Quang hợp là gì? Quang hợp thực vật diễn ra ở pha nào?

Trong sinh học lớp 6 chúng ta đã được làm quen với khái niệm quang hợp là gì? Tuy nhiên, ở sinh học lớp 10 các bạn học sinh sẽ được tìm hiểu kỹ hơn về hiện tượng này cũng như ý nghĩa của nó đối với hô hấp. Để cùng ôn lại kiến thức, các bạn hãy theo dõi bài viết tổng hợp dưới đây của muahangdambao.com nhé!

Quang hợp là gì?

Khái niệm quang hợp sinh 6 được định nghĩa như sau: “Đây là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời để tổng hợp thành các loại chất hữu cơ của nhóm thực vật, tảo và một số vi khuẩn khác. Các chất này được dùng để nuôi dưỡng cây và đồng thời làm nguồn thức ăn cho phần lớn các sinh vật tồn tại trên Trái Đất.”

Ở thực vật, quá trình quang hợp sẽ được thực hiện nhờ vào chất diệp lục, quan trọng nhất trong đó là lục lạp. Năng lượng từ ánh sáng mặt trời sẽ được diệp lục hấp thụ để tổng hợp thành cacbonhidrat và giải phóng oxy từ khí cacbonic với nước.

Quang hợp ở thực vật là gì?
Quang hợp ở thực vật là gì?

Quá trình quang hợp thực vật diễn ra ở pha nào?

Quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật bao gồm C3, C4 và CAM đều có 2 pha là pha sáng và pha tối. Nhìn chung thì chúng khá giống nhau, điểm khác nhau duy nhất ở các nhóm thực vật này chủ yếu nằm ở pha tối.

Pha sáng của quang hợp sẽ được diễn ra trên màng Tilacôit của lục lạp, nó thực chất là quá trình chuyển hoá năng lượng ánh sáng đã lược diệp lục hấp thụ thành năng lượng hóa học có trong ATP và NADPH cụ thể như sau:

  • Hấp thu năng lượng ánh sáng: DL  ->  DL*
  • Quang phân li nước:  2H2O -> 4H++ 4e− +O2
  • Photphorin hóa tạo thành ATP:  3ADP + 3Pi  -> 3ATP
  • Tổng hợp NADPH:  2NADPH+ 4H+ +4e− -> 2NADPH

Cả ATP và NADPH được tạo ra ở pha sáng sẽ tiếp tục tham gia vào pha tối để có thể tổng hợp nên C6H12O6 . Tuy nhiên để có thể tạo được 1 phân tử  C6H12O6  thì cần tới 18ATP và 12NADPH từ pha sáng. Vậy thì phương trình tổng quát của pha sáng sẽ là:

12H2O + 18ADP + 18Pi + 12NADP + -> 18ATP + 12NADPH + 6O2

Vai trò của quang hợp quan trọng như thế nào?

Theo nội dung bài quang hợp Sinh 10, quá trình quang hợp đóng vai trò trọng yếu đối với sự sinh tồn của các sinh vật trên Trái Đất. Cụ thể như sau:

  • Tổng hợp các loại chất hữu cơ: Quá trình quang hợp sẽ tạo ra các hợp chất hữu cơ – là nguồn thức ăn quan trọng cho nhiều loài sinh vật. Đồng thời, chất hữu cơ này cũng là nguyên liệu màu mỡ cho công nghiệp và phục vụ chế tạo thuốc để điều trị bệnh cho con người.
  • Tích lũy năng lượng: Quá trình quang hợp sẽ giúp chuyển hóa nguồn năng lượng từ mặt trời thành các liên kết hoá học. Từ đó cung cấp năng lượng dồi dào cho các hoạt động sống của sinh vật trên Trái Đất.
  • Điều hoà không khí: Quá trình quang hợp ở cây xanh sẽ hấp thụ khí CO2 và giải phóng khí O2 để điều không khí. Hơn nữa nó còn có thể làm giảm hiệu ứng nhà kính; đem lại bầu không khí trong lành, thoáng đãng cho Trái Đất.

Ý nghĩa của quang hợp và hô hấp là gì?

