Quá trình quang hợp được chia thành hai pha: sáng và tối. Vậy sản phẩm sáng và tối là gì? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cùng các bạn tìm hiểu về sản phẩm pha sáng, sản phẩm pha tối là gì và so sánh hai sản phẩm này cũng như các kiến thức liên quan.
1. Tìm hiểu về sản phẩm pha đèn:
Sản phẩm của pha sáng là O2, ATP, NADPH Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hoá năng lượng của ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hoá học trong ATP và NADPH → Sản phẩm của pha sáng gồm ATP, NADPH và O2 (thu được từ quá trình quang phân li nước).
Pha sáng chỉ có thể xảy ra khi có ánh sáng, còn pha tối có thể xảy ra cả khi có ánh sáng và trong bóng tối.
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng trong các phân tử ATP và NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate).
Ở pha tối, nhờ ATP và NADPH được tạo ra ở pha sáng, CO2 sẽ được chuyển hóa thành cacbohydrat.
Pha sáng diễn ra ở màng thylakoid và pha tối diễn ra ở chất nền lục lạp. Quá trình sử dụng ATP và NADPH trong pha tối tạo ra ADP và NADPH. Các phân tử ADP và NADP+ này sẽ được tái sử dụng trong pha sáng để tổng hợp ATP và NADPH.
Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH. Do đó, 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 vào một loạt các phản ứng oxi hóa khử của chuỗi vận chuyển điện tử quang hợp. Chính nhờ hoạt động của chuỗi vận chuyển điện tử quang hợp mà NADPH và ATP sẽ được tổng hợp.
Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi vận chuyển điện tử quang hợp đều được định vị trong màng thylakoid của lục lạp. Chúng được sắp xếp thành các phức hợp có tổ chức để quá trình hấp thụ và chuyển đổi năng lượng ánh sáng diễn ra hiệu quả.
O2 được tạo ra trong pha sáng có nguồn gốc từ các phân tử nước.
Pha sáng của quang hợp có thể được tóm tắt bằng sơ đồ dưới đây.”
Sắc tố quang hợp
NLAS + H2O+ NADP+ + ADP + ®i —-> NADPH + ATP + O2
(Chú ý: NLAS là năng lượng ánh sáng, P là lân vô cơ).
2. Tìm hiểu về sản phẩm của pha tối:
Sản phẩm của pha tối là C6H12O6.
Pha tối là pha sử dụng ATP và NADPH của pha sáng để khử CO2 tạo hợp chất hữu cơ (C6H12O6). Còn CO2, ATP là nguyên liệu của pha tối; O2 là sản phẩm của pha sáng.
Nguyên liệu cần thiết cho pha tối của quang hợp là ATP, NADPH, CO2, pha tối là phản ứng diễn ra suốt ngày đêm trong cấu trúc gọi là lục lạp, pha tối là pha cố định CO2 sử dụng ATP và NADPH của pha sáng.
Pha tối là một phản ứng diễn ra cả ngày lẫn đêm trong cấu trúc gọi là lục lạp. Trong pha tối, CO2 sẽ bị khử thành cacbohydrat. Quá trình này còn được gọi là cố định CO2 vì quá trình này. 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 đó, chu trình C3 là phổ biến nhất. Chu trình C3 còn được gọi là chu trình Calvin. Chu trình này bao gồm nhiều phản ứng hóa học liên tiếp được xúc tác bởi các enzym khác nhau.
Chu trình C3 sử dụng ATP và NADPH đến từ pha sáng để chuyển CO2 trong khí quyển thành cacbohydrat. Các chất kết hợp với CO2, đầu tiên là một phân tử hữu cơ 5 carbon ribulozodiphosphate (RiDP). Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình là hợp chất 3 cacbon. Đây là lý do cho cái tên C.3 của chu kỳ. Hợp chất này được chuyển đổi thành photpho aldehyde (A/PG). Một phần của A/PG sẽ được sử dụng để tái tạo RiDP. Phần còn lại được chuyển thành tinh bột và sucrose. Thông qua các con đường chuyển hóa vật chất khác nhau, từ cacbohydrat được tạo ra trong quá trình quang hợp sẽ tạo thành nhiều loại hợp chất hữu cơ khác.
Pha tối diễn ra theo chu trình Calvin gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn cố định CO2: CO2 bị khử để tạo thành sản phẩm đầu tiên của quá trình quang hợp là axit 3C phosphoglyceric acid (APG).
Giai đoạn khử axit photphoglyceric (APG) thành photpho aldehyde (AlPG)
Giai đoạn tái sinh ban đầu là ribulozo – 1,5 – diphotphat (Rib – 1,5 – diP).
Kết thúc giai đoạn khử có phân tử AlPG, là nguyên liệu ban đầu để tổng hợp C6H12O6, rồi từ đó tổng hợp tinh bột, sacaroza, axit amin, lipit trong quang hợp.
