quang hợp ở thực vật

NHÓM 5
1.Hồ Thị Tây 0953010614
2.Đỗ Kim Cương 0953012060
3.Đỗ Thị Hoàng Xuân 0953010915
4.Đỗ Thị Vui 0953010888
5.Phạm Lan Phương 0953010537
6.Nguyễn Thị Bích 0953010038
7.Nguyễn Thị Kim Ngân 0953012437
8.Nguyễn Thị Đài Trang 0953012756
9.Nguyễn Quang Hưng 0953010227
10.Nguyễn Đức Hạnh 0953010175
11.Võ Thị I Na 0953010411
12.Phạm Thị Thu Hà 0953010164
13.Nguyễn Thị Cẩm Tú 0953010841
26/05/15 1
Tại sao phải trồng cây
xanh ?
Tại sao Động vật lại
sống được ?
Tại sao con người có
thể sống được ?
Tại sao lá cây lại có
màu xanh ?
Cyanobacterya có màu
xanh
26/05/15 3
I. ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG HỢP
1. Định nghĩa về quang hợp
- Năm 1772, lần đầu tiên, ông J. Priestley (người Anh) chứng minh rằng cây xanh tạo O
2
làm

tinh khiết các khí do động vật thải ra.
- Năm 1777, thí nghiệm được lặp lại chứng minh rằng, chỉ có phần xanh dưới ánh sáng mặt
trời mới tạo ra O
2.
- Năm 1782, J. Senerbier chứng minh phải có CO
2
và 1804 de Suasure cho thấy phải có
Nước
Như vậy, đến đầu thế kỉ thứ 19, đã có phương trình tổng quát:
thực vật xanh
CO
2
+ H
2
O + ánh sáng Chất hữu cơ + O
2
- Năm 1930, van Neil cho thấy một số vi khuẩn quang hợp sử dụng H
2
S thay cho H
2
O và tạo
ra S thay cho O
2
. Chứng tỏ rằng O
2
thoát ra có nguồn gốc từ H
2
O.
- Tiếp theo, biết rằng sắc tố lục của cây xanh là cholorophyll cần cho sự phân huỷ nước, và
phương trình tổng quát như sau:

Cholorophyll
6CO
2
+ 12H
2
O + ánh sáng 6O
2
+ C
6
H
12
O
6
+ 6H
2
O
26/05/15 1

Quang hợp là quá trình trao
đổi chất chỉ thực hiện ở tế bào
thưc vật xanh, tảo, một số
nguyên sinh động vật và các vi
khuẩn quang hợp.
- Trong quang hợp, năng lượng
ánh sáng mặt trời được tế bào thu
nhận nhờ sắc tố chlorophyll và
sử dụng để khử các chất vô cơ
CO
2
và H

2
O thành cacbonhydrate
và O
2.
26/05/15 5
Thực vật xanh
Tảo đốm nâuTảo rong mơ
Rong biển
Tảo Lam
Tảo rong mơ
Tảo Lục
26/05/15 1
- Chu trình Carbon trong tự nhiên phụ thuộc chủ yếu vào hai quá
trình sinh hoá: Quang hợp và Hô hấp.
 Quang hợp thu nhận năng lượng mặt trời để phân giải H
2
O và
chuyển H
2
từ nước qua CO
2
tạo carbohydrate. Chúng nhờ cấu trúc
đặc biệt chỉ biến quang năng thành hoá năng và tích trữ ở dạng các
hợp chất hữu cơ, không tạo thêm cũng không huỷ hoại vật chất hay
năng lượng.
 Hô hấp phân huỷ glucose và các chất hữu cơ để giải phóng
năng lượng hoàn trả Hydro cho Oxi khí quyển tái lập nước. Quá
trình hô hấp sẽ oxi hoá C của glucose hoàn toàn đến CO
2
- Quang hợp và hô hấp là hai quá trình diễn ra song song, đối lập,

