lạp thể và hoạt động tổng hợp cacbohydrat

Chñ ®Ò 2
L¹p thÓ vµ
ho¹t ®éng tæng hîp cacbohydrat
Nội dung thuyết trình
A Lạp thể
I Sơ l ợc về lạp thể
II - Đặc điểm của lạp thể
1) Vô sắc lạp
2) Lục lạp
a) Cấu trúc của lục lạp
b) AND của lục lạp
c) Thành phần hóa học của lục lạp
d) Chức năng của lục lạp
e) Sự phát sinh của lục lạp
f) So sánh lục lạp và ty thể
B ho¹t ®éng tæng hîp cacbohydrat–
I – T×m hiÓu cacbohydrat
II – Qu¸ tr×nh quang hîp
1) Pha s¸ng
a) Giai ®o¹n quang lý
b) Giai ®o¹n quang hãa
2) Pha tèi
Sơ l ợc về lạp thể

Lạp thể ( hay thể hạt) là một bào quan đ ợc bao bọc bởi hai lớp màng xếp song song sát chặt vào nhau trong
nguyên sinh chất của tế bào thực vật.

Lạp thể gồm có 3 dạng:
+)Lục lạp
+) Sắc lạp
+) Vô sắc lạp.

Trong đó lục lạp chứa vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp của tế bào thực vật.
Đặc điểm của lạp thể

Lạp thể có kích th ớc nhỏ 5-1000 mm và mang AND.

Lạp thể có chứa chất diệp lục gọi là lục lạp làm cho cây có lá màu xanh, mỗi tế bào có chứa khoảng 500
lục lạp.

Lạp thể có màu đỏ hoặc vàng gọi là sắc lạp tạo màu ở vỏ hoa và quả.

Lạp thể không màu hay còn gọi là vô sắc lạp là nơi hình thành tinh bột.
Vô sắc lạp

Vô sắc lạp (bạch lạp,lạp không màu) là loại lạp thể không màu,có hình dạng không xác định, phân bố trong các bộ
phận không màu của thực vật bậc cao, nhất là ở các mô phôi, ngọn rễ, ngọn thân, cánh hoa màu trắng, nội nhũ của hạt.

Bạch lạp là loại lạp nhỏ nhất, th ờng tập trung quanh nhân tế bào hoặc nằm rải rác trong tế bào chất. Có thể quan sát
bạch lạp ở tế bào biểu bì lá cây lè ban, lá khoai lang, lá thài lài tía.

Bạch lạp gồm:
+) Lạp bột: có vai trò tổng hợp các tinh bột thứ cấp từ các sản phẩm của quá trình quang hợp nh mono và disaccarit
thành tinh bột dự trữ d ới dạng các hạt tinh bột có kích th ớc lớn.
+) Lạp dầu: nơi tổng hợp dầu
+) Lạp đạm: nơi tập trung nhiều Protein
Lục lạp

Chỉ có trong các tế bào có chức năng quang hợp ở thực vật.

Lục lạp chứa nhiều enzim chứng tỏ có nhiều phản ứng trao đổi chất khác nhau xảy ra trong đó. Những
enzim đó là: invectaza, amilaza, proteaza, catalaza

Lục lạp không chỉ có bộ máy quang hợp hoàn chỉnh mà còn có hệ thống tổng hợp protêin riêng, màng
của lục lạp giúp xảy ra sự trao đổi điều hòa giữa các chất với tế bào chất, và ngay cả những thông tin di
truyền d ới dạng AND lạp thể.
Mét sè h×nh ¶nh cña lôc l¹p
Cấu trúc của lục lạp

Lục lạp đ ợc bao bọc bởi hai màng lipoprotein: màng trong và màng ngoài, hai màng đều trơn nhẵn
+) Màng ngoài dễ thấm, màng trong ít thấm. Giữa hai màng có một khoang giữa màng
+) Màng trong bao bọc một vùng không có màu xanh lục gọi là stroma t ơng tự chất nền của ty thể.
Stroma chứa các enzim, riboxom, ARN và AND.

Lục lạp có chất nền stroma, trong chất nền có chứa AND, riboxom và các giọt lipit.

Lục lạp có cấu trúc đặc biệt là các hạt grana giống nh đồng xu, xếp chồng lên nhau tạo cấu trúc tilacoit
đặc tr ng.
Màng trong
Màng trong
Khoảng gian màng
Khoảng gian màng
Màng ngoài
Màng ngoài
Hạt (Grana)
Hạt (Grana)
ADN
ADN
Chất nền
stroma
Chất nền
stroma

Giọt Lipit
Giọt Lipit
Ribosome
Ribosome
Tilacoit
Tilacoit
Thành Tilacoit
Thành Tilacoit
Xoang Tilacoit
Xoang Tilacoit
Phiến (lamella)
Phiến (lamella)
AND cña lôc l¹p

AND cña lôc l¹p cã cÊu t¹o gièng AND cña vi khuÈn vµ t¶o lam, cã cÊu tróc vßng, kh«ng chøa histon,
cã chiÒu dµi tèi ®a 150µm víi hµm l îng 10
-16
g.

