Pha sáng là gì? So sánh pha sáng và pha tối ở thực vật

Pha sáng là gì?

Pha sáng là pha chuyển hóa năng lượng ánh sáng đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH. Pha sáng diễn ra trong lục nạp tại màng tilacoit.

-Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được sử dụng để thực hiện quá trình quang phân li nước và giải phóng oxi, bù electron cho diệp lục a, các proton H $^{+}$ đến khử NADP $^{+}$ thành NADPH:

2 H2O → 4 H $^{+}$ + 4e- + O2

– ATP và NADPH của pha sáng được sử dụng trong pha tối để tổng hợp các chất hữu cơ.

– Pha sáng là một trong các pha của quá trình quang hợp.

Pha sáng là gì?

Quang hợp

Quang hợp là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời của thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Trong quá trình quang hợp, năng lượng ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbohidrat và giải phóng oxy từ khí cacbonic và nước.

Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp:

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Quang hợp đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với các sinh vật trên trái đất. Một số vai trò có thể kể đến như là:

– Tổng hợp chất hữu cơ: sản phẩm của quang hợp là tạo ra nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho mọi sinh vật, là nguyên liệu cho công nghiệp và làm ra thuốc chữa bệnh cho con người.

– Cung cấp năng lượng: năng lượng trong ánh sáng mặt trời được hấp thụ và chuyển thành hóa năng trong các liên kết hóa học. Đây là nguồn cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của các sinh vật

– Cung cấp O2: Quá trình quang hợp của cây xanh hấp thụ khí CO2 và giải phóng O2 giúp điều hòa không khí, giảm hiệu ứng nhà kính, đem lại không khí trong lành cho trái đất và cung cấp dưỡng khí cho các sinh vật khác.

Các sản phẩm của pha sáng

Các sản phẩm của pha sáng là O2, ATP, NADPH . Pha sáng của quang hợp là pha chuyển hóa năng lượng của ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ thành năng lượng của các liên kết hóa học trong ATP và NADPH. Các sản phẩm trên có nguồn gốc từ quá trình quang phân li nước . Quang phân li nước là quá trình oxy hóa nước tạo H+ và điện tử đồng thời giải phóng khí oxi

Trong pha sáng năng lượng ánh sáng được biến đổi thành năng lượng trong các phân tử ATP và NADPH ( nicotinamit adenin đinucleotit photphat.

Sản phẩm nào của pha sáng không phải là sản phẩm của pha tối?

Quá trình quang hợp thường được chia thành 2 pha là ph sáng và pha tối.

Pha sáng chỉ có thể diễn ra khi có ánh sáng, còn pha tối có thể diễn ra khi có ánh sáng và cả trong tối. Trong pha sáng, năng lượng ánh sáng được biến đổi thành năng lượng trong các phân tử ATP và NADPH.

Trong pha tối, nhờ ATP và NADPH được tạo ra trong pha sáng, CO2 sẽ được biến đổi thành cacbohidrat..

Pha sáng diễn ra ở màng tilacoit còn pha tối diễn ra trong chất nền của lục nạp. Quá trình sử dụng ATP và NADPH trong pha tối sẽ 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 thành dạng năng lượng trong các liên kết hóa học của ATP và NADPH. Vì vậy, pha này còn được gọi là giai đoạn chuyển hóa năng lượng ánh sáng. Quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng thực hiện được nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp.

Sau khi được các sắc tố quang hợp hấp thụ, năng lượng sẽ được chuyển vào một loạt các phản ứng oxi hóa khử của chuỗi chuyền electron quang hợp. Chính nhờ hoạt động của chuỗi chuyền electron quang hợp mà NADPH và ATP sẽ được tổng hợp.

Các sắc tố quang hợp và các thành phần của chuỗi chuyền electron quang hợp đều được định vị trong màng tilacoit của lục nạp. Chúng được sắp xếp thành những phức hệ có tổ chức, nhờ đó quá trình hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng sẽ xảy ra có hiệu quả.

O2 được tạo ra trong pha sáng có nguồn gốc từ các phân tử nước.

Sắc tố quang hợp:

Năng lượng ánh sáng + H2O + NADP + ADP → NADPH + ATP + O2

Pha sáng trong quang hợp

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 ra các hợp chất hữu cơ (C6H12O6). Còn CO2, ATP là nguyên liệu của pha tối; O2 là sản phẩm của pha sáng.

Nguyên liệu cần cho pha tối của quang hợp là ATP, NADPH, CO2, pha tối là một phản ứng diễn ra cả ngày và cả đêm trong các cấu trúc được 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 trong thời gian cả ngày và đêm trong các cấu trúc được gọi là lục lạp. Trong pha tối, CO2 sẽ bị khử thành cacbohiđrat. Quá trình này còn được gọi là quá trình cố định CO2 vì nhờ quá trình này. các phân tử CO2 tự do được “cố định” lại trong các phân tử cacbohiđrat.

