Quang hợp là một quá trình diễn ra ở thực vật có ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại của sinh vật và con người. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về quang hợp là gì và tại sao quang hợp lại là một quá trình quan trọng đối với con người.
Tìm hiểu về quang hợp là gì?
Định nghĩa về quang hợp
Quang hợp là quá trình tiếp nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời ở thực vật, tảo và vi khuẩn. Trong quá trình này, ánh sáng mặt trời được hấp thụ vào bên trong tế bào thực vật tham gia tổng hợp cacbonhidrat và oxy từ nước và khí cacbonic.
Quang hợp là quá trình hấp thụ ánh sáng ở thực vật
Xét về phương diện hóa học, sự quang hợp là phản ứng của ion H+ và điện tử phân ly từ các phân tử nước kết hợp với CO2 tạo ra hợp chất khử (CH2O). Ánh sáng mặt trời là năng lượng cần thiết tác động để diễn ra cơ chế chuyển hóa hydro, điện tử từ nước và CO2. Vậy có thể hiểu đơn giản quang hợp là gì, đây là quá trình tổng hợp chất hữu cơ trong thực vật có sự tham gia của ánh sáng mặt trời.
Bộ phận nào của cây thực hiện quá trình quang hợp?
Thực vật quang hợp là nhờ vào chất diệp lục và Carotenoid. Chúng còn được gọi là hệ sắc tố quang hợp ở cây. Ở nhóm tảo và thực vật thủy sinh, Phycobilin là sắc tố quang hợp.
Ở thực vật, diệp lục và Carotenoit có trên bề mặt của lá cây. Chính vì vậy, quá trình quang hợp sẽ được diễn ra trên lá cây. Trong quá trình phát triển tự nhiên, lá cây đã hình thành những đặc điểm cấu tạo hình thái để thích nghi với quá trình quang hợp:
-
Lá có diện tích bề mặt lớn để hấp thụ tối đa tia sáng.
-
Biểu bì của lá mỏng và có nhiều lỗ thông khí giúp khí cacbonic thẩm thấu vào trong đồng thời khuếch tán oxy ra ngoài nhanh hơn.
-
Diệp lục được phân bố dày đặc bên dưới tầng biểu bì để trực tiếp hấp thụ nguồn ánh sáng.
-
Lá có nhiều tế bào mô xốp tạo ra nhiều khoảng trống để khí dễ dàng khuếch tán đến các tế bào chứa sắc tố quang hợp diệp lục.
-
Hệ thống gân lá có nhiều mạch dẫn xuất phát từ cuống lá đến tận từng tế bào quang hợp để dẫn nước và ion khoáng và vận chuyển sản phẩm sau quang hợp.
Tế bào lục lạp trên lá cây là nơi diễn ra quá trình quang hợp
Chất diệp lục
Đây là một hợp chất quan trọng của quá trình quang hợp ở thực vật. Diệp lục là sắc tố hấp thụ nguồn ánh sáng phổ rộng từ xanh lam (430 nm) đến đỏ (662 nm). Trong lá cây, diệp lục có 2 nhóm là: diệp lục nhóm a và diệp lục nhóm b.
Diệp lục nhóm a: Là các phân tử P700 tham gia trực tiếp vào quá trình hấp thụ ánh sáng. Sau đó, chuyển hóa thành năng lượng ATP và NADPH.
Diệp lục nhóm b: Là các phân tử có thể kết hợp với phân tử P700 và P680 để truyền ánh sáng và hấp thụ cho chúng.
Chất Carotenoid
Carotenoid gồm có xantophin và caroten là các sắc tố phụ của quá trình quang hợp. Vai trò của Carotenoid trong quang hợp là truyền các năng lượng cho 2 nhóm chất diệp lục a và b. Trong đó, Carotene hấp thụ ánh sáng ở bước sóng thấp 446 – 476 nm. Xantophin hấp thụ ánh sáng ở bước sóng cao 451 -1 481 nm. Thêm vào đó, carotenoid còn giữ vai trò bảo vệ các cơ quan quan quang hợp trên lá với ánh nắng có cường độ cao.
