Quá trình quang hợp thường được chia thành 2 pha là pha ,sáng và pha tối [hình 17.1]. Pha sáng chỉ có thể diễn ra khi có ánh sáng.
Hình 17.1 Hai pha của quá trình quang hợp
Quá trình quang hợp thường được chia thành 2 pha là pha sáng và pha tối [hình 17.1].
Pha sáng chỉ có thể diễn ra khi có ánh sáng, còn pha tối có thể diễn ra cả khi có ánh sáng và cả trong tối.
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được biến đổi thành năng lượng trong các phân tử ATP và NADPH [nicôtinamit ađênin đinuclêôtit phôtphat].
Trong pha tối, nhờ ATP và NADPH được tạo ra trong pha sáng, CO2 sẽ được biến đổi thành cacbohiđrat.
Pha sáng diễn ra ở màng tilacôit còn pha tối diễn ra trong chất nền của lục lạp. Quá trình sử dụng ATP và NADPH trong pha tối sẽ tạo ra ADP và NADPH. Các phân tử ADP và NADP+ này sẽ được tái sử dụng trong pha sáng để tổng hợp ATP và NADPH.
1. Pha sáng
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành dạng năng lượng trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH. Vì vậy, pha này còn được gọi là giai đoạn chuyển hóa năng lượng ánh sáng.
Quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng thực hiện được nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp.
Sau khi được các sắc tố quang hợp hấp thụ, năng lượng sẽ được chuyển vào một loạt các phản ứng ôxi hoá khử của chuỗi chuyền êlectron quang hợp. Chính nhờ hoạt động của chuỗi chuyển êlectron quang hợp mà NADPH và ATP sẽ được tổng hợp.
Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi chuyền êlectron quang hợp đều được định vị trong màng tilacôit của lục lạp. Chúng được sắp xếp thành những phức hệ có tổ chức, nhờ đó quá trình hấp thụ và chuyển hoá năng lượng ánh sáng xảy ra có hiệu quả.
O2 được tạo ra trong pha sáng có nguồn gốc từ các phân tử nước.
Pha sáng của quang hợp có thể được tóm tắt bằng sơ đồ dưới đây :
Sắc tố quang hợp
NLAS + H2O+ NADP+ + ADP + ®i —-> NADPH + ATP + O2
[Chú thích : NLAS là năng lượng ánh sáng, P là phôtphat vô cơ]
2. Pha tối
Trong pha tối, CO2 sẽ bị khử thành cacbohiđrat. Quá trình này còn được gọi là quá trình cố định CO2 vì nhờ quá trình này. các phân tử CO2 tự do được “cố định” lại trong các phân tử cacbohiđrat.
Hiện nay, người ta đã biết một vài con đường cố định CO2 khác nhau. Tuy nhiên, trong các con đường đó, chu trình C3 [hình 17.2] là con đường phổ biến nhất. Chu trình C3 còn có một tên gọi khác là chu trình Canvin. Chu trình này gồm nhiều phản ứng hóa học kế tiếp nhau được xúc tác bởi các enzim khác nhau.
Hình 17.2 Sơ đồ giản lược của chu trình C3
Chu trình C3 sử dụng ATP và NADPH đến từ pha sáng để biến đổi CO2 của khí quyển thành cacbohiđrat.
Chất kết hợp với CO2, đầu tiên là một phân tử hữu cơ có 5 cacbon là ribulôzôđiphôtphat [RiDP]. Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình là hợp chất có 3 cacbon. Đây chính là lí do dẫn đến cái tên C3 của chu trình. Hợp chất này được biến đổi thành Anđêhit phôtphoglixêric [AlPG]. Một phần AlPG sẽ được sử dụng để tái tạo RiDP. Phần còn lại biến đổi thành tinh bột và saccarôzơ. Thông qua các con đường chuyển hoá vật chất khác nhau, từ cacbohiđrat tạo ra trong quang hợp sẽ hình thành nhiều loại hợp chất hữu cơ khác.
Loigiaihay.com
Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Sinh lớp 10 - Xem ngay
Nước có vai trò gì đổi với quang hợp?
- Nước là là nguyên liệu cho quá trình phân li nước trong pha sáng của quang hợp.
- Nước tham gia vào các phản ứng của pha tối của quá trình quang hợp
- Nước điều tiết khí khổng đóng mở giúp cho CO2 khuếch tán vào lá đến lục lạp để pha tối quang hợp có thể xảy ra, ảnh hưởng đến hấp thụ CO2 của lá.
- Nước ảnh hưởng đến độ nhớt của chất nguyên sinh, do đó ảnh hưởng đến hoạt động của enzim quang hợp và tốc độ vận chuyển sản phẩm quang hợp.
- Quá trình thoát hơi nước làm giảm nhiệt độ của lá cũng ảnh hưởng đến quang hợp
- Nước là môi trường duy trì điều kiện bình thường cho toàn bộ bộ máy quang hợp hoạt động.
Câu hỏi: Khái niệm pha sáng trong quang hợp là gì ?
Trả lời:
Pha sáng trong quang hợp là pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa họctrong ATP và NADPH.
Cùng Top lời giải tìm hiểu về pha sáng trong quang hợp nhé !
Quang tổng hợphay gọi tắt làquang hợplà quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượngánh sángMặt trờicủathực vật,tảovà một sốvi khuẩnđể tạo rahợp chất hữu cơphục vụ bản thân cũng như làm nguồnthức ăncho hầu hết cácsinh vậttrênTrái Đất. Quang hợp trong thực vật thường liên quan đến chất tốdiệp lụcmàu xanh lá cây và tạo raoxynhư một sản phẩm phụ
1. Vai trò của quang hợp quan trọng như thế nào?
Quá trình quang hợp đóng vai trò trọng yếu đối với sự sinh tồn của các sinh vật trên Trái Đất. Cụ thể như sau:
+ Tổng hợp các loại chất hữu cơ: Quá trình quang hợp sẽ tạo ra các hợp chất hữu cơ – là nguồn thức ăn quan trọng cho nhiều loài sinh vật. Đồng thời, chất hữu cơ này cũng là nguyên liệu màu mỡ cho công nghiệp và phục vụ chế tạo thuốc để điều trị bệnh cho con người.
