tiểu luận đề tài Lục lạp quá trình quang hợp

LOGO
LOGO
www.trungtamtinhoc.edu.vn
LỤC LẠP
QUÁ TRÌNH QUANG HỢP
www.trungtamtinhoc.edu.vn
PHẦN 1: LỤC LẠP
www.trungtamtinhoc.edu.vn
NỘI DUNG
CẤU TẠO HÌNH THÁI
1
2
THÀNH PHẦN HÓA HỌC
3
CHỨC NĂNG LỤC LẠP
4
CÁC SẮC TỐ QUANG HỢP
www.trungtamtinhoc.edu.vn
LỤC LẠP
Lục lạp là bào quan phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong thế
giới thực vật, vì nó thực hiện chức năng quang hợp biến năng lượng
của ánh sáng mặt trời thành năng lượng hoá học để cung cấp cho toàn
bộ thế giới sinh vật.
Hình thái của lục lạp
Trong các tế bào khác nhau ở các loài cây khác nhau thì hình dạng
của lục lạp cũng khác nhau.
Ở thực vật bậc thấp: có dạng hình lưới, hình giải xoắn, hình sao
dẹp… Ở thực vật bậc cao: thường có dạng hình cầu, hình trứng hoặc
hình đĩa.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
LỤC LẠP

Tảo sao (Zygnema)
Tảo hình liềm (Closterium)
Tảo xoắn (Spirogyra)
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CẤU TẠO HÌNH THÁI
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CẤU TẠO HÌNH THÁI
- Lục lạp có cấu trúc màng hai lớp.
- Màng ngoài rất dễ thấm, màng
trong rất ít thấm, giữa màng ngoài và
màng trong có một khoang giữa màng.
- Màng trong bao bọc một vùng
không có màu xanh lục được gọi là
stroma tương tự như chất nền matrix
của ty thể.
- Stroma chứa các enzyme, các
ribosome, ARN và ADN.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CẤU TẠO HÌNH THÁI
- Hệ thống quang hợp hấp thu ánh
sáng, chuỗi chuyền điện tử và ATP
synthetase, được chứa trong màng thứ 3
tách biệt. Màng này hình thành một tập
hợp các túi dẹt hình đĩa gọi là thylakoid.
- Màng của thylakoid tạo nên một
khoảng trong thylakoid tách biệt với
stroma.
- Các thylakoid có xu hướng xếp chồng
lên nhau tạo thành phức hợp gọi là grana.
- Diệp lục tố nằm trên màng thylakoid

nên grana có màu lục.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
THÀNH PHẦN HÓA HỌC
- Protein chiếm khoảng 35 - 55%, trong đó có khoảng 80% dạng không hoà
tan và liên kết với lipid thành lipoproteide, dạng hoà tan có thể là các enzyme.
- Lipid chiếm khoảng 20 - 30% gồm lipid trung tính, steroid, hospholipid.
- Gluxit như tinh bột, đường.
- Các acid nucleic: ARN từ 2 - 4%, ADN từ 0,2 - 0,5%.
- Thành phần vô cơ: Fe, Cu, Mn, Zn, ngoài ra còn có cytocrom, vitamin K, E
- Các sắc tố quang hợp chlorophill, các carotenoid như carotin, xantophin
và ficobilin.
- ATP, NAD.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CHỨC NĂNG
Lục lạp thực hiện quá trình quang hợp. Nhờ chlorophyll chứa trong lục lạp
mà cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và biến chúng thành năng
lượng hoá học trong ATP để tổng hợp các chất hữu cơ.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CÁC SẮC TỐ QUANG HỢP - CHLOROPHYLL
- Là sắc tố quang hợp màu xanh lá
cây, có khả năng hấp thụ năng lượng
ánh sáng chọn lọc: mạnh nhất - vùng
xanh tím (λ = 430-460 nm) và vùng
đỏ (λ = 620-700 nm). Có 2 loại:
+ Chlorophyll a: C
55
H
72
O
5