nhưng là hai nhân tố quan trọng để duy trì sự sống ổn định trên trái
đất.
2. Chu trình Carbon trong tự nhiên.
26/05/15 1
Chu trình Carbon trong tự nhiên
-
Chlorophyll là chất hấp thụ ánh sáng, nếu ta nhìn thấy màu lục thì có thể
rút ra một số điểm như sau:
-
Thứ nhất, chlorophyll không hấp thụ tất cả các bước sóng, trong đó có
bước sóng xanh lục nên phản chiếu làm mắt nhìn thấy màu xanh lục.
-
Thứ hai,chrolophyll hấp thụ các bước sóng khác để thu năng lượng.
- Lục lạp có nhiều thylakoid màu lục vì màng của nó chứa Chlorophyll là
chất không hấp thu màu lục, phản chiếu lên mắt nên ta thấy lá cây có màu
xanh.
-
Việc hấp thu năng lượng cho việc quang hợp được thực hiện nhờ vào cấu
trúc phức tạp của màng thylakoid với chlorophyll-chất lõi trung tâm của
quang hợp.
-
Phân tử chlorophyll có cấu trúc vòng, nơi photon ánh sáng kích thích
điện tử lên mức năng lượng cao hơn và truyền đi.
26/05/15 1
3. Sự hấp thu năng lượng ở lá cây
Cấu tạo của diệp lục
26/05/15 1
Cấu tạo của Lục Lạp (Chloraplast)
Cấu tạo của Lục Lạp (Chloroplast)
26/05/15 1

4. Sơ đồ khái quát của
quang hợp.
- Quang hợp được thực
hiện chủ yếu ở bào quan
lục lạp của tế bào, gồm hai
pha:
- Pha sáng: thu nhận và
tích trữ năng lượng ở dạng
ATP và NADPH.
- Pha tối: sử dụng năng
lượng để tổng hợp nên các
chất hữu cơ.
Quang phosphoryl hoá có nghĩa là sử dụng ánh sáng để
phosphoryl hoá (thêm nhóm phosphate vô cơ Pi – phosphore
iorganic) vào một phân tử, thường là ADP.
enzyme
ADP + Pi + năng lương ánh sáng ATP
Lục lạp có chứa các sắc tố để hấp thu ánh sáng như: chlorophyll
a, b, c, hay d, caroten và sắc tố vàng cam.
II. PHA SÁNG: SỰ QUANG PHOSPHORYL HOÁ
26/05/15 13
1.Vai trò của các sắc tố trong quang
hợp.
a.Chrolophyll
- Chrolophyll a: C
55
H
72
O
5

N
4
Mg, là
chất phổ biến hơn cả và giữ vai trò
chủ yếu trong quang hợp
- Chrolophyll b: C
55
H
70
O
6
N
4
Mg
- Hầu hết các sắc tố Chrolophyll
đều có khả năng thâu được năng
lượng của photon ánh sáng.
- Các Chrolophyll hấp thụ quang
phổ hơi tím, xanh tím và đỏ còn lục
và cam thì rất ít.
-
β
-caroten là sắc tố màu vàng,
hấp thu ánh sáng có bước sóng từ
450 đến 550nm và chuyển năng
lượng ánh sáng đến trung tâm phản
ứng quang hợp.
b. Đơn vị quang hợp
- Trong lục lạp, Chlorophyll và các sắc tố hỗ trợ được tổ chức thành
nhóm hoạt động gọi là các đơn vị quang hợp (photosynthetic units ).

- Mỗi đơn vị gồm khoảng 300 phân tử sắc tố như Chlorophyll a, b và
carotenoid.
- Một phân tử sắc tố ở mỗi đơn vị khác với tất cả số còn lại, đó là
chlorophyll a chuyên biệt hoạt động như trung tâm phản ứng. Các
phân tử sắc tố khác có chức năng như các antenne thu nhận năng
lượng ánh sáng.
- Năng lượng ánh sáng đến với các đơn vị gián đoạn là photon.
26/05/15 1
Photon ánh sáng kích thích điện tử
Thường gặp 2 trạng thái: bên trái: ở các antenna. Bên phải: ở
các trung tâm phản ứng.
Có hai quá trình thu giữ năng lượng từ các điện tử được
kích thích:

Con đường vòng tròn (cyclic photo- phosphorylation ):
xảy ra chỉ một trong hai kiểu đơn vị quang hợp có ở
phần lớn thực vật.