+ Tích lũy năng lượng:Quá trình quang hợp sẽ giúp chuyển hóa nguồn năng lượng từ mặt trời thành các liên kết hoá học. Từ đó cung cấp năng lượng dồi dào cho các hoạt động sống của sinh vật trên Trái Đất.
+ Điều hoà không khí:Quá trình quang hợp ở cây xanh sẽ hấp thụ khí CO2và giải phóng khí O2để điều không khí. Hơn nữa nó còn có thể làm giảm hiệu ứng nhà kính; đem lại bầu không khí trong lành, thoáng đãng cho Trái Đất.
2. Ý nghĩa của quang hợp
* Quang hợp của cây xanh có vai trò vô cùng quan trọng đối với hoạt động sống của mọi sinh vật trên Trái Đất, trong đó có con người.
+ Quang hợp cung cấp nguồn vật chất hữu cơ vô cùng đa dạng và phong phú cho nhu cầu dinh dưỡng của mọi sinh vật trên trái đất.
+ Quang hợp có vai trò quyết định trong việc đảm bảo sự cân bằng tỷ lệ O2/CO2trong khí quyển, duy trì hoạt động sống cho mọi sinh vật trên trái đất.
* Quang hợp có vai trò quan trọng đối với con người. Hoạt động quang hợp:
+ Cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho con người, khoảng 80% nhu cầu dinh dưỡng của con người có nguồn gốc từ thực vật
+ Cung cấp nguồn nhiên liệu rất phong phú cho mọi hoạt động sản xuất của con người trên trái đất [than đá, dầu mỏ, củi, than bùn, khí đốt ].
+ Cung cấp nguồn nguyên liệu vô cùng phong phú và đa dạng cho công nghiệp như công nghiệp gỗ, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thuốc lá, công nghiệp đường….
* Quang hợp cung cấp một lượng lớn chất hữu cơ để cấu trúc nên cơ thể sinh vật.
Như vậy, thực vật có một sứ mạng vô cùng to lớn đối với sự sống của sinh vật trên trái đất nhờ vào hoạt động quang hợp của mình. Nói cách khác quang hợp là một quá trình độc nhất mà tất cả hoạt động sống đều phụ thuộc vào nó.
3. Pha sáng trong quang hợp
Pha sáng quá trình quang hợp xảy ra dưới tác dụng củaánh sáng. Ởtế bào thực vật, quá trình này diễn ra ở thylakoid tronglục lạp. Pha sáng thực chất là quá trình phosphoryl hóa [để tổng hợp ATP,adenosine triphosphate] và quá trình tổng hợp nên NADPH2nhằm cung cấpnăng lượngcho pha tối quá trình quang hợp. Vậy bản chất của pha sáng là chuyển năng lượng từphotonánh sáng sang phân tử ATP, NADPH2mà cụ thể là dưới dạng các liên kết hóa học trong ATP [liên kết cao năng của nhóm phosphate] và NADPH2.
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành dạng năng lượng trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH. Vì vậy, pha này còn được gọi là giai đoạn chuyển hóa năng lượng ánh sáng.
Quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng thực hiện được nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp.
Sau khi được các sắc tố quang hợp hấp thụ, năng lượng sẽ được chuyển vào một loạt các phản ứng ôxi hoá khử của chuỗi chuyền êlectron quang hợp. Chính nhờ hoạt động của chuỗi chuyển êlectron quang hợp mà NADPH và ATP sẽ được tổng hợp.
Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi chuyền êlectron quang hợp đều được định vị trong màng tilacôit của lục lạp. Chúng được sắp xếp thành những phức hệ có tổ chức, nhờ đó quá trình hấp thụ và chuyển hoá năng lượng ánh sáng xảy ra có hiệu quả.
O2được tạo ra trong pha sáng có nguồn gốc từ các phân tử nước.
Pha sáng của quang hợp có thể được tóm tắt bằng sơ đồ dưới đây :
- Nơi diễn ra: đĩa tilacôit của lục lạp.
- Điều kiện xảy ra pha sáng: có ánh sáng.
Sắc tố quang hợp
NLAS + H2O+NADP++ ADP + ®i —-> NADPH + ATP +O2
[Chú thích : NLAS là năng lượng ánh sáng, P là phôtphat vô cơ]
4. Các quá trình xảy ra trong pha sáng của quang hợp
Pha sáng của quang hợpdiễn ra trên màng Tilacôit của lục lạp, nó thực ra là quá trình chuyển năng lượng ánh sángđã lược diệp lục hấp thụ thành năng lượng hóa học trong ATP và NADPH cụ thể như sau:
+ Hấp thu năng lượngánh sáng: DL→DL*
+ Quang phân li nước:2H2O→4H++4e−+O2
+ Photphorin hóa tạo ATP:3ADP+ 3Pi→3ATP
+ Tổng hợp NADPH:2NADPH+4H++4e−→2NADPH
ATP và NADPHđược tạo raở pha sáng sẽ tiếp tục tham gia vào pha tốiđể tổng hợp nênC6H12O6. Tuy nhiênđể tạođược 1 phân tửC6H12O6thì cần 18ATP và 12NADPH từ pha sáng. Vậy phương trình tổng quát của pha sáng:
12H2O+18ADP+18Pi+12NADP+→18ATP+12NADPH+6O2