Quá trình quang quẻ hợp cung cấp oxy cho con người và các sinh vật tồn tại trên trái đất. Toàn bộ sự sống trên hành tinh đều phụ thuộc vào quá trình quang quẻ hợp. Vậy quang quẻ hợp là gì? Vai trò của quang quẻ hợp ở thực vật ra làm sao?

Bạn Đang Xem: Quang hợp là gì? Vai trò của quá trình quang hợp ở thực vật?

1. Quang quẻ hợp là gì?

Quang quẻ hợp là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời ở thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Trong quá trình quang quẻ hợp, năng lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ vào bên trong tế bào thực vật tham gia tổng hợp cacbonhidrat và phóng thích oxy từ nước và từ khí cacbonic.

Phương trình tổng quát quá trình quang quẻ hợp:

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

Thực chất hoá học quang quẻ hợp:

– Là quá trình oxy hóa – khử. Khi quang quẻ hợp xẩy ra thì quá trình khử CO2 và quá trình oxy hóa nước cũng xẩy ra.

– Trong các phản ứng oxy hóa khử của sự việc quang quẻ hợp, năng lượng của ánh sáng mặt trời làm phân ly phân tử nước và khử CO2 thành dạng đường giàu năng lượng. Hay có thể hiểu rằng ion H+ và điện tử do sự phân ly của những phân tử nước được cung cấp cho CO2 để tạo ra hợp chất khử là CH2O, và trong quá trình này, năng lượng từ ánh sáng mặt trời được dự trữ.

– Trong sự quang quẻ hợp, cơ chế tiếp thu và sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời và cơ chế chuyển hidro và điện tử từ nước đến CO2.

2. Vai trò của quang quẻ hợp:

Quá trình quang quẻ hợp đóng vai trò quan trọng so với sự sống của rất nhiều sinh vật trên trái đất. Toàn bộ sự sống trên hành tinh đều phụ thuộc vào quá trình quang quẻ hợp. Quang quẻ hợp gồm có các vai trò sau:

Thứ nhất, Tổng hợp chất hữu cơ: Sản phẩm của quang quẻ hợp là tạo ra nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho mọi sinh vật, là vật liệu cho công nghiệp, ngoài ra làm ra thuộc chữa bệnh cho con người.

Thứ hai, Cung cấp năng lượng: Năng lượng trong ánh sáng mặt trời khi được hấp thụ và chuyển hóa thành hóa năng trong các liên kết hóa học. Đây là nguồn cung cấp cấp năng lượng chủ yếu cho mọi hoạt động sống của rất nhiều sinh vật.

Thứ ba, Cung cấp O2: Quá trình quang quẻ hợp của cây xanh khi hấp thụ khí CO2 và phóng thích O2 giúp điều hoà không khí, giảm hiệu ứng nhà kính, ngoài ra đem lại không khí trong sạch cho Trái Đất và cung cấp dưỡng khí cho những sinh vật khác.

3. Ý nghĩa của quá trình quang quẻ hợp so với thực vật:

Quang quẻ hợp có vai trò vô cùng quan trọng so với hoạt động sống và tồn tại của mọi sinh vật trên Trái Đất, trong đó có con người.

– Quang quẻ hợp giúp cung cấp nguồn vật chất hữu cơ vô cùng đa dạng cho nhu cầu cung cấp dinh dưỡng của mọi sinh vật trên Trái Đất.

– Quang quẻ hợp có vai trò quyết định trong việc đảm bảo sự cân bằng lượng khí O2 và CO2 trong không khí, nhằm duy trì hoạt động sống và làm việc cho mọi sinh vật trên Trái Đất.

– Cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho con người, vì nhu cầu dinh dưỡng của con người dân có nguồn gốc từ thực vật đa phần tất cả chúng ta sử dụng làm thức ăn.

– Mang đến nguồn nhiên liệu rất đa dạng cho mọi hoạt động sinh sản của con người trên Trái Đất ( như than đá, dầu mỏ, củi, than bùn, khí đốt,… ).