Con đường không vòng tròn( noncyclic): xảy ra ở cả
hai.
26/05/15 1
2.Sự quang phosphoryl hoá vòng
Quang Phosphoryl hóa vòng
Freedoxin
H
+
(ADP + Pi ATP)
Cytochrome
Plastocyanin
2

2
2
2
3. Hệ thống quang hợp I(QH I) QH II
a. Hệ thống quang hợp I
- Ánh sáng kích thích chlorophyll a làm mất 2 điện tử. Chúng
được chuyển đến NADP qua Ferredoxine(Fd) để khử thành
NADPH nhờ NADP reductase. Một phần điện tử qua Fd
đến cytochrome về P700 vào quang phosphoryl hóa vòng.
- NADPH không chuyền mà lập tức làm chất cho (donor) điện tử
để khử CO
2
tạo carbohydrate, đó là sự cố định carbone.
Điện tử từ chlorophyll qua chuỗi chuyền điện tử đến
NADP
+
rồi carbohydrate. Một phần năng lượng tạo ATP
trước khi điện tử đến NADP
+
26/05/15 1
-
QH II(photosystem II) gồm chlorophyll chuyên hóa P680 làm
trung tâm phản ứng của đơn vị quang hợp, các phân tử antenne và
một chuỗi chuyền điện tử đặc biệt có plastoquinone(Q),
cytochrome và plastocyanine(PC).
-
Khi nồng độ NADP đã tích luỹ đủ nhưng thực vật vẫn cần năng
lượng(ATP), thì con đường không vòng tròn sẽ chuyển hoá thành
dạng vòng tròn.
- Phản ứng quang phân nước (photolyse) được thực hiện ở lục lạp

do ánh sáng theo phương trình tổng quát sau:
2H
2
O 4e
-
+ 4H
+
+O
2
ánh sáng
P680
26/05/15 1
b. Hệ thống quang hợp II
Enzyme phân hủy nước
Con đường e không vòng
Photphorin hóa vòng
Photphorin hóa không
vòng
Con đường đi của
điện tử
Vòng
(e qua dãy truyền điện tử
rồi trở về chl)
Không vòng
(e từ chl chuyển đến
khử NADP, e bù lại
cho chl là e của H
2
O)
Sản phẩm

Chỉ tạo ATP ATP,NADH
2
và O
2
Chuỗi truyền điện
tử
ferredoxin, xitocrom b6,
xitocrom f
-plastoquinon,
plastoxyanin và
xitocrom 7
Hệ sắc tố
PSI PSI và PSII
Bảng so sánh con đường electron vòng và electron không vòng
4. Sự hoạt động của 2 hệ thống quang hợp
a. Quang phân nước: trong thylakoid, phân tử nước nhờ ánh sáng
bị phân hủy thành O
2
, các ion hydro và các điện tử. Chúng thay
thế các điện tử bị mất của P680.
b. Hệ thống quang II: sắc tố antenna hấp thụ năng lượng ánh sáng
chuyển đến chlorophyll P680 đưa điện tử vào hệ chuyền điện tử
vào hệ chuyền điện tử tới P700 thay thế các điện tử bị mất từ
QH1.
c. Hệ thống quang I: ánh sáng đập vào sắc tố antenna. Sự rung
động nhanh truyền từ phân tử qua phân tử tới P700. điện tử
được kích thích và đi dọc chuỗi chuyền điện tử xuyên màng
thylakoid vào stroma, nơi xảy ra phản ứng tạo NADPH.
d. Hóa thấm thấu tạo ATP:
-

Lục lạp tổng hợp ATP qua hoá thẩm thấu.
-
Năng lượng qua một chuỗi các chất nhận được dùng để bơm
proton vào trong màng thylakoid điều này làm giảm pH trong
màng.
- Các ion H+ có nồng độ cao có xu hướng đi ra ngoài. Tuy nhiên
màng thylakoid chỉ cho chúng qua một số điểm có gắn enzyme
ATP – synthetase, được gọi là phức hợp CF0-CF1 (CF0-CF1
complex) xuyên thủng màng thylakoid cả 2 phía tạo kênh, qua đó
các proton có thể thoát ra ngoài kèm theo việc tổng hợp ATP.
4. Sự hoạt động của hệ thống quang hợp
26/05/15 1
TỔNG QUAN VỀ
QUANG HỢP
*Vi khuẩn lam Cyanobactoria.
- Là sinh vât tự dưỡng
-
Có khả năng quang hợp với cơ
chế giống như thực vật.
-
Sắc tố chuyển hoá năng lượng
ánh sáng chính là Chrolophyll a
-
Không có lục lạp, nhưng có
thylakoid tham gia phản ứng pha
sáng.
-
Sự hoà lẫn giữa chrolophyll màu
lục với các sắc tố đỏ xanh tạo màu
lam cho vi khuẩn.

26/05/15 1
5. So sánh các phản ứng sáng giữa vi khuẩn và thực vật.
Cyanobacteria