N
4
Mg
+ Chlorophyll b: C
55
H
70
O
6
N
4
Mg
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CHLOROPHYLL
Nhân diệp lục là phần quan trọng nhất, gồm
1 nguyên tử Mg ở trung tâm liên kết với 4
nguyên tử N của 4 vòng pyrol tạo nên vòng Mg-
pocphirin rất linh hoạt.
- Phần nhân diệp lục có một hệ thống nối
đôi đơn cách đều tạo nên phân tử diệp lục có
hoạt tính quang hoá mạnh.
- Khả năng hấp thu ánh sáng phụ thuộc số lượng liên kết đôi trong phân tử.
- Hệ thống liên kết có năng lượng liên kết rất nhỏ nên dễ dàng bị kích động
khi tiếp nhận năng lượng ánh sáng để bật ra khỏi quỹ đạo cơ bản của nó.
- Đây là trạng thái kích thích của phân tử diệp lục khi nhận năng lượng ánh
sáng.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CHLOROPHYLL
Đuôi phân tử diệp lục rất dài gồm
gốc rượu phitol có 20 nguyên tử

cacbon.
- Đuôi diệp lục có tính ưa lipit nên
có vai trò định vị phân tử diệp lục trên
màng thylakoid vì màng quang hợp có
tính lipid.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CHLOROPHYLL
Vai trò của diệp lục trong quang hợp
- Hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời.
- Vận chuyển năng lượng vào trung tâm phản ứng.
- Tham gia biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học tại
trung tâm phản ứng.

www.trungtamtinhoc.edu.vn
CÁC SẮC TỐ QUANG HỢP - CAROTENOID
Là nhóm sắc tố tạo nên các loại
màu sắc khác nhau của thực vật.
Carotenoids hấp thu ánh sáng thừa
có thể gây hư tổn chlorophyll. Hấp
thụ quang năng rồi truyền tới 2 tâm
quang hợp bảo vệ diệp lục. Gồm 2
nhóm:
+ Carotene: C
40
H
56
+ Xanthophyll: C
40
H
56

O
(1-6)
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CAROTENOID
Vai trò của carotenoid
- Lọc ánh sáng và bảo vệ cho diệp lục khỏi bị phá huỷ khi cường độ ánh
sáng cao. Vì vậy bao giờ cũng nằm cạnh diệp lục.
- Carotenoit không có khả năng biến đổi năng lượng ánh sáng hấp thu mà
chúng chỉ hấp thu năng lượng mặt trời rồi truyền năng lượng ánh sáng này
cho diệp lục để phân tử diệp lục biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng
lượng hóa học.
- Trong lục lạp, carotenoit nằm sát cạnh diệp lục nên hiệu suất truyền
năng lượng rất cao.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
CÁC SẮC TỐ QUANG HỢP - PHYCOBILIN
Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp – phycobilin
- Là nhóm sắc tố phổ biến ở thực vật bậc thấp. Gồm 2 nhóm:
+ Phycoerythrin (tảo đỏ): C
34
H
47
N
4
O
8
+ Phycocyanin (tảo xanh): C
34
H
42
N

4
O
9
www.trungtamtinhoc.edu.vn
PHYCOBILIN
- Vai trò của phicobilin trong đời sống của các loài tảo rất lớn.
- Đặc biệt là các loài tảo sống ở dưới sâu, sự có mặt của các sắc tố phụ
này giúp các loài tảo sống ở dưới nước, có thể hấp thụ được những tia sáng
vàng, lục do các tia đỏ và lục mất dần theo chiều sâu của nước.
- Có thể xem sự có măt của các sắc tố phụ này như là đặc điểm thích nghi
đã được hoàn thiện trong quá trình tiến hoá lâu dài của các loài thực vật
sống dưới nước.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
PHẦN 2:
QUÁ TRÌNH QUANG HỢP
www.trungtamtinhoc.edu.vn
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ QUANG HỢP
1
2
PHA SÁNG CỦA QUANG HỢP
3
PHA TỐI CỦA QUANG HỢP
4
MỐI QUAN HỆ GIỮA HAI PHA QUANG HỢP
NỘI DUNG
www.trungtamtinhoc.edu.vn
KHÁI NIỆM CHUNG
Định nghĩa: Quang hợp là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ từ các
chất vô cơ đơn giản là CO
2