Trong một chuỗi thức ăn tự nhiên, các sinh vật đều sử dụng các sản phẩm của quá trình quang hợp để phục vụ cho nhu cầu sinh dưỡng (quang dưỡng) của nó. Chính vì vậy, quang hợp là một chuỗi các phản ứng hóa học quan trọng nhất, có vai trò tạo ra nguồn năng lượng có ích cho sự sống trong sinh quyển.

Ý nghĩa quang hợp 
Ý nghĩa quá trình quang hợp là tạo ra khí oxy và hấp thụ khí CO2

Cũng nhờ có quá trình quang hợp mới sản sinh ra khí oxy, tạo nên một bầu khí quyển chứa nhiều lượng oxy cho Trái Đất mới có sự sống tồn tại. Trước đó, một bầu khí quyển của Trái Đất chỉ chứa nitơ và cacbonic.

Quang hợp và năng suất cây trồng có quan hệ như thế nào?

Đây là quá trình có vai trò tiên quyết và cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng đến năng suất của cây trồng. Trong cây trồng thì cacbon sẽ chiếm 45%, oxi chiếm 42%, còn lại là hidro chiếm 6,5%. Chúng được lấy từ CO2 và nước trong quá trình quang hợp và chiếm 90% đến 95%.

Vì thế mà người ta thường lợi dụng điều này để có thể làm tăng năng suất cho cây trồng. Một số phương pháp thường được nông dân áp dụng để tăng năng suất cây trồng đó là:

Tăng diện tích của bề mặt lá

Điều này sẽ giúp tăng thêm diện tích quang hợp, từ đó làm tăng tích lũy chất hữu cơ trong cây. Người ta có thể áp dụng các biện pháp như là bón phân, tưới nước hợp lý, áp dụng các kỹ thuật chăm sóc phù hợp, tuyển chọn và lai tạo các giống cây mới,… Cách này không chỉ giúp tăng cường độ mà còn làm tăng hiệu suất của quá trình tổng hợp cacbohidrat.

Tăng hệ số kinh tế

Bằng cách sử dụng những giống cây có sự phân bố sản phẩm của quang hợp vào trong các bộ phận có giá trị kinh tế như quả, hạt, củ, rễ,…

Thế nào là cây quang hợp ngược?

Cây trồng có cơ chế quang hợp ngược hay còn có tên gọi khác đó là thực vật CAM (tên tiếng anh đầy đủ là Crassulacean acid metabolism), “Ngược” trong tên của loại cây này có ý nghĩa là quá trình trao đổi chất có chứa acid Crassulacea.

Để dễ hiểu hơn thì các loài cây CAM này sẽ có cơ chế sinh học đi “ngược” lại so với đa số các loài thực vật thông thường khác mà chúng ta hay biết đến. Chúng có quá trình phát triển với quy trình đóng kín khí khổng (khí khổng này thường được dùng để hấp thụ khí cacbon dioxit) vào ban ngày để từ đó có thể ngăn cản được quá trình thoát hơi nước trong thực vật, thay vào đó loài thực vật này sẽ giữ nước cho thân cây. Chính vì thế mà chúng ta không cần tưới nước quá nhiều.

Vào ban đêm, khi thời tiết lạnh và ẩm hơn thì lúc này khí khổng sẽ được mở ra để “nhả” phần lớn khí Oxi ra ngoài và lúc này cây mới bắt đầu quá trình hấp thụ hay “ăn” khí cacbon dioxit.

Những loài cây thuộc dòng CAM này rất thích hợp để sử dụng để đặt trong phòng ngủ vì ban đêm nó sẽ làm tăng lượng khí oxy, đồng thời cũng góp phần quan trọng cho quá trình lọc và giảm bớt đi khí độc có thể gây hại cho cơ thể của bạn nếu có trong phòng. Nhờ vậy mà không khí trong phòng sẽ trở nên dễ chịu hơn, chất lượng giấc ngủ cũng được nâng cao đáng kể.

