Pha tối của quá trình quang hợp ở thực vật diễn ra ở đâu

Xử Nữ

Ở thực vật, pha sáng của quá trình quang hợp diễn ra ở màng talacoit của lục lạp. Pha sáng tạo ra ATP và NADPH để cung cấp cho pha tối.

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

Quá trình quang hợp được chia thành 2 pha: pha sáng và pha tối [pha cố định $CO_{2}$]. Quang hợp ở các nhóm thực vật $C_{3}$, $C_{4}$ và $CAM$ chỉ khác nhau ở pha tối.

I. THỰC VẬT C3

- Thực vật $C_{3}$ phân bố mọi nơi trên trái đất, gồm các loài rêu cho đến các loài cây gỗ trong rừng.

1. Pha sáng

- 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 tilacôit khi có chiếu sáng.

- Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước, $O_{2}$ được giải phóng là $O_{2}$ của nước.

- ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

2. Pha tối

- Pha tối ở thực vật $C_{3}$ diễn ra trong chất nền [strôma] của lục lạp.

- Pha tối ở thực vật $C_{3}$ chỉ có một chu trình Canvin, được chia thành 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn cố định $CO_{2}$.

+ Giai đoạn khử APG [axit phôtphoglixêric] $ \rightarrow$ A$l$PG [aldehit phosphoglixeric] $ \rightarrow$ tổng hợp nên ${C_6}{H_{12}}{O_6}$ $ \rightarrow$ tinh bột, axit amin…

+ Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là Rib – 1,5 điP [ribulôzơ – 1,5 điphôtphat].

II. THỰC VẬT C4

- Gồm một số loài sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như: mía, ngô, cao lương…

- Thực vật $C_{4}$ sống trong điều kiện nóng ẩm kéo dài, nhiệt độ, ánh sáng cao $ \rightarrow$ tiến hành quang hợp theo con đường $C_{4}$.

- Thực vật $C_{4}$ ưu việt hơn thực vật $C_{3}$: Cường độ quang hợp cao hơn, điểm bù $CO_{2}$ thấp hơn, điểm bảo hòa ánh sáng cao hơn, nhu cầu nước thấp hơn, thoát hơi nước thấp hơn $ \rightarrow$ thực vật $C_{4}$ có năng suất cao hơn thực vật $C_{3}$.

- Pha tối của thực vật $C_{4}$ gồm 2 chu trình: chu trình cố định $CO_{2}$ tạm thời [chu trình $C_{4}$] diễn ra ở lục lạp của tế bào nhu mô lá và chu trình tái cố định $CO_{2}$ [chu trình Canvin] diễn ra trong lục lạp của tế bào bao bó mạch. Cả hai chu trình này đều diễn ra vào ban ngày và ở hai nơi khác nhau trên lá.

III. THỰC VẬT CAM

- Gồm những loài mọng nước, sống ở vùng hoang mạc khô hạn như: xương rồng, dứa, thanh long…

- Để tránh mất nước, khí khổng các loài này đóng vào ban ngày và mở vào ban đêm $ \rightarrow$ cố định $CO_{2}$ theo con đường $CAM$.

- Pha tối ở thực vật $CAM$ gần giống với pha tối ở thực vật $C_{4}$, điểm khác biệt là về thời gian:

+ Ở thực vật $C_{4}$, cả 2 chu trình của pha tối đều diễn ra vào ban ngày.

+ Ở thực vật $CAM$ thì chu trình đầu cố định $CO_{2}$ tạm thời được thực hiện vào ban đêm khi khí khổng mở và chu trình Canvin tái cố định $CO_{2}$

thực hiện vào ban ngày khi khí khổng đóng.

Page 2

SureLRN