Hiện nay, người ta đã biết một vài con đường cố định CO2 khác nhau. Tuy nhiên, trong các con đường đó, chu trình C3 là con đường phổ biến nhất. Chu trình C3 còn có một tên gọi khác là chu trình Canvin. Chu trình này gồm nhiều phản ứng hóa học kế tiếp nhau được xúc tác bởi các enzim khác nhau.

Chu trình C3 sử dụng ATP và NADPH đến từ pha sáng để biến đổi CO2 của khí quyển thành cacbohiđrat. Chất kết hợp với CO2, đầu tiên là một phân tử hữu cơ có 5 cacbon là ribulôzôđiphôtphat (RiDP). Sản phẩm ổn định đầu tiên của chu trình là hợp chất có 3 cacbon. Đây chính là lí do dẫn đến cái tên C3 của chu trình. Hợp chất này được biến đổi thành Anđêhit phôtphoglixêric (A/PG). Một phần A/PG sẽ được sử dụng để tái tạo RiDP. Phần còn lại biến đổi thành tinh bột và saccarôzơ. Thông qua các con đường chuyển hoá vật chất khác nhau, từ cacbohiđrat tạo ra trong quang hợp sẽ hình thành nhiều loại hợp chất hữu cơ khác.

Pha tối diễn ra theo chu trình Canvin, có 3 giai đoạn:

Giai đoạn cố định CO2 : CO2 bị khử để tạo nên sản phẩm đầu tiên của quang hợp là hợp chất 3C axit photphoglixeric (APG)

Giai đoạn khử axit photphoglixeric (APG) thành aldehit photphoglixeric (AlPG)

Giai đoạn tái sinh chất nhận ban đầu là ribulozo – 1,5 – điphotphat (Rib – 1,5 – điP)

Kết thúc giai đoạn khử có phân tử AlPG, là chất khởi đầu để tổng hợp nên C6H12O6 , rồi từ đó tổng hợp nên tinh bột, saccarozo, axit amin, lipit trong quang hợp.

Pha sáng sử dụng sản phẩm nào của pha tối

Sản phẩm pha sáng dùng trong pha tối của quang hợp là ATP, NADPH (O2 được tạo ra từ pha sáng sẽ trao đổi với môi trường, còn CO2 được lấy từ môi trường để dùng cho phản ứng ở pha tối)

So sánh pha sáng và pha tối ở thực vật

Giống nhau: Đều là các giai đoạn chính của quá trình quang hợp.

Khác nhau:

Đặc điểm so sánh
Pha sáng
Pha tối

Nơi diễn ra
Màng tilacoit của lục nạp
Chất nền

Điều kiện diễn ra
Cần ánh sáng
Không cần ánh sáng

Bản chất
tạo ra sản phẩm đưa ra ngoài môi trường, NADPH là nguyên liệu cho pha tối
Tổng hợp chất hữu cơ ( glucozo )

Nguyên liệu
nước, NADH+, ADP và ánh sáng
ATP, CO2, NADPH

Sản phẩm
NADPH, ATP, O2
Chất hữu cơ, H2O, NADH + và ADP

Tên gọi
giai đoạn chuyển hóa năng lượng ánh sáng
giai đoạn cố định CO2

So sánh pha sáng và pha tối ở thực vật

Vai trò các sản phẩm của pha sáng và pha tối

Pha sáng: xảy ra ở cấu trúc hạt grana của lục lạp (diễn ra trong túi tilacoit)

– Nguyên liệu: H2O, Năng lượng ánh sáng, {ADP, P} , NADP+

– Sản phẩm: Oxi, ATP, NADPH

Pha tối: Xảy ra ở chất nền stôma của lục lạp

– Nguyên liệu: CO2, ATP, NẠDPH

– Sản phẩm: Hợp chất hữu cơ (C6H12O6).

Như vậy, ta có thể thấy rằng sản phẩm của pha sáng sẽ cung cấp nguyên liệu cho pha tối. Sản phẩm pha tối là sản phẩm quang hợp, cung cấp cho hoạt động sống của cây và các loài sinh vật khác đẻ duy trì sự sống trong tự nhiên.

Mối quan hệ giữa 2 pha:

– Pha sáng và pha tối của quang hợp tuy diễn ra trong không gian khác nhau nhưng có mối quan hộ chặt chẽ với nhau.

– Pha sáng tổng hợp ATP, NADPH cung cấp cho pha tối để khử C02 thành Cacbohiđrat.

– Pha tối lại cung cấp ADP, NADPcho pha sáng để tái tạo ATP, NADPH.

********************

Đăng bởi: THPT Lê Hồng Phong

Chuyên mục: Giáo Dục

Bản quyền bài viết thuộc THPT Lê Hồng Phong. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!

Nguồn chia sẻ: https://c3lehongphonghp.edu.vn