và H
2
O dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng mặt
trời và sự tham gia của sắc tố diệp lục. Quá trình quang hợp được tổng quát
bằng sơ đồ sau:
NLAS/ Chlorophyll
6CO
2
+ 6H
2
O C
6
H
12
O
6
+ O
2

www.trungtamtinhoc.edu.vn
- Quá trình quang hợp diễn ra ở cây xanh có ý nghĩa lớn về mặt năng lượng
(cung cấp gần 90% năng lượng cho nhân loại dùng dưới dạng than đá, khí đốt,
dầu hoả, củi đun…)
- Quang hợp còn cung cấp toàn bộ thức ăn cho người và một khối lượng
khổng lồ cho nguyên liệu kỹ thuật (bông, sợi, dược phẩm, gỗ…).
- Hàng năm thực vật có màu xanh đã đồng hoá 170 tỷ tấn CO
2
là khí độc
trên hành tinh, quang phân ly 130 tỷ tấn nước, đã giải phóng 115 tỷ tấn oxy tự
do cần cho sự tồn tại và hoạt động của sinh giới. Trạng thái cân bằng giữa CO

2

và O
2
là do cây xanh quyết định.
VAI TRÒ CỦA QUANG HỢP
www.trungtamtinhoc.edu.vn
HAI PHA CỦA QUANG HỢP
Ngày nay, người ta chia quang hợp thành hai pha là pha sáng và pha tối.
- Pha sáng bao gồm quá trình hấp thụ ánh sáng và kích động các phân tử
sắc tố (giai đoạn quang lý) cùng với sự biến đổi năng lượng phyton thành
năng lượng hoá học dưới dạng các hợp chất dự trữ năng lượng ATP và chất
khử NADPH
2
(giai đoạn quang hoá).
- Pha tối là pha bao gồm các phản ứng hoá học không có sự tham gia trực
tiếp của ánh sáng, nhưng sử dụng các sản phẩm của ánh sáng là ATP và
NADPH
2
để khử CO
2
tạo thành các hợp chất hữu cơ là sản phẩm đơn giản đầu
tiên của quá trình quang hợp, rồi tổng hợp các hợp chất các hợp chất hữu cơ
thứ cấp và đưa chúng vào các quá trình trao đổi chất khác nhau.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
PHA SÁNG - GIAI ĐOẠN QUANG VẬT LÝ
Giai đoạn này gồm quá trình hấp thu năng lượng ánh sáng của phân tử diệp
lục và quá trình vận chuyển năng lượng vào trung tâm phản ứng.
Sự hấp thu năng lượng: Khi hấp thu năng lượng của lượng tử ánh sáng, phân
tử diệp lục chuyển sang trạng thái kích thích electron, một electron rất linh động

trong phân tử diệp lục sẽ nâng mức năng lượng của nó cao hơn trạng thái cũ. Lúc
này năng lượng ánh sáng đã chuyển thành năng lượng của electron được kích
thích của phân tử diệp lục.
Vận chuyển năng lượng từ phân tử diệp lục đã được hoạt hoá bởi ánh sáng
dưới dạng năng lượng của electron được kích thích vào trung tâm phản ứng.
www.trungtamtinhoc.edu.vn
PHA SÁNG - HỆ THỐNG QUANG
- Trong màng thylakoid, diệp lục tố
a, b và carotenoid hợp thành từng nhóm
200 – 300 phân tử sắc tố liên kết với các
protein chuyên biệt.
- Trong tập hợp này, chỉ diệp lục tố a
có khả năng phóng thích e- được kích
hoạt của nó cho chất nhận e- thứ nhất và
khởi đầu phản ứng sáng của quang hợp.
- Những đơn vị thu ánh sáng như
vậy gọi là quang hệ (PS).
Tổ chức căn bản của một đơn vị quang hợp
(quang hệ) trong màng thylakoid