3. Pha sáng sử dụng sản phẩm gì của pha tối:
Các sản phẩm pha sáng được sử dụng trong pha tối của quang hợp là ATP, NADPH (O2 sinh ra từ pha sáng sẽ trao đổi với môi trường, còn CO2 lấy từ môi trường để sử dụng cho phản ứng trong pha tối)
4. So sánh pha sáng và pha tối ở thực vật:
Như nhau: Cả hai đều là giai đoạn chính của quá trình quang hợp.
Khác biệt:
| đặc điểm so sánh | pha sáng | pha tối |
| Địa điểm | Màng thylacoid của lục lạp | Cơ chất |
| điều kiện xuất hiện | cần ánh sáng | Không cần ánh sáng |
| Thiên nhiên | Để tạo ra sản phẩm thải ra môi trường, NADPH là nguyên liệu cho pha tối | Tổng hợp các hợp chất hữu cơ (glucose) |
| Nguyên liệu | nước, NADH+, ADP và ánh sáng | ATP, CO2, NADPH |
| Sản phẩm | NADPH, ATP, O2 | chất hữu cơ, H2O, NADH+ và ADP |
| Tên | giai đoạn chuyển đổi năng lượng ánh sáng | CO2 . giai đoạn cố định |
5. Vai trò của sản phẩm pha sáng và pha tối:
Pha sáng: xảy ra trong cấu trúc grana của lục lạp (diễn ra trong túi thylacoid)
– Nguyên liệu: H2O, Năng lượng ánh sáng, {ADP, P} , NADP+
– Sản phẩm: Oxy, ATP, NADPH
Pha tối: Xảy ra trong ma trận khí khổng của lục lạp
– Nguyên liệu: CO2, ATP, DINH DƯỠNG
– Sản phẩm: Hợp chất hữu cơ (C6H12O6).
Như vậy ta thấy sản phẩm của pha sáng sẽ cung cấp nguyên liệu cho pha tối. Sản phẩm của pha tối là sản phẩm của quá trình quang hợp, cung cấp cho hoạt động sống của thực vật và các sinh vật khác nhằm duy trì sự sống trong tự nhiên.
Mối quan hệ giữa hai giai đoạn:
– Pha sáng và pha tối của quang hợp tuy diễn ra ở những không gian khác nhau nhưng có quan hệ mật thiết với nhau.
– Pha sáng tổng hợp ATP, NADPH cung cấp cho pha tối khử C02 thành Cacbohydrat.
– Pha tối cung cấp ADP, NADP cho pha sáng tái tạo ATP, NADPH.
6. Bài tập tham khảo:
Bài 1. Quá trình quang hợp được thực hiện ở những nhóm sinh vật nào?
Hồi đáp:
Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ từ các nguyên liệu vô cơ.
Bài 2. Quang hợp thường được chia thành mấy pha? Những giai đoạn nào?
Hồi đáp:
Quá trình quang hợp thường được chia thành hai pha: pha sáng và pha tối. Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH. Do đó, giai đoạn này còn được gọi là giai đoạn chuyển đổi năng lượng ánh sáng.
Pha tối của quá trình quang hợp diễn ra trong chất nền của lục lạp. Trong pha tối, CO2 sẽ bị khử thành cacbohydrat. Quá trình này còn được gọi là CO. cố định2 (có nghĩa là bằng quá trình này, các phân tử CO .2 miễn phí
Bài 3. Phân tử nào làm nhiệm vụ hấp thụ năng lượng ánh sáng để quang hợp?
Hồi đáp:
Trong quang hợp, các phân tử hấp thụ năng lượng ánh sáng để quang hợp là các sắc tố quang hợp: diệp lục (diệp lục), carôtenôit (sắc tố vàng, cam, tím đó, phicobilin).
Bài 4. Ôxi được tạo ra từ chất nào và trong pha nào của quá trình quang hợp?
Hồi đáp:
Trong quá trình quang hợp, oxi được tạo ra ở pha sáng, từ quá trình quang phân của nước. Quá trình quang phân nước diễn ra nhờ vai trò xúc tác của phức chất giải phóng oxi.
Bài 5. Ở thực vật, pha sáng của quá trình quang hợp diễn ra ở đâu và tạo ra sản phẩm gì để cung cấp cho pha tối?
Hồi đáp:
Ở thực vật, pha sáng xảy ra khi ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng trong các phân tử ATP và NADPH để cung cấp nhiên liệu cho pha tối.
Bài 6. Pha tối của quá trình quang hợp diễn ra ở đâu? Sản phẩm ổn định đầu tiên của C . xe đạp3 Đó là gì? Vì sao người ta gọi đường C3 là chu kỳ?
Hồi đáp:
Pha tối của quá trình quang hợp diễn ra trong chất nền của lục lạp. Sản phẩm ổn định đầu tiên của C . xe đạp3 là một hợp chất có ba nguyên tử cacbon (do đó có tên C . chu kỳ).3). Đây được gọi là chu kỳ vi mô trong con đường này, kết hợp với CO .2 đầu tiên là RuBP được tái tạo lại trong giai đoạn sau để con đường tiếp tục quay vòng.