Xem Thêm : VNLP

– Cung cấp nguồn vật liệu vô cùng phong phú và đa dạng phát triển cho nền công nghiệp như công nghiệp gỗ, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thuốc lá,….

– Quá trình quang quẻ hợp cung cấp một lượng lớn chất hữu cơ để cấu trúc nên thân thể sinh vật.

4. Phòng ban nào của cây thực hiện quá trình quang quẻ hợp:

Quang quẻ hợp diễn ra chủ yếu ở lá cây. Lá cây là cơ quan chứa nhiều diệp lục tố, kết cấu phẫu thuật thích ứng với chức năng quang quẻ hợp, nên lá xanh là cơ quan chính của sự việc quang quẻ hợp.

Đặc điểm phía bên ngoài của lá:

– Lá có dạng bản diện tích S mặt phẳng lớn giúp lá hấp thụ nhiều tia sáng.

– Trong lớp biểu so bì của lá mỏng và có nhiều lỗ thông khí giúp khí cacbonic khuếch tán vào trong lá đến lục lạp song song khuếch tán oxy ra ngoài nhanh hơn.

Đặc điểm bên trong của lá:

– Tế bào có hình mô giậu dày chứa nhiều diệp lục phân chia dày ngay dưới từng lớp biểu so bì ở mặt trên của lá để trực tiếp hấp thụ nguồn ánh sáng chiếu lên mặt trên của lá.

– Ở mặt dưới của lá có nhiều mô xốp, tạo ra nhiều khoảng tầm trống gian bào lớn (nơi chứa CO2 cung cấp cho quang quẻ hợp) để khí oxy dễ dàng khuếch tán tới các tế bào chứa sắc tố quang quẻ hợp diệp lục.

– Khối hệ thống gân lá có mạng lưới mạch dẫn dày đặc xuất phát từ cuống lá đến tận từng tế bào quang quẻ hợp để giúp dẫn nước và muối khoảng tầm đến từng tế bào để thực hiện quang quẻ hợp và vận chuyển các sản phẩm quang quẻ hợp thoát ra khỏi lá.

– Trong lá có nhiều tế bào chứa diệp lục, đó là bào quan quang quẻ hợp. Đây là một hợp chất quan trọng của quá trình quang quẻ hợp ở thực vật.

5. Chức năng và thành phần của hệ sắc tố quang quẻ hợp của lá:

Thực vật quang quẻ hợp là nhờ vào chất diệp lục có trong hệ sắc tố quang quẻ hợp ở lá cây cùng với Carotenoit. Mặt phẳng lá hấp thụ ánh sáng mặt trời giúp các sắc tố diệp lục hấp thụ được năng lượng và thực hiện quá trình quang quẻ hợp ở cây xanh. Hệ sắc tố quang quẻ hợp của lá gồm có 2 thành phần đó là diệp lục và carotenoit.

Chất diệp lục

Diệp lục là sắc tố hấp thụ nguồn ánh sáng có màu xanh lam (430 nm) đến đỏ (662 nm). Trong lá cây, diệp lục gồm 2nhóm là: diệp lục nhóm a và diệp lục nhóm b.

Diệp lục nhóm a: là những phân tử P700 và P680 có trong chất diệp lục a. Những phân tử này sẽ tham gia trực tiếp vào quá trình hấp thụ ánh sáng chuyển hoá thành năng lượng trong ATP và NADPH.

Diệp lục nhóm b: Chất diệp lục b sẽ kết phù hợp với chất diệp lục a sót lại có thể phối hợp các phân tử P700 và P680 để truyền năng lượng của ánh sáng và hấp thụ cho chúng.

Chất Carotenoid

Carotenoid gồm xantophin và caroten là các sắc tố phụ của quá trình quang quẻ hợp. Chất Carotenoid trong quang quẻ hợp có tác dụng là truyền các năng lượng cho 2 nhóm chất diệp lục a và b. Trong số đó, Carotene hấp thụ ánh sáng ở bước sóng thấp từ 446 – 476 nm, Xantophin hấp thụ ánh sáng ở bước sóng cao từ 451 -1 481 nm. Trong trường hợp ánh sáng có cường độ cao, carotenoid còn giữ vai trò bảo vệ những đơn vị quan quang quẻ hợp trên lá.

