- 1. Quang hợp là gì?
- Khái niệm Quang hợp
- Sơ đồ quang hợp ở thực vật
- Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp
- 2. Vai trò của quang hợp
- 3. Ý nghĩa của quá trình quang hợp đối với thực vật
- 4. Một số câu hỏi về quang hợp
- 4.1. Sản phẩm quang hợp là gì?
- 4.2. Quang hợp có vai trò gì đối với con người?
- 4.3. Quang hợp có ở mọi loài sinh vật?
- 4.4. Quang hợp có mấy giai đoạn?
- 4.5. Cơ quan thực hiện quang hợp là gì?
- 4.6. Chức năng và thành phần hệ sắc tố quang hợp của lá là gì?
- 4.7. Quang hợp có mấy pha?
- 4.8. Có mấy nhóm sắc tố quang hợp? Hệ sắc tố có vai trò gì?
- 4.9. Sự khác nhau giữa quang hợp và hô hấp
Quang hợp là gì?
Khái niệm Quang hợp
Quang hợp hay còn được gọi với tên là quá trình quang hợp. Quang hợp là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời của thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Trong quá trình quang hợp, năng lượng ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbonhidrat và giải phóng oxy từ khí cacbonic và nước.
Trong Tiếng Anh, quang hợp là photosynthesis.
Photosynthesis is the process in which light energy is converted to chemical energy in the form of sugars. In a process driven by light energy, glucose molecules (or other sugars) are constructed from water and carbon dioxide, and oxygen is released as a byproduct.
Sơ đồ quang hợp ở thực vật
Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Vai trò của quang hợp
Quá trình quang hợp đóng vai trò quan trọng đối với sự sống của các sinh vật trên trái đất. Toàn bộ sự sống trên hành tinh đều phụ thuộc vào quá trình quang hợp. Quá trình quang hợp có 3 vai trò chính, gồm:
- Tổng hợp chất hữu cơ: Sản phẩm của quang hợp là tạo ra nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho mọi sinh vật, là nguyên liệu cho công nghiệp và làm ra thuộc chữa bện cho con người.
- Cung cấp năng lượng: Năng lượng trong ánh sáng mặt trời được hấp thụ và chuyển hóa thành hóa năng trong các liên kết hóa học. Đây là nguồn cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của các sinh vật.
- Cung cấp O2: Quá trình quang hợp của cây xanh hấp thụ khí CO2 và giải phóng O2 giúp điều hoad không khí, giảm hiệu ứng nhà kính, đem lại không khí trong lành cho trái đất và cung cấp dưỡng khí cho các sinh vật khác.
Ý nghĩa của quá trình quang hợp đối với thực vật
- Quang hợp mang lại nguồn năng lượng để đáp ứng nhu cầu sinh sống và tồn tại cho mọi sinh vật.
- Quang hợp là chuỗi phản ứng hóa học giúp cung cấp và cân bằng lượng khí Oxy và cacbondioxit trong không khí
- Cung cấp nguồn thực phẩm cho con người vì chúng ta đa phần sử dụng thực vật làm thức ăn
- Mang đến nguồn nguyên liệu cho hoạt động sản xuất của con người như than đá, dàu mot, khí đốt,..
- Cung cấp và phát triển các nền công nghiệp phong phú như: công nghiệp may, công nghiệp gỗ, công nghiệp giấy,..
Quang hợp có ý nghĩa quan trọng với sự tồn tại của mọi sinh vật trên Trái Đất hoặc có thể hiểu mọi hoạt động sống đều phụ thuộc vào quá trình quang hợp.
Một số câu hỏi về quang hợp
Sản phẩm quang hợp là gì?
Sản phẩm của quá trình quang hợp bao gồm: Oxy và hợp chất hữu cơ (có thể là đường glucozơ hoặc tinh bột tùy vào loại thực vật thực hiện quá trình quang hợp).Thực vật dùng năng lượng ánh sáng mặt trời để phản ứng với CO2 và H2O từ đó tạo nên tinh bột và khí oxy giúp cân bằng không khí trong lành hơn. Ngoài sản phẩm của quá trình này còn là nguồn năng lượng dồi dào giúp duy trì sự tồn tại của con người và sinh vật trên Trái đất.
