Hình 17.1 Hai giai đoạn quang hợp
Quá trình quang hợp thường được chia làm hai giai đoạn: giai đoạn sáng và giai đoạn tối (Hình 17.1).
Vẻ ngoài chỉ có thể xuất hiện khi có ánh sáng, trong khi pha tối có thể xuất hiện trong cả ánh sáng và bóng tối.
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng trong các phân tử atp và nadph (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate).
Trong pha tối, co2 sẽ được chuyển thành cacbohydrat do atp và nadph được tạo ra trong pha sáng.
Pha sáng xảy ra ở màng thylakoid và pha tối xảy ra ở chất nền lục lạp. ADP và Nadph được tạo ra do quá trình sử dụng ATP và Nadph trong pha tối. Các phân tử ADP và NADP+ này sẽ được tái sử dụng trong pha sáng để tổng hợp ATP và NADPH.
1. Photophase
Ở pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng trong các liên kết hóa học atp và nadph. Vì vậy, giai đoạn này còn được gọi là giai đoạn chuyển đổi năng lượng ánh sáng.
Quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng được thực hiện nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp.
Sau khi được các sắc tố quang hợp hấp thụ, năng lượng được chuyển cho hàng loạt phản ứng oxi hóa khử trong chuỗi vận chuyển điện tử quang hợp. Nadph và ATP được tổng hợp thông qua hoạt động của chuỗi vận chuyển điện tử quang hợp.
Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi vận chuyển điện tử quang hợp nằm trong màng thylakoid của lục lạp. Chúng được sắp xếp thành các phức hợp có tổ chức giúp hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng một cách hiệu quả.
O2 sinh ra trong pha sáng là từ các phân tử nước.
Pha sáng của quá trình quang hợp có thể được tóm tắt bằng hình sau:
Sắc tố quang hợp
nlas + h2o+ nadp+ + adp + ®i —-> nadph + atp + o2
(Lưu ý: nlas là năng lượng ánh sáng, p là phốt phát vô cơ)
2. Giai đoạn tối
Trong pha tối, CO2 bị khử thành cacbohydrat. Do quá trình này, quá trình này còn được gọi là cố định carbon dioxide. Các phân tử co2 tự do được “cố định” trong các phân tử carbohydrate.
Hiện tại, một số con đường cố định co2 khác nhau đã được biết đến. Tuy nhiên, trong số những con đường này, vòng lặp c3 (Hình 17.2) là phổ biến nhất. Chu trình c3 còn được gọi là chu trình Calvin. Chu trình này bao gồm nhiều phản ứng hóa học tuần tự được xúc tác bởi các enzym khác nhau.
Hình 17.2 Sơ đồ chu trình c3
Chu trình c3 chuyển đổi co2 trong khí quyển thành cacbohydrat bằng cách sử dụng atp và nadph trong pha sáng.
Chất kết hợp với co2 trước hết là phân tử hữu cơ 5 cacbon, ribulozodiphotphat (ridp). Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình này là hợp chất ba cacbon. Đó là lý do tại sao tên vòng lặp c3. Hợp chất này được chuyển thành aldehyde phosphate (alpg). Một phần của alpg sẽ được sử dụng để tạo lại ririp. Phần còn lại được chuyển thành tinh bột và sucrose. Carbohydrate được tạo ra bởi quá trình quang hợp tạo thành nhiều hợp chất hữu cơ khác thông qua các con đường trao đổi chất khác nhau.
loigiaihay.com