AND cña lôc l¹p chøa th«ng tin m· hãa cho mét sè protein mµ lôc l¹p tù tæng hîp trªn riboxom cña
m×nh.

AND lôc l¹p lµ nh©n tè di truyÒn ngoµi NST.
Thµnh phÇn hãa häc cña lôc l¹p
ChÊt Hµm l îng % C¸c cÊu thµnh
Protein
35 - 55 80% kh«ng hßa tan
Lipit
20 – 30 Mì 50%, colin 46%, sterin 20%, s¸p 16%, photphaphit 2-7%, etanolamin 8%
Gluxit

Thay ®æi Tinh bét, ® êng cã photphat
Clorophyl
9
Clorophyl α 75%, clorophyl β 75%
Carotinoit
4,5 Xantophyl 75%, carotin 25%
ARN
2 – 4
ADN
0,2 – 0,5
Chức năng của lục lạp

Lục lạp có chức năng quang hợp. ánh sáng mặt trời d ới các dạng quang tử đ ợc hấp thụ bởi clorophyl,
các điện tử đ ợc giải phóng và đ ợc truyền đi qua dãy truyền điện tử và ATP đ ợc tổng hợp nhờ phức hợp
ATP sinteaza.
6CO
2
+12H
2
O >C
6
H
12
O
6
+6O
2
+6H
2
O

Lục lạp sử dụng năng l ợng ATP và hệ enzim trong cơ chất để tổng hợp cacbohydrat.
Clorophyl
Sự phát sinh của lục lạp

Ng ời ta chứng minh đ ợc rằng lục lạp đ ợc hình thành là do cộng sinh 1 loại vi khuẩn lam trong tế bào.

Qua các thế hệ tế bào, tính liên tục của lạp thể là do lục lạp có khả năng tự sinh sản bằng cách phân chia,
và ng ời ta đã chứng minh rằng lục lạp đ ợc hình thành chỉ bằng cách phân chia từ lục lạp có tr ớc.

Khả năng phân chia của lục lạp là do lục lạp có hệ thống di truyền tự lập riêng (AND riêng), và hệ thống
tổng hợp protein tự lập (có riboxom, ARN)
So sánh lục lạp và ty thể

Giống nhau:
+) Đều là các loại bào quan chỉ có ở tế bào nhân thực
+) Có màng kép bao bọc và bên trong là chất nền
+) Đều có nhiều loại enzim
+) Trong chất nền đều có chứa phân tử AND dạng vòng
+) Số l ợng thay đổi tùy theo loại tế bào

Khác nhau:
So sánh Lục lạp Ty thể
Cấu tạo
Chỉ có ở tế bào thực vật Có cả ở tế bào động vật và tế bào thực vật
Lớp màng kép bao bọc đều khắp bề mặt của lục lạp Màng trong ăn sâu vào chất nền tạo nhiều nếp gấp gọi là mào
Có nhiều hình dạng khác nhau (bầu dục, bản) Có hình dạng bầu dục
Có chứa sắc tố quang hợp (diệp lục và sắc tố vàng) Không chứa sắc tố
Chứa enzim xúc tác quá trình truyền điện tử trong quang hợp Chứa enzim xúc tác trong quá trình oxi hóa trong hô hấp tế bào
Chức

năng
Tổng hợp chất hữu cơ qua quá trình quang hợp. Trong chất hữu
cơ tạo ra có tích lũy năng l ợng d ới dạng hóa năng
Phân giải chất hữu cơ để giải phóng năng l ợng d ới dạng ATP
Có chức năng đồng hóa Có chức năng dị hóa
Cacbohydrat là gì?

Cacbohydrat là nhóm chất hữu cơ phổ biến trong cơ thể sinh vật. Nhìn chung hàm l ợng cacbohydrat ở
thực vật cao hơn ở động vật.

ở thực vật, cacbohydrat tập trung chủ yếu ở thành tế bào, mô nâng đỡ và mô dự trữ, thay đổi tùy theo
loài, theo giai đoạn sinh tr ởng và phát triển. ở ng ời và động vật, cacbohydrat tập trung chủ yếu ở gan.

Thực vật xanh có khả năng sử dụng năng l ợng ánh sáng để tổng hợp cacbohydrat từ CO
2
và
H
2
O.
Vai trò của cacbohydrat

Cung cấp năng l ợng cho cơ thể,cacbohydrat đảm bảo khoảng 60% năng l ợng cho các quá trình sống.

Có vai trò cấu trúc, tạo hình.

Có vai trò bảo vệ.

Góp phần đảm bảo t ơng tác đặc hiệu của tế bào.
quang hợp Là gì?

