SGK Sinh Học 10 - Bài 17. Quang hợp

I - KHÁI NIỆM QUANG HỢP
Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ các nguyên liệu vô cơ. Trong sinh giới, chỉ có thực vật, tảo và một số vi khuẩn có khả năng quang hợp.
Quang họp ở vi khuẩn có những điểm khác biệt nhỏ so với quang họp ở thực vật và tảo. Bài này chủ yếu đề cập tới quá trình quang hợp ở mức độ tế bào của phần lớn các cơ thể quang họp là thực vật và tảo.
Phương trình tổng quát của quang hợp như sau :
CO2 + H2O + Năng lượng ánh sáng —» (CH2O) + O2
II - CÁC PHA CỦA QUÁ TRÌNH QUANG HỢP
Ánh sáng
H2O	O2	co2 (CH2O)
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 rá 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 diên ra trong chất nền của lục lạp. Quá trình sử dụng ATP và NADPH trong pha tối sẽ tạo ra ADP và NADPrì Các phân tử ADP và NADP4" này sẽ được tái sử dụng trong pha sáng để tổng hợp ATP và NADPH.
▼ Theo em câu nói: “Pha tối của quang hợp hoàn toàn không phụ thuộc vào ánh sáng” có chính xác không ? Vì sao ?
Pha sáng
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành dạng năng lượng trong các liên kết hoá học của ATP và NADPH. Vì vậy, pha này còn được gọi là giai đoạn chuyển hoá 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 electron quang hợp. Chính nhờ hoạt động của chuỗi chuyền electron quang hợp mà NADPH và ATP sẽ được tổng hợp.
Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi chuyền electron 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.
O, 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	Pha tô'i
 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 hoá học kế tiếp nhau được xúc tác bởi các enzim khác nhau.
" + ADP +	 > NADPH + ATP + O2
(Chú thích : NLAS là năng lượng ánh sáng, ® ị là phôtphat vô cơ)
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 co, 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 (A/PG). Một phần A/PG sẽ được sử dụng để tái tạo RiDP. Phần còn lại biến đổi thành tinh bột và saccarozo. 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.
Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời biến đổi CO2 thành cacbohiđrat. Quá trình quang hợp thường được chia thành 2 pha là pha sáng và pha tối.
Pha sáng là giai đoạn phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng. Pha này diễn ra trong màng tilacôit của lục lạp. Thông qua pha sáng, năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng trong ATp và NADPH. Ôxi được giải phóng từ nước trong pha sáng.
Trong pha tối (pha cố định CO7) của quang hợp, với sự tham gia của ATp và NADPH tạo ra từ pha sáng, co 2 sẽ bị khử thành các sản phẩm hữu cơ.
Câu hỏi và bài tập
Quang hợp được thực hiện ở những nhóm sinh vật nào ?
Quang hợp thường được chia thành mấy pha là những pha nào ?
Những phân tử nào chịu trách nhiệm hấp thụ năng lượng ánh sáng cho quang hợp ?
ôxi được sinh ra từ chất nào và trong pha nào của quá trình quang hợp ?
Ở thực vật, pha sáng của quá trình quang hợp diễn ra ở đâu và tạo ra sản phẩm gì để cung cấp cho pha tối ?
Pha tối của quang hợp diễn ra ở đâu ? sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình C3 là gì ? Tại sao người ta lại gọi con đường C3 là chu trình ?
Em eó biết ?
Tất cả mọi thực vật và động vật trên Trái Đất đều tiến hành quá trình hô hấp tế bào để thu được năng lượng dưới dạng các phân tử ATP. Quá trình này, cũng giống như quá trình đốt cháy các nhiên liệu xăng, dầu, than, gỗ... đều tiêu thụ ôxi và sinh ra khí cacbônic. Người ta ước lượng rằng, cứ mỗi giây trôi qua, quá trình hỗ hấp của sinh vật và các quá trình đốt cháy nhiên liệu khác sẽ tiêu tốn khoảng 10 000 tấn ôxi. Với tốc độ này, tất cả ôxi của khí quyển sẽ bị sử dụng hết trong khoảng 3000 năm. Thật may mắn cho chúng ta là các chất hữu cơ cũng như ôxi của khí quyển bị tiêu hao trong quá trình hô hấp và đốt cháy sẽ được bù lại nhờ hoạt động quang hợp. Chính nhờ quá trình quang hợp mà hàm lượng khí ôxi và cacbônic của khí quyển Trái Đất được duy trì ổn định, đảm bảo cho cuộc sống của sinh vật. Tuy nhiên, từ khi có cuộc cách mạng công nghiệp ỏ thế kỉ thứ XIX, hàm lượng CO2 trong khí quyển đã tăng lên khoảng 27% và gây ra hiệu ứng nhà kính.