Quang hợp ngược thường diễn ra ở các loài thực vật CAM
Quang hợp ngược thường diễn ra ở các loài thực vật CAM

Trong quá trình diễn ra quang hợp ngược, ngoài oxy ra thì cây còn giải phóng hơi ẩm ra bên ngoài không khí đồng thời tiêu diệt các chất gây dị ứng. Vì đặc điểm này mà lưỡi hổ là loài cây lý tưởng được nhiều người tin dùng để đặt trong phòng ngủ. Thường nếu phòng ít lưu thông không khí thì bạn nên đặt chậu lưỡi hổ khoảng 6 đến 8 lá.

Xem thêm: Thực vật C3, C4, CAM là gì? gồm những loại nào?

Quang hợp nhân tạo là gì?

Quang hợp nhân tạo vẫn còn là một lĩnh vực mới, có thể được hiểu là áp dụng những công nghệ hiện đại vào việc chế tạo các vật liệu nhân tạo để ứng dụng trong tự nhiên nhằm giảm thiểu các vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường, sinh thái, khí hậu và sự tuyệt chủng.

Sơ đồ trao đổi khí trong quang hợp
Sơ đồ trao đổi khí trong quang hợp

Cường độ quang hợp là gì?

Cường độ quang hợp là một chỉ số riêng biệt, được dùng để thể hiện hiệu suất hoạt động của bộ máy quang hợp của một loại cây nào đó. Cường độ quang hợp  của cây xanh sẽ được tính bằng gam CO2/ m2 lá/ ngày.

Phân biệt hô hấp với quang hợp

Nhiều bạn học sinh thường nhầm lẫn hô hấp và quang hợp với nhau nhưng chúng vẫn có điểm khác biệt:

Quang hợp Hô hấp
Giống nhau
  •  Cả quang hợp và hô hấp đều là 2 quá trình để chuyển hóa năng lượng và các khoáng chất khác tới cây.
  •  Quá trình chuyển hóa này đều diễn ra trong bào quan.
  •  Chúng đều tham gia vào quá trình nuôi dưỡng cũng như giúp cây phát triển.
Khác nhau Nhiệm vụ Giúp tạo ra thức ăn để nuôi dưỡng cây trồng bằng cách chuyển hóa các chất này thành đường glucose. Giúp phân rã thức ăn nhằm giải phóng năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của cây.
Phương trình hoá học 6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2 C6H12O6 + 6H2O -> 6CO2 + 6H2O + Năng lượng.
Các chất xúc tác tham gia vào quá trình hoạt động Cần đến ánh sáng mặt trời mới có thể tạo ra đường glucose, hệ sắc tố và enzyme quang hợp. Cần có oxy mới có thể phân giải đường glucose.
Sản phẩm tạo ra Tạo ra khí oxy và đường glucose. Tạo ra nước, khí CO2, năng lượng ATP.
Nơi diễn ra quá trình hoạt động Diễn ra trên lục lạp. Diễn ra trên các tế bào và ti thể của những tế bào sống.
Cơ chế hoạt động Trải qua quá trình ở 2 giai đoạn pha sáng và tối. Trải qua 4 giai đoạn là phân giải đường, hô hấp yếm khí, chu trình Crep và chuỗi truyền điện tử.

Đặc điểm của lá cây khi tham gia vào quá trình quang hợp là gì?

Sau khi đã nắm được chính xác khái niệm quang hợp là gì thì bạn cũng cần biết đến các đặc điểm của lá cây khi tham gia vào quang hợp.

Bên ngoài của lá

Bề ngoài lá cây có ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp
Bề ngoài lá cây có ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp
  •  Lá cây khi tham gia vào quá trình quang hợp sẽ có diện tích bề mặt lớn để  dễ dàng hấp thụ được các tia sáng.
  •  Phiến lá mỏng sẽ tạo thuận tiện cho việc hấp thụ cũng như thải ra dễ dàng.
  •  Trong lớp biểu bì của mặt lá còn có khí khổng để khí CO2 có thể khuếch tán đến lục lạp.