Diễn biến của quá trình quang hợp
Quang hợp là quá trình khử Carbon dioxide và quá trình oxy hóa nước xảy ra đồng thời ở tế bào quang hợp (lục lạp). Trong phản ứng oxy hóa khử này, ánh sáng mặt trời sẽ oxy hoá và khử Carbon dioxide thành oxy và đường hữu cơ. Quá trình quang hợp ở thực vật diễn ra theo 2 pha là pha sáng và pha tối.
Pha sáng
Quá trình pha sáng và pha tối trong quang hợp
Pha sáng là giai đoạn chuyển hóa năng lượng. Trong pha này, ánh sáng sẽ biến đổi thành các dạng năng lượng hóa học là ATP và NADPH. Sắc tố quang hợp – diệp lục sẽ hấp thu năng lượng ánh sáng và đưa vào chuỗi chuyền electron quang hợp. Sau các phản ứng oxy hóa khử, ADP và NADP+ sẽ chuyển thành ATP và NADPH.
-
Vị trí diễn ra pha sáng: Tilacoit – Màng của tế bào lục lạp.
-
Nguyên liệu pha sáng bao gồm: ánh sáng, nước, ADP, NADP+.
-
Sản phẩm cuối của pha sáng là: ATP, NADPH, oxy.
Pha tối
Đây là giai đoạn Carbon dioxide thành cacbohidrat. Pha tối không có sự tham gia của ánh sáng. Đây cũng chính là nguồn gốc tên gọi của pha này. Khác hoàn toàn ở pha sáng, pha tối là một loạt phản ứng khử biến đổi Carbon dioxide thành các hợp chất 6C không bền → Hợp chất 3C bền vững → Cacbohidrat.
-
Vị trí diễn ra pha tối: trong chất nền của tế bào lục lạp.
-
Nguyên liệu pha tối bao gồm: ATP, NADPH, Carbon dioxide.
-
Sản phẩm cuối của pha tối: Sản phẩm hữu cơ Cacbohidrat.
Ý nghĩa quan trọng của quá trình quang hợp
Ngoài câu hỏi “Quang hợp là gì”, ý nghĩa của quá trình này cũng là vấn đề được nhiều bạn đọc quan tâm. Trên thực tế, quang hợp là quá trình cần thiết trong sự sinh trưởng của thực vật. Quá trình này cũng đóng vai trò quan trọng đối với sinh vật và con người
Đối với thực vật
-
Quang hợp mang lại chất dinh dưỡng đáp sự sinh tồn và phát triển của thực vật.
-
Quang hợp giúp thực vật tích lũy năng lượng từ ánh sáng mặt trời.
Đối với sinh vật
-
Quang hợp sản sinh ra nguồn chất dinh dưỡng hữu cơ phong phú cho sinh vật.
-
Quang hợp tạo ra nguồ oxy cho mọi hoạt động của tất cả các loài sinh vật.
Đối với con người
Quang hợp giúp điều hòa và giảm ô nhiễm không khí
Quá trình quang hợp ở thực vật có ý nghĩa to lớn với con người. Quang hợp giúp cân bằng và duy trì các hoạt động sống của con người. Những lợi ích của quang hợp với con người:
-
Tạo ra nguồn lương thực, thực phẩm đa dạng và phong phú.
-
Cung cấp nguồn nguyên vật liệu tự nhiên cho hoạt động của nên công nghiệp như: dệt may, gỗ, giấy…
-
Tạo ra nguồn oxy cho hoạt động hô hấp của con người.
-
Ngăn chặn các hiệu ứng nhà kính, giảm thiểu nồng độ Carbon dioxide trong không khí, điều hòa và giảm thiểu ô nhiễm không khí.
Hy vọng các thông tin trên đã giúp bạn đọc hiểu được về quang hợp là gì, quá trình quang hợp có ý nghĩa gì với con người. Với những ý nghĩa quan trọng của quang hợp, trồng nhiều cây xanh là điều cần thiết để giảm đi hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm trên toàn cầu.
