, NADPH
+ Pha tối: Xảy ra ở chất nền stôma của lục lạp
- Nguyên liệu: CO2, ATP, NẠDPH
- Sản phẩm: Hợp chất hữu cơ [C6H12O6].
– Pha sáng cung cấp năng lượng ATP và lực khử NADPH cho pha tối.
– Pha tối cung cấp nguyên liệu đầu vào ADP và NADP+ cho pha sáng.
* Vai trò quang hợp:
- Cung cấp năng lượng cho hoạt động sống của mọi loài sinh vật trên trái đất
- Làm giảm hiệu ứng nhà kính
- Cung cấp oxi cho khí quyển.
Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4và CAM nhé!
I. THỰC VẬT C3
1. Pha sáng
- Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH.
- Pha sáng diễn ra ở tilacoit
- Nguyên liệu : năng lượng ánh sáng mặt trời và ôxi được giải phóng qua quang phân li nước
- Sản phẩm của pha sáng: ATP, NADPH và O2.
2. Pha tối
- Pha tối [pha cố định CO2diễn ra ở chất nền [strôma] của lục lạp.
- Nguyên liệu : CO2và sản phẩm của pha sáng là ATP và NADPH
- Sản phẩm : cacbohidrat
- Pha tối diễn ra theo chu trình Canvin, có 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn cố định CO2: CO2bị khử để tạo nên sản phẩm đầu tiên của quang hợp là hợp chất 3C axit photphoglixeric [APG]
+ Giai đoạn khử axit photphoglixeric [APG] thành aldehit photphoglixeric [AlPG]
+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là ribulozo – 1,5 – điphotphat [Rib – 1,5 – điP]
Kết thúc giai đoạn khử có phân tử AlPG, là chất khởi đầu để tổng hợp nên C6H12O6, rồi từ đó tổng hợp nên tinh bột, saccarozo, axit amin, lipit trong quang hợp.
II. THỰC VẬT C4
1. Đại diện
-Gồm 1 số loài sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, ngô, cao lương …
-Thực vật C4sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ, ánh sáng cao=>tiến hành quang hợp theo chu trình C4.
2. Chu trình quang hợp ở thực vật C4
Pha tối gồm chu trình quang hợp ở thực vật C4bao gồm: cố định CO2tạm thời [chu trình C4] và tái cố định CO2theo chu trình Canvin. Cả hai chu trình đều diễn ra vào ban ngày, nhưng ở 2 loại tế bào khác nhau trên lá.
- Giai đoạn cố định CO2tạm thời diễn ra ở tế bào mô giậu
+ Chất nhận CO2đầu tiên là 1 hợp chất 3C [photphoenol pyruvic – PEP]
+ Sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất 4C [axit oxaloaxetic – AOA], sau đó chuyển hóa thành một hợp chất 4C khác là axit malic [AM] trước khi chuyển vào tế bào bao bó mạch.
- Giai đoạn tái cố định CO2diễn ra ở tế bào bao bó mạch
+ AM bị phân hủy để giải phóng CO2cung cấp cho chu trình Canvin và hình thành nên hợp chất 3C là axit pyruvic
+ Axit pyruvic quay lại tế bào mô giậu để tái tạo chất nhận CO2đầu tiên là PEP
+ Chu trình C3diễn ra như ở thực vật C3
- Thực vật C4ưu việt hơn thực vật C3: cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù CO2thấp hơn, điểm bão hòa ánh sáng cao hơn, thoát hơi nước thấp hơn. Nhờ vậy, thực vật C4có năng suất cao hơn thực vật C3.
III. THỰC VẬT CAM
1. Các đối tượng thực vật CAM
-Gồm những loài mọng nước, sống ở vùng hoang mạc khô hạn như: xương rồng, dứa, thanh long …
2. Chu trình quang hợp ở thực vật CAM
-Để tránh mất nước, khí khổng các loài này đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm=>cố định CO2theo con đường CAM.
- Vào ban đêm, nhiệt độ môi trường xuống thấp, tế bào khí khổng mở ra, CO2khuếch tán qua lá vào
+ Chất nhận CO2đầu tiên là PEP và sản phẩm ổn định đầu tiên là AOA.
+ AOA chuyển hóa thành AM vận chuyển vào các tế bào dự trữ.
- Ban ngày, khi tế bào khí khổng đóng lại:
+ AM bị phân hủy giải phóng CO2cung cấp cho chu trìnhCanvin và axit piruvic tái sinh chất nhận ban đầu PEP.
- Chu trình CAM gần giống với chu trình C4, điểm khác biệt là về thời gian: cả 2 giai đoạn của chu trình C4 đều diễn ra ban ngày; còn chu trình CAM thì giai đoạn đầu cố định CO2được thực hiện vào ban đêm khi khí khổng mở và còn giai đoạn tái cố định CO2theo chu trình Canvin thực hiện vào ban ngày khi khí khổng đóng.
Đáp án chính xác nhất của Top lời giảicho câu hỏi trắc nghiệm: “Pha tối của quang hợp diễn ra ở đâu?” cùng với những kiến thức mở rộng thú vị về Pha tối của quang hợp là tài liệu ôn tập dành cho thầy cô giáo và các bạn học sinh tham khảo.
Trắc nghiệm: Pha tối của quang hợp diễn ra ở đâu?
A. Tilacôit.
B. Strôma.
C. Nhân tế bào.
D. Tế bào chất.
Trả lời:
Đáp án B: Strôma.
Pha tối của quang hợp diễn ra ở Strôma
Kiến thức tham khảo vềPha tối của quang hợp
1. Pha tối của quang hợp là gì?
- Quang hợp là một quá trình mà chỉ thực vật có thể thực hiện, và nhờ đó mà tất cả các loài động vật phụ thuộc vào hô hấp và do đó tồn tại. Mặc dù con người có xu hướng nghĩ rằng thực vật trên cạn chịu trách nhiệm chính cho sự sống, một điều không hề lạ khi bản thân chúng ta là những sinh vật sống trên cạn và không phải dưới nước, trên thực tế, chính những sinh vật sống ở biển, sông và đầm lầy mới tạo ra những sinh vật cao hơn phần trăm của khí quan trọng này.
- Nhưng hãy cẩn thận, điều đó không có nghĩa là cây cối, cây cọ, và những cây khác không quan trọng ... bởi vì chúng là như vậy. Mọi thứ đều có giá trị. Và càng có nhiều thực vật trên hành tinh, cả trong vùng nước của nó và trong vỏ trái đất, thì sự đa dạng của sự sống càng lớn. Nhưng làm thế nào để họ tồn tại? Chà, biến đổi carbon dioxide thu được từ không khí thành thực phẩm, trong quá trình được gọi là pha tối của quang hợp.
2. Pha tối của quá trình quang hợp được thực hiện như thế nào?
- Mặc dù tên của nó có thể gây hiểu nhầm, nhưng đây là một phản ứng diễn ra cả ngày và đêm trong các cấu trúc được gọi là lục lạp. Trong giai đoạn này chủ yếu là ATP được lấy [adenosine triphosphate], cần thiết cho năng lượng và NADPH [nicotinamide adenine dinucleotide phosphate] là một coenzyme nhờ đó carbon dioxide liên kết. Với chúng, nhiều quá trình hóa học được thực hiện trên chúng, được chia thành hai phần:
- Cố định carbon
- Mặc dù không phụ thuộc vào thực tế là có ánh sáng mặt trời tại thời điểm đó, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là không có ánh sáng mặt trời thì không thể cung cấp được, vì một số enzym liên quan phụ thuộc vào ánh sáng. Khi cần cố định carbon, thực vật có thể làm theo nhiều cách khác nhau. Trong thực tế, Các nhà thực vật học đã xác định được ba cách cố định CO2:
+ Thực vật C3: là phổ biến nhất. Họ sửa chữa nó trong chu kỳ Calvin [mà bây giờ chúng ta sẽ thấy], mà không có bất kỳ sự cố định nào trước đó.
+ Thực vật C4: đây là những chất trong đó carbon dioxide, sau khi phản ứng với Fossoenolpyruvate, tạo ra oxaloacetate, sau này trở thành malate [phân tử 4 carbon]. Malate này là thứ sẽ được đưa vào các tế bào và là nơi tạo ra carbon dioxide cần thiết cho chu trình Calvin và pyruvate.
+ Cây CAM: xảy ra ở thực vật mọng nước. Sống ở những vùng có nhiệt độ tối đa thực sự cao và cũng có ít mưa, khí khổng vẫn đóng vào ban ngày để giảm thất thoát nước. Vào ban đêm, chúng mở ra, và đó là lúc chúng hấp thụ CO2. Tuy nhiên, giống như ở thực vật C4, điều này đầu tiên làm phát sinh malate sau một loạt các phản ứng hóa học, kết thúc là cung cấp CO2 trong ngày. Thêm thông tin đây.
- Chu trình calvin
- Chu trình Calvin là một quá trình trong đó carbon dioxide được chuyển hóa thành glucose, sẽ được thực vật sử dụng để hô hấp và cũng như một nguồn cacbon. Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình quang hợp, và là giai đoạn quan trọng nhất đối với hầu hết các loài động vật, vì nhờ nó mà thực vật có thể tồn tại, và do đó, thải oxy suốt cả ngày và cả đêm.
3. Pha tối của quá trình quang hợp diễn ra ở đâu?
- Pha tối diễn ra trong lục lạp. Đây là những cấu trúc tế bào được tìm thấy ở các sinh vật nhân chuẩn, và chúng có hình bầu dục hoặc hình cầu. Chức năng chính của nó là chuyển hóa năng lượng từ mặt trời thành năng lượng hóa học, một điều gì đó xảy ra trong quang hợp và, chính xác hơn, trong pha tối của nó.
- Nó được cấu tạo bởi một lớp vỏ bao gồm hai lớp màng chứa các sắc tố như chất diệp lục, cũng như các chất thiết yếu khác để nó có thể thực hiện được chức năng của mình.
4. Cấu tạo hình thái của lục lạp
- Cấu trúc:
+ Lục lạp là bào quan chỉ có ở thực vật, có hai lớp màng bao bọc.
+ Bên trong lục lạp chứa chất nền cùng với hệ thống các túi dẹt được gọi là tilacôit.
+ Các tilacôit xếp chồng lên nhau tạo thành cấu trúc gọi là grana.
+ Các grana trong lục lạp được nối với nhau bằng hệ thống màng.
+ Trên màng của tilacoit chứa nhiều diệp lục và các enzim có chức năng quang hợp.
+ Trong chất nền của lục lạp còn có cả ADN và ribôxôm.
5. Chức năng của lục lạp
- Quang hợp: Lục lạp có chức năng chính là thực hiện quá trình quang hợp. Tại đây, lục lạp chứa các chất diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời. Chuyển hóa và lưu trữ năng lượng trong phân tử cao năng ATP và NADPH đồng thời quá trình đó sẽ giải phóng ra khí oxi. Sau đó, lục lạp sẽ sử dụng năng lượng đó tạo lên các phân tử CO2 [cacbon đioxit] theo chu trình Calvin
- Tổng hợp các axit béo: Ngoài chức năng quang hợp, lục lạp còn có vai trò trong việc tổng hợp các axit béo, và các phản ứng miễn dịch của thực vật.
- Lục lạp rất linh động trong cơ thể thực vật, nó có thể dễ dàng di chuyển trong tế bào thực vật, thi thoảng thắt lại để thực hiện quá trình phân đôi tế bào. Hoạt động của lục lạp chịu ảnh hưởng của yếu tố môi trường như: màu sắc và cường độ ánh sáng. Lục lạp không tạo ra từ tế bào thực vật mà lục lạp được tạo ra từ quá trình phân bào của cơ thể.