Bên trong của lá

  •  Các tế bào mô của lá chứa rất nhiều chất diệp lục và được phân bố bên dưới lớp biểu bì mặt trên của lá nhằm hấp thụ trực tiếp các tia sáng chiếu lên bề mặt của chiếc lá.
  •  Tế bào mô khuyết chứa ít chất diệp lục hơn so với mô giàu và nằm ở phía dưới của phiến lá. Một số đặc điểm: Trong mô khuyết có nhiều khoảng rỗng để tạo điều kiện cho khí O2 có thể phân tán đến các tế bào chứa các sắc tố quang hợp.
  •  Hệ gân lá cũng được tủa ra tới tận các tế bào nhu mô của lá. Đây được xem là con đường cung cấp nước cùng với các ion khoáng cho quá trình quang hợp. Không những vậy mạch Libe cũng là con đường dẫn các sản phẩm quang hợp ra khỏi lá cây nhanh nhất.
  •  Ngoài ra thì ở trong lá cũng có rất nhiều tế bào, trong đó có chứa các chất lục lạp với hệ sắc tố quang hợp ở bên trong còn được gọi là bào quan quang hợp.

Xem thêm: Mưa axit là gì? Mưa axit có độ PH bao nhiêu?

Những yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến quang hợp là gì?

Quá trình quang hợp ở cây xanh được diễn ra tự nhiên và phải dựa vào nhiều yếu tố khác nhau. Hãy cùng chúng tôi phân tích rõ hơn các yếu tố này nhé.

Yếu tố ánh sáng

Yếu tố ánh sáng làm ảnh hưởng đến quang hợp trên cả 2 phương diện là cường độ ánh sáng và quang phổ ánh sáng.

Cường độ ánh sáng

  • Điểm bù ánh sáng là trị số ánh sáng mà ở đó cường độ quang hợp sẽ bằng với cường độ hô hấp.
  • Điểm bão hòa ánh sáng thì là trị số ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp đạt tới mức cực đại.
  • Khi cường độ ánh sáng tăng thì cường độ quang hợp cũng sẽ tăng theo cho đến khi đạt tới điểm bão hòa của ánh sáng.
Cường độ ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng tới quang hợp
Cường độ ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng tới quang hợp

Quang phổ ánh sáng

  • Quang hợp sẽ diễn ra mạnh ở vùng có tia đỏ và tia xanh tím.
  • Tia xanh tím sẽ kích thích sự tổng hợp các aa và protein.
  • Còn tia đỏ sẽ xúc tiến quá trình hình thành nên cacbonhidrat.

Nồng độ CO2

Nếu nồng độ CO2 tăng thì cường độ cũng tăng, sau đó tăng chậm cho đến trị số bão hoà CO2 .

Nồng độ bão hoà CO2 chính là trị số tuyệt đối của quang hợp biến đổi tùy thuộc vào cường độ ánh sáng, nhiệt độ và những điều kiện khác. Thông thường ở điều kiện cường độ ánh sáng cao, nồng độ CO2 tăng sẽ thuận lợi hơn cho quang hợp.

Yếu tố nước

Nước là yếu tố đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với quá trình quang hợp. Chúng là nguyên liệu, là môi trường đồng thời cũng tham gia vào quá trình điều tiết khí khổng, điều hoà nhiệt độ cho bề mặt của lá, tạo điều kiện thuận lợi cho quang hợp có thể xảy ra.

Yếu tố nhiệt độ

Nhiệt độ tác động mạnh mẽ lên mỗi loài thực vật khác nhau. Đối với đa số các loài cây thì quang hợp sẽ tăng theo nhiệt độ đến giá trị tối ưu (tùy loài) và trên ngưỡng đó thì quang hợp sẽ giảm.

Các yếu tố khoáng

Các nguyên tố khoáng cũng có ảnh hưởng nhiều mặt đến quang hợp bởi nó tham gia cấu thành nên enzyme quang hợp (gồm N, P, S) và diệp lục (Mg, N). Đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết độ mở khí khổng để cho CO2 có thể khuếch tán vào lá (K) hay sự quang phân li nước (gồm Mn, Cl),…

Có thể nói nếu như không quang hợp diễn ra thì sẽ không có sự sống trên toàn bộ Trái đất. Mong rằng với bài viết trên đây của chúng tôi, các bạn đã nắm được những thông tin cốt lõi về chủ đề quang hợp là gì và ý nghĩa quan trọng của quá trình này.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *