HĨA TỔNG HỢP VÀ QUANG TỔNG HỢPI. Hóa tổng hợp1. Khái niệm : Là q trình tổng hợp chất hữu cơ từ CO2 nhờ năng lượng của các phản ứng hố học do vi sinh vậtthực hiện.Phương trình tổng qt:A (Chất vơ cơ) + O2 →AO2 + QCO2 + RH2 + Q’ →Chất hữu cơ ( RH2 là chất hiđrơ )2.Các nhóm vi khuẩn hố tổng hợpa. Nhóm vi khuẩn lấy năng lượng từ các hợp chất chứa lưu huỳnh:2H2S + O2 → 2H2O + 2S + Q2S + 2H2O + 3O2 → 2H2SO4 + QCO2 + 2H2S + Q’ → 1/6 C6H12O6 + 2S + H2Ob. Nhóm vi khuẩn lấy năng lượng từ các hợp chất chứa nitơ: Gồm 2 nhóm nhỏ:+ Nhóm vi khuẩn nitrit hố: Oxi hố NH3 thành HNO22NH3 + 3O2 →2HNO2 + H2O + QCO2 + 2H+ + Q’ → 1/6 C6H12O6 + H2O (Q’= 6%Q)+ Nhóm vi khuẩn nitrat hố: Oxi hố HNO2 thành HNO32HNO2 + O2 →2HNO3 + QCO2 + 2H+ + Q’ → 1/6 C6H12O6 + H2O (Q’= 7%Q)c. Nhóm vi khuẩn lấy năng lượng từ các hợp chất chứa sắt:4FeCO3 + 6H2O + O2 → 4Fe(OH)3 + 4CO2 + QNhómVKĐại diệnHoạtđộngVai tròLoại VK lấy NL Loại VK lấy NL từ các hợp chất chứatừ các hợpnitơchất chứa lưuhuỳnhVK lưu huỳnh-VK nitrit hoá (Nitrosomonas)- VK nitrat hóa (Nitrobacter)VK oxi hoá• VK nitrit hoá: Chuyển hoá NH3H2S tạo ra NL:(amôniac) thành HNO2 (axit nitrơ)H2S + O2để lấy NL:H2O + 2S + Q2NH3 + 3O22HNO2 + 2H2O + Q.(1)6% NL thu được từ pứ trên dùng để2S + 2H2O +tổng hợp chất hữu cơ từ CO23O2C02 + 4 H + Q2 H2SO4 + Q1/6 C6 H12 O6 + H 2O(2)• VK nitrat hóa: oxi hóa HNO2 thànhhợp chấtHNO3hữu cơ:2 HNO2 +O2HNO3 + Q6CO2+ 12H2S+Q7% năng lượng thu được từ phản ứngC6H12O6 dùng để tổng hợp chất hữu cơ từ C02+ 6H2O + 12SC02 + 4 H + Q(3)1/6 C6 H12 O6 + H 2OLoại VK lấy NL từcác hợp chất chứasắtLàm sạchmôi trườngnước.Nhờ hoạt động củanhóm vi khuẩn nàymà Fe(OH)3↓ dần dầntạo ra các mỏ sắt.Đảm bảo chu trình tuần hoàn vậtchất (chu trình Nitơ) trong tự nhiênVK sắtVK sắt chuyển hóaFe2+ thành Fe3+ .4FeCO3 + O2 + 6H2OFe(OH)3 +4CO2+QNL thu được từ pứtrên dùng đểtổng hợp chất hữucơ.II.Quang tổng hợp:1.Khái niệm: Là q trình tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vơ cơ, ánh sáng nhờ các sắc tố quang hợp hấp thu.CO2 + H2O + Q’ → [CH2O] + O22.Sắc tố quang hợp: Lục lạp có hình cầu hoặc hình trứng, gồm:1Cake phân tử hữu cơ có khả năng hấp thụ ánh sáng được gọi là sắc tố quang hợpCó 3 nhóm sắc tố là: carotenoit, phicobilin (sắc tố phụ màu vàng, da cam, đỏ tím), clorophil là sắc tố chính( diệp lục có màu xanh)Cây rau rền tím có thực hiện quá trình quang hợp được ko? Mỗi loại sắc tố quang hợp chỉ hấp thụ ánh sáng ở những bước sóng xác định. Vì vậy mỗi loài cây có thể cónhiều loại sắc tố quang hợp (hệ sắc tố) Chất diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng có chọn lọc, tham gia trực tiếp vào các phản ứng quang hóa Sắc tố phụ hấp thụ được 10-20% tổng năng lượng do lá cây hấp thu được, bảo vệ chất DL khỏi bị phân hủykhi ánh sáng quá cao3.Cơ chế Quang hợpa.Tính chất 2 pha của quang hợp.?Gồm 2 pha:- Pha sáng: xảy ra ở Grana- Pha tối: xảy ra ở Stromaa.Pha sáng: Diễn ra các biến đổi quang lý và quang hóaNăng lượng: ánh sáng, ATP.Nguyên liệu: nước, ADP, NADP+Phản ứng:H2O + ADP + NADP+ → O2 + ATP + NADPH@Diễn biến pha sáng+ Giai đoạn quang lí: Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sángmặt trời, một số electron bức ra khỏi quĩ đạo chuyển động vàdi chuyển qua nhiều chất nhận electron, sự di chuyển này tạothế năng.+ Giai đoạn quang hoá:- Tổng hợp ATP từ một phần năng lượng thế năng của diệp lục.- Quang phân li H2O theo phương trình:H2O → 2H+ + O2 + 2e- H+ kết hợp với chất nhận H là NADP+ tạo thành NADPH làmnguyên liệu cho pha tối. Các e tạo ra để bù electron cho diệp lụcbị mất. Oxi giải phóng ra ngoài.b. Pha tối:@Gồm các phản ứng tổng hợp các chất hữu cơ từ CO2 khôngkhí và từ ATP và NADPH của pha sáng, được xúc tác bỡi cácenzim có trong stromaFCó nhiều con đường tổng hợp chất hữu cơ, sau đây là conđường phổ biến nhất: con đường C3 theo chu trình Canvin.2Phân biệt pha sáng, pha tốiKết quả quang hợp• Ngoài sáng: Cây xanh quang hợptạo ra lượng chất hữu cơ trong lánhiều gấp 20 lần nhu cầu →cây dựtrữ dinh dưỡng bằng cách:Gluco(lá)→Tinh bột(lá)→gluco(mạchrây) →Gluco(thân, rễ)→tinh bột(thân, rễ).• Ban đêm, hoặc mùa đông giá rét,nhu cầu dinh dưỡng lớn hơn→sửdụng dinh dưỡng dự trữ.---------------------------------------------------------------------------------------------3.Cơ chế quang hợp:a.Tính chất hai pha của quanghợp:b.Pha sáng của quanghợp(pha cần ánh sáng):Quang phân linước:Hình thành cácchất có tính khử mạnh:+ Tổng hợp ATP+ Hình thành các chất có tínhkhử mạnh(NADPH ở thực vậtvà NADH ở vi khuẩn quanghợp)+ Cung cấp O2Oxi trong quang hợp có nguồn gốc từ nước,được tạo ra trong quá trình quang phân li nước.6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2Sau khi được tạo ra,oxi phải qua lớp màng của túi tilacoit rồi qua lớp màng kép của lục lạp và cuối cùngphải đi qua lớp màng kép sinh chất và thành tế bào để rời khỏi tế bàoVậy để ra khỏi tế bào oxi phải qua 5 lớp màng và thành tế bào:3c) Pha tối của quang hợpChu trình xảy ra 3 giai đoạn chính:Tiếp nhận CO2 : Ribulozo 1,5 điphotpho(RiDP) tiếp nhận CO2 sau đó biến đổi thành 2 phân tử axit photphoglixeric(APG)APG bị khử thành andehit photpho glixeric (Al PG) nhờ ATP và NADPH của pha sáng.Một phần Al PG sẽ tái tạo lạiRiDP,phần còn lại tạo ra glucozod.Mối quan hệ giữa hai pha:Cả hai pha đều xảy ra trong lục lạp:pha sáng ở hạt grana,pha tối ở chất nền của lục lạpSản phẩm tạo ra từ pha sáng là ATP và NADPHđược đưa vào pha tối và cung cấp năng lượngcho sự đồng hóa CO2 thành cacbon hidrat ở phatốiSo sánh sự khác và giống nhau giữa pha sáng và pha tốiPha sángNơi xảy raHạt grana, màng tilacôitCơ chếÁsà dltố kích độngà quang phân li nước, hìnhthành NADPH, tổng hợp ATPPha tốiChất nền strômaEnzim xúc tácàChu trình Canvin (C3)4nguyên liệu tham giaÁS, H2OSản phẩm tạo thànhO2 , ATP, NADPH, H2OCO2 , ATP, NADPH, Ribôzơ 15diphotphat, và các enzimCác chất hữu cơMỐI LIÊN QUAN GIỮA HÔ HẤP VÀ QUANG HỢPĐặc điểmQuang hợpHô hấpC6H12O6+6O6à 6CO2 + 6H2O +PTTQCO2 + H2Oà CH2O +O2QNơi thực hiệnNăng lượngSắc tốĐặc điểm khácLục lạpÁnh sáng, H2OChủ yếu là diệp lụcTb quang hợp khi có đủ ásTy thểATPKhông cóMọi tb,mọi lúc, mọi