Xem Thêm : Ví trả sau MoMo là gì? Cách sử dụng ví trả sau MoMo có thể bạn chưa biết

Sơ đồ truyền năng lượng:

Carotenoit -> Diệp lục b -> Diệp lục a -> Diệp lục a tại trung tâm phản ứng.

6. Diễn biến của quá trình quang quẻ hợp:

Quang quẻ hợp là quá trình khử Carbon dioxide và quá trình oxy hóa nước song song xẩy ra ở tế bào quang quẻ hợp. Trong quá trình oxy hóa – khử này, ánh sáng mặt trời sẽ oxy hoá và khử Carbon dioxide thành oxy và đường hữu cơ. Quá trình quang quẻ hợp ở thực vật được thực hiện ở bào quan lục lạp gồm có 2 pha là: pha sáng và pha tối.

Pha sáng

Pha sáng là giai đoạn có sự tham gia của ánh sáng chuyển hóa năng lượng. Trong pha này, ánh sáng sẽ chuyển đổi thành các dạng năng lượng hóa học dưới dạng là hợp chất dự trữ năng lượng ATP và hợp chất khử NADPH. Sắc tố quang quẻ hợp – diệp lục sẽ hấp thu năng lượng ánh sáng và đưa vào chuỗi chuyền electron quang quẻ hợp. Sau các phản ứng oxy hóa khử, ADP và NADP+ sẽ chuyển thành hợp chất dự trữ năng lượng ATP và hợp chất khử NADPH.

Vị trí diễn ra là Tilacoit – Màng của tế bào lục lạp.

Vật liệu gồm có ánh sáng, nước, ADP, NADP+.

Sản phẩm cuối cùng là: ATP, NADPH, oxy.

Pha tối:

Pha tối là thời đoạn Carbon dioxide tạo thành cacbohidrat. Pha tối không có sự tham gia trực tiếp của ánh sáng. Khác với pha sáng, pha tối là phản ứng khử chuyển đổi Carbon dioxide tạo thành các hợp chất 6C không bền → Hợp chất 3C vững bền → Cacbohidrat.

Vị trí diễn ra: trong chất nền của tế bào lục lạp.

Vật liệu bao gồm: ATP, NADPH, Carbon dioxide.

Sản phẩm cuối cùng là : Sản phẩm hữu cơ Cacbohidrat.

7. So sánh giữa quang quẻ hợp và hô hấp:

Giống nhau:

Đều là các chuỗi phản ứng oxy hoá – khử phức tạp.

Đều là các quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào.

Đều phải sở hữu sự tham gia của chất vận chuyển electron tạo ra ATP.

Khác nhau:

Tiêu chí Quang quẻ hợp Hô hấp Khái niệm Là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời ở thực vật, tảo và một số vi khuẩn, năng lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ vào bên trong tế bào thực vật tham gia tổng hợp cacbonhidrat và phóng thích oxy từ nước và từ khí cacbonic. Là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thành khí cacbonic và H2O. Phóng thích năng lượng cấp thiết cho các hoạt động sinh hoạt sống của cây. Bào quan thực hiện Diễn ra ở lục lạp Diễn ra ở ti thể Tế bào thực hiện Tế bào thực vật, tảo, một số loại vi trùng nhất định Tất cả những loại tế bào Điều kiện kèm theo Chỉ thực hiện khi có ánh sáng Không cần ánh sáng Sản phẩm tạo ra Đường và oxy CO2 và năng lượng Sắc tố Cần sắc tố quang quẻ hợp Không cần sắc tố quang quẻ hợp Sự chuyển hoá năng lượng Chuyển năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học trong các hợp chất hữu cơ. Phóng thích năng lượng tiềm tàng trong các hợp chất hữu cơ thành năng lượng ATP dễ sử dụng. Sự chuyển hoá vật chất Quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Quá trình phân giải các chất hữu cơ thành các chất vô cơ.