Quang hợp là quá trình cây sử dụng năng l ợng ánh sáng để tổng hợp các chất hữu cơ từ CO
2
và H
2
O xảy ra trong
cơ thể thực vật. Ph ơng trình tổng quát:
CO
2
+ 2H
2
O (CH
2
O) + H
2
O + O
2


Một trong những sản phẩm của quang hợp là đ ờng glucozo:
6CO
2
+ 12H
2
O 6H
2
O + 6O
2
+ C
6
H

12
O
6


Quang hợp là quá trình gồm: Pha sáng GĐ quang lý
GĐ quang hóa
Pha tối: xảy ra chu trình Canvin
Cây xanh
ánh sáng, diệp lục
Vai trò của quang hợp

Là quá trình gần nh duy nhất tạo ra chất hữu cơ từ các chất vô cơ.

Biến đổi năng l ợng vật lý Q (năng l ợng photon) thành năng l ợng hóa học dự trữ trong các chất hữu cơ
( ATP).

Hấp thụ CO
2
và thải O
2
giúp cân bằng tỷ lệ CO
2
và O
2
trong khí quyển.
Bộ máy quang hợp
1)Lá - cơ quan quang hợp
Hình thái, cấu trúc của lá có liên quan đến chức năng quang hợp.

Lá dạng bản và có đặc tính h ớng quang ngang.

Lá có 1 hoặc 2 lớp mô giậu ở mặt trên và mặt d ới lá ngay sát lớp biểu bì chứa lục lạp.

Lá có lớp mô khuyết với khoảng gian bào lớn, nơi chứa nguyên liệu quang hợp.

Lá có hệ thống mach dẫn dày đặc để vận chuyển sản phẩm quang hợp đi các cơ quan khác.

Lá có hệ thống khí khổng ở cả mặt trên và mặt d ới để trao đổi khí trong quá trình quang hợp.
2) Lục lạp bào quan thực hiện chức năng quang hợp
Cấu trúc của lục lạp thích ứng với việc thực hiện 2 pha của quang hợp: pha sáng thực hiện trên cấu
trúc hạt grana, pha tối thực hiện trong chất nền.
3) Hệ sắc tố quang hợp

Nhóm sắc tố chính chlorophyl: hấp thụ ánh sáng chủ yếu ở vùng đỏ và vùng xanh tím, chuyển
năng l ợng thu đ ợc từ các photon ánh sáng cho quá trình quang phân ly H
2
O và cho các phản ứng
quang hóa để hình thành ATP và NADPH.
- Chlorophyl a: C
55
H
72
O
5
N
4
Mg
- Chlorophyl b: C
55

H
70
O
6
N
4
Mg

Nhóm sắc tố phụ carotenoid: sau khi hấp thụ ánh sáng, truyền năng l ợng thu đ ợc d ới dạng huỳnh
quang cho chlorophyl
- Caroten: C
40
H
56
- Xanthophin: C
40
H
56
O
1-6

Nhóm sắc tố của thực vật bậc thấp phycobilin: hấp thụ ánh sáng ở vùng sóng ngắn, sóng có thể tới
đ ợc nơi sinh sống của rong, rêu, tảo
- Phycoerythryn: C
34
H
47
N
4
O

8
- Phycoxyanin: C
34
H
42
N
4
O
9
S¬ ®å cña qu¸ tr×nh quang hîp
Pha sáng

Là giai đoạn phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng

Diễn ra trong màng tilacoit của lục lạp

Nguyên liệu: H
2
O, năng l ợng ánh sáng

Sản phẩm: O
2
, ATP. NADPH

Trong pha sáng, sau khi đ ợc các sắc tố quang hợp hấp thụ năng l ợng sẽ đ ợc chuyển vào một loạt phản ứng oxh khử của
chuỗi truyền electron quang hợp

ATP và NADPH đ ợc tổng hợp

O

2
đ ợc tạo ra trong pha sáng có nguồn gốc từ n ớc.
H
2
O 2H
+
+2e
-
+ẵO
2

Phn ng ny gi l quang phõn ly nc v l bin i húa hc ch yu trong chui phn ng gi l phn ng sỏng ca
quang hp. Cỏc phn ng ny cung cp NL tng hp ATP t ADP v photphat vụ c, cui cựng chuyn cỏc ion H
+
v in
t e
-
cho NADP hỡnh thnh NADPH:


2H
+
+2e
-
+NADP
+
NADPH+H
+

Gồm có 2 giai đoạn: giai đoạn quang lý và giai đoạn quang hóa
Giai đoạn quang lý

Là giai đoạn đầu tiên của pha sáng quang hợp

Trong giai đoạn này xảy ra những biến đổi về tính chất vật lý của phân tử sắc tố khi hấp thụ năng l ợng
ánh sáng

Giai đoạn này có 2 hoạt động chính xảy ra là:
+) Sự hấp thụ năng l ợng của sắc tố
+) Sự truyền năng l ợng do các sắc tố hấp thụ đ ợc đến 2 tâm quang hợp là P700 và P680.