nơi1.Tại sao chu trình canvin tuy không phụ thuộc vào ánh sáng nhưng lại không xảy ra vào ban đêm???Pha sáng bắt buộc diễn ra ngoài ánh sángvì nhiệm vụ là chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành năng lượngtrong ATP, NADPH. Năng lượng này được sử dụng ngay vào pha tối để tổng hợp chất hữu cơ. Vì vậy 2 pha này diễnra đồng thời. Buổi tối pha sáng ngừng thì pha tối cũng ngừngRiêng thực vật CAM do nắng nên CO2 không vào được. Ban đêm lỗ khí mở CO2 vào khi đó xẩy ra đồnghoá CO2 tạo ra hợp chất 4C. Ban ngày hợp chất 4C phân giải giải phóng CO2 tham gia chu trình C3.Tóm lại pha sáng và pha tối đều diễn ra ban ngày2. Lá cây màu đỏ quang hợp bằng cách nào?- Với nhiều người, hễ là thực vật thì hiển nhiên là có lá xanh. Vì lá xanh tức là có chất diệp lục, nhờ đó chúng mớiquang hợp, tạo ra chất hữu cơ để sống chứ! Ấy thế mà có kẻ lại chơi trội. Như rau dền đỏ, gỗ thích… chẳng hạn. Lácủa chúng đỏ tía lai. Chúng sống bằng gì, khí trời chắc?- Đương nhiên là chúng cũng dùng rễ hút dinh dưỡng và dùng lá để quang hợp rồi. Tạo hoá màu mè chút thôi. Bởi vìnhững lá này tuy màu đỏ, nhưng trong lá vẫn có chất diệp lục. Còn sở dĩ có màu đỏ là vì nó có chứa chất antocyanmàu đỏ. Tỷ lệ chất này trong lá so với diệp lục nhiều đến nỗi nó át cả màu xanh của diệp lục. Để chứng minh hiệntượng này, người ta chỉ cần nhúng những chiếc lá đỏ vào nước nóng, nó sẽ bộc lộ chân tướng ngay lập tức.- Khác với chất diệp lục, antocyan rất dễ bị hoà tan trong nước nóng. Vì vậy, khi bị luộc, chất antocyan sẽ tan dần vàlá cây chuyển từ đỏ thành xanh. Vậy là, tuy lá cây có màu đỏ, nhưng nó vẫn chứa chất diệp lục như thường.5 Show
Quá trình quang hợp chia làm hai pha: Pha sáng và pha tối:
Giai đoạn quang lý: Là giai đoạn hấp thu năng lượng ánh sáng nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp gọi chung là diệp lục và chuyển năng lượng giữa các sắc tố. Năng lượng ánh sáng hấp thu bởi các sắc tố khác sẽ được chuyển tới diệp lục a và bản thân phân tử diệp lục a hấp thu năng lượng ánh sáng. Sau khi hấp thu năng lượng ánh sáng, phân tử diệp lục ở trạng thái kích động (ký hiệu là DL*), dồi dào năng lượng. Giai đoạn quang hoá: Là giai đoạn chỉ sử dụng năng lượng photon hấp thu được vào các phản ứng quang hoá để hình thành nên các hợp chất dự trữ năng lượng và các hợp chất khử. Bao gồm quá trình quang hoá khởi nguyên, quá trình quang phân li nước và quá trình photphoril hoá quang hoá. Các quá trình đó được thực hiện cùng với dòng vận chuyển điện tử vòng và không vòng - Dòng vận chuyển điện tử vòng: Điện tử từ diệp lục qua chuỗi truyền điện tử, sau đó lại quay về diệp lục và trong quá trình truyền điện tử ATP được tổng hợp. Dòng vận chuyển điện tử không vòngSản phẩm của pha sáng: ATP, NADPH2, O2b.Pha tối của quá trình quang hợp Pha tối của quang hợp diễn ra cả khi có ánh sáng và trong tối tại stroma. Pha tối sử dụng sản phẩm của pha sáng (ATP, NADPH2), các enzim trong stroma và đường ribozơ 1,5đi (P) để cố định CO2. Như vậy, để khử ba phân tử CO2 cần 9ATP và 6NADPH2, tạo ra một phân tử C3 (glixeraldehit chứa liên kết cao năng) Bạn đã nghe đến quang hợp là gì nhưng chưa tìm hiểu sâu về vai trò của quang hợp. Hãy cùng BachkhoaWiki tìm hiểu nhé! Quang hợp còn có tên gọi khác là quang tổng hợp. Vậy quang hợp là gì? Hãy để BachkhoaWiki giải đáp thắc mắc này của bạn nhé!  