Quang hợp có vai trò gì đối với con người?
- Mang đến nguồn lương thực, thực phẩm dồi dào vì đa số chúng ta có khoảng 80 % ăn sản phẩm có nguồn gốc thực vật.
- Cung cấp nguồn năng lượng cho con người thực hiện các hoạt động sản xuất như than đá, dầu mỏ,...
- Cung cấp nguồn nguyên liệu để phát triển nền công nghiệp như công nghiệp dệt may, công nghiệp gỗ, công nghiệp giấy...
- Nhờ quang hợp mà sinh vật có thêm nguồn chất hữu cơ dồi dào.
Quang hợp có ở mọi loài sinh vật?
- Quang hợp là gì và nếu như không có quá trình quang hợp xảy ra thì sẽ như thế nào? Quang hợp là quá trình đặc biệt có vai trò mật thiết với hoạt động sống của con người và mọi loài sinh vật.
- Từ quá trình quang hợp mà sinh vật được đáp ứng nhu cầu vê nguồn chất dinh dưỡng là nguồn chất hữu cơ phong phú.
- Quang hợp còn quyết định đến việc duy trì và phát triển hoạt động sống của con người, mọi sinh vật.
Quang hợp có mấy giai đoạn?
- Giai đoạn quang vật lí
Diệp lục có thẻ hấp thu ánh sáng rất lớn nên khi photon ( lượng tử ánh sáng ) chạm vào diệp lục thì lập tức được hấp thu rồi chuyển đến điện tử ở phân tử diệp lục. Sau đó chúng ta sẽ được chuyển lên trạng thái năng lượng cao hơn nhưng vì không bền nên sẽ quay lại trạng thái ban đầu ngay lập tức và cũng năng lượng vừa được hấp thụ cũng được giải phóng.
- Lúc được chiếu sáng thì diệp lục giải phóng ra năng lượng dạng ánh sáng huỳnh quang hoặc nhiệt khi diệp lục tách ra khỏi tế bào. Còn ở trường hợp diệp lục còn trong tế bào thì năng lượng sẽ truyền từ phân tử này đến phân tử khác trong trạng thái kích thích. Sau đó sẽ qua trung tâm phản ứng rồi chuyển đến chất nhận diện rồi chuyển biến thành năng lượng cho tế bào sử dụng khi tham gia chuỗi phản ứng.
- Giai đoạn quang hóa học:
Trong giai đoạn quang hóa học sẽ có 2 quá trình diễn ra là quang phosphoryl hóa vòng và quang phosphoryl hóa không vòng.
Quang phosphoryl hóa vòng:( P700 - trung tâm phản ứng) Diệp lục sau khi hấp thụ ánh sáng sẽ chuyển điện tử lên trạng thái kích thích rồi tập trung ở P700 sau đó chuyển đến chất nhận diện điện tử sơ cấp. Lúc này điện tử sẽ chuyển sang Feredoxin ( Fd ) → phức hợp cytochrome → qua plastocyanin → về lại diệp lục ⇒ giải phóng ra 1 ATP. Quá trình này chủ yếu ở vi khuẩn quang hợp, năng lượng của quá trình phosphoryl hóa vòng khoảng 25 Kcal / M.
Quang phosphoryl hóa không vòng: cơ chế hấp thu năng lượng của quá trình này gồm có quang phân ly nước, hệ thống quang I, hệ thống quang II. Hệ thống quang I có trung tâm oharn ứng là P700, hệ thống quang II có trung tâm phản ứng là P680. Phân tử diệp lục hấp thu 2 quang tử và chuyển sang trạng thái kích thích và chuyển năng lượng hấp thu đó tạo ta ATP và NADPH2.
Cơ quan thực hiện quang hợp là gì?
Đối vơi tảo và vi khuẩn lam thì sử dụng chlorophyll và sản sinh ra oxy trong quá trình quang hợp. Với một số loài vi khuẩn quang dưỡng sử dụng bacteriochlorophylls để thực hiện quá trình quang hợp và không sản sinh ra oxy.
Chức năng và thành phần hệ sắc tố quang hợp của lá là gì?
Thực vật quang hợp nhờ vào chất diệp lục. Chất diệp lục chứa trong hệ sắc tố quang hợp ở lá cùng với carotennit. Các sắc tố diệp lục hấp thụ năng lượng khi bề mặt lá hấp thụ ánh sáng mặt trời sau đó thì thực hiện quá trình quang hợp.
Diệp lục và caroteniit chính là hệ sắc tố quang hợp của lá còn phycobilin thì là sắc tố phụ ở nhóm thực vật thủy sinh và tảo. Sắc tố phụ phicobilin có khả năng hập thụ ánh sáng trong vùng vàng ( 612 nm ) và vùng lục ( 550 nm ).
Quang hợp có mấy pha?
Quá trình quang hợp gồm có 2 pha
- Pha sáng:
- Được xem là giai đoạn chuyển hóa năng lượng vì ở giai đoạn này năng lượng ánh sáng sẽ chuyển thành năng lượng ở các liên kết hóa học ở ATP và NADPH
- Vị trí: ở màng tilacoit
- Nguyên liệu gồm có: năng lượng ánh sáng, nước, ADP, NADP +
- Diến biến: Sắc tố quang hợp sẽ hấp thu năng lượng ánh sáng sau đó chuyển vào chuỗi chuyền electron quang hợp trải qua một loạt các phản ứng oxy hóa khử, rồi chuyển đến ADP và NADP + để tạo thành ATP và NADPH
- Sản phẩm ở pha sáng gồm: ATP, NADPH, Oxy.
- Pha tối:
- Giai đoạn này là quá trình cố định CO2 vì CO2 sẽ bị khử thành cacbohidrat
- Vị trí: trong chất nền của lục nạp
- Nguyên liệu gồm có: ATP, NADPH, CO2
- Diến biến: CO2 + RiDP → hợp chất 6 C không bền → hợp chất 3 C bền vững → AlPG có 3 C → cacbohidrat.
- Sản phẩm: glucozo và sản phẩm hữu cơ khác.
Có mấy nhóm sắc tố quang hợp? Hệ sắc tố có vai trò gì?
Có mấy nhóm sắc tố quang hợp?
- Diệp lục: tạo màu xanh, là nhóm sắc tố có vai trò quan trọng nhất trong quang hợp.
- Carotenoid: tạo màu vàng, cam, đỏ, gồm 2 loại là xanthophyll và carotene
Hệ sắc tố có vai trò gì?
Phân tử sắc tố hấp thụ photon ánh sáng và chuyển thành trạng thái có electron bị kích động. Năng lượng đã bị hấp thụ được truyền cộng hưởng đến phân tử sắc tố khác rồi đến phân tử diệp lục a → biến đổi quang năng thành hóa năng trong ATP và NADPH.
Sự khác nhau giữa quang hợp và hô hấp
| Quang hợp | Hô hấp | |
| Khái niệm | - Là quá trình sử dụng chất diệp lục để hấp thụ ánh sáng. Sử dụng các năng lượng này để tạo ra các chất hữu cơ | - Là quá trinh oxy hóa các chất hữu cơ thành khí cacbonic và nước. Giải phóng năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của cây. |
| Phương trình | 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O | C6H12O6 + 6 H2O → 6 CO2 + 6 H2O + năng lượng |
| Sản phẩm tạo ra | Hợp chất hữu cơ và O2 | CO2 và năng lượng |
| Nơi thực hiện | Lục lạp | Các tế bào và ti thể của mọi tế bào sống |
| Cơ chế | - Diễn ra ở pha sáng và pha tối | - Quá trình phân giải đường - Hô hấp yếm khí - Chu kì Crep - Chuỗi truyền điện tử |