Quang hợp là gì?Định nghĩa quá trình quang hợp là gì?Quang hợp (quang tổng 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 được diệp lục hấp thụ để tổng hợp Cacbohidrat và giải phóng khí oxy từ khí Cacbonic và nước. Hệ sắc tố quang hợp là gì?Hệ sắc tố quang hợp của lá gồm có 2 thành phần chính là diệp lục và Carotenoit. Ở thực vật thủy sinh và tảo còn có thêm sắc tố phụ Phycobilin. Đây là nhóm sắc tố quan trọng đối với thực vật thủy sinh và tảo vì sắc tố này giúp hấp thụ ánh sáng trong vùng lục (550 nm) và vàng (612 nm). Nguyên liệu của quang hợp là gì?Nguyên liệu của quá trình quang hợp là khí Cacbonic (CO2) và Nước (H2O). Sản phẩm của quá trình quang hợp là gì?Sản phẩm của quá trình quang hợp được coi là quan trọng nhất là đường Glucose. Phương trình quang hợpPhương trình quang hợp được thể hiện như sau: 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Vai trò của quang hợpQuang hợp có vai trò quan trọng đối với sự sống của sinh vật, dưới đây là một số vai trò quan trọng của quá trình quang hợp:
Pha sáng của quá trình quang hợpTrước tiên, chúng ta cần tìm hiểu pha sáng là gì. Pha sáng là quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học trong ATP và NADPH. Pha sáng của quá trình quang hợp diễn ra trên màng Tilacoit của lục lạp. Cụ thể là:
ATP và NADPH được tạo ra ở pha sang sẽ tham gia vào pha tối phục vụ cho việc tổng hợp đường Glucose (C6H12O6). Phương trình tổng quát của quá trình này được thể hiện như sau: 12H2O+18ADP+18Pi+12NADP+→18ATP+12NADPH+6O2 Pha tối của quá trình quang hợpĐây là một phản ứng diễn ra cả ngày lẫn đêm trong lục lạp. ATP và NADPH từ pha sáng là một coenzyme nhờ đó Carbon Dioxide liên kết. Quá trình được thực hiện trên chúng được chia thành 2 phần: Cố định Carbon: Khi cố định Carbon có thể làm theo nhiều cách. Các nhà thực vật học đã xác định được 3 cách như sau:
Chu trình calvinChu trình Calvin là quá trình trong đó Carbon Dioxide được chuyển hóa thành đường Glucose được thực vật sử dụng để hô hấp như nguồn Carbon. Đây là giai đoạn thứ 2 của quá trình quang hợp và quan trọng nhất đối với các loài thực vật vì nhờ nó mà thực vật có thể tồn tại, thải oxy cả ngày và đêm. So sánh quá trình quang hợp với hô hấpNhiều bạn có sự nhầm lẫn giữa hai quá trình này. Dưới đây là một số sự khác biệt giữa quá trình quang hợp và hô hấp như quang hợp là gì, hô hấp là gì, phương trình của hai quá trình này, sản phẩm tạo ra, nơi thực hiện và cơ chế thực hiện của hai quá trình này:
Xem thêm:
Như vậy bài viết trên đã mang đến cho các bạn những thông tin cần thiết và quan trọng liên quan đến quang hợp là gì. Hãy Like và Share để ủng hộ BachkhoaWiki tiếp tục hoạt động và sáng tạo thêm nhiều bài viết có nội dung hay nữa nhé! |
