Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Đề tài " Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp "
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 1
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................3
1.1. Khái niệm...................................................................................................5
1.2. Bản chất của quá trình quang hợp..........................................................6
2.1 Chu trình Calvin (Chu trình C3) .............................................................7
2.2 Chu trình Hatch – Stack (Chu trình C4)...............................................12
2.3 Chu trình CAM (Crassulaceae Axit Metabolism – Trao đổi axit ở họ
thuốc bỏng) .....................................................................................................15
2.4.1 Khái niệm...............................................................................................18
2.4.2 Điều kiện xảy ra hô hấp sáng...............................................................18
2.4.3 Bản chất hoá học của quang hô hấp (Hình 7) ....................................18
Tổng hợp gluxit ..............................................................................................21
Tổng hợp lipit .................................................................................................21
Tổng hợp protein ...........................................................................................21
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 2
KẾT LUẬN.............................................................................................................24
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
LỜI NÓI ĐẦU
Ta biết rằng mọi cơ thể sống chỉ tồn tại bình thường khi nó được cung cấp
liên tục năng lượng từ bên ngoài và dù các sinh vật có khác nhau đến mức nào đi
nữa, chúng cũng đều sử dụng một dạng năng lượng chung.
Tuy nhiên nhờ có khả năng biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 3
hóa học, cây xanh đã thực hiện một quá trình ngược với gradient nhiệt động học,
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
nghĩa là quá trình đó không những làm giảm năng lượng chung của hệ thống, mà
ngược lại năng lượng được tăng lên. Chính quá trình quang hợp của cây xanh và vi
khuẩn quang hợp đã thực hiện quá trình biến đổi này.
Những công trình nghiên cứu về quang hợp trong những năm gần đây tập
trung vào các lĩnh vực cơ chế quang hợp nhằm bắt chước chức năng quang hợp của
cây xanh với sự giúp đỡ của các phương pháp lý sinh, hóa sinh hiện đại với các
trang thiết bị hiện đại. Mặt khác, có rất nhiều công trình đang tập trung vào việc
điều khiển chức năng quang hợp trên cá thể, quần thể, tạo ra những cá thể và quần
thể lý tưởng về quang hợp nhằm thu được năng suất thực vật cao nhất về số lượng
lẫn chất lượng.
Cho đến nay đã hiểu biết khá đầy đủ về quá trình quang hợp do các nghiên
cứu về quang hợp ngày càng nhiều, tập trung và sâu sắc.
Trong tiểu luận này, em xin trình bày nội dung “ Pha tối trong quang hợp và
quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ thứ cấp trong quang hợp”.
Trong thời gian cho phép, nội dụng còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự góp ý chân thành từ thầy và các anh, chị, bạn cùng lớp để nội dung được
chính xác, đầy đủ. Và em mong, đây sẽ là tiểu luận mà thầy, các anh chị, các bạn
dùng nó làm cơ sở cho việc học tập, nghiên cứu về sau.
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 4
Xin chân thành cảm ơn.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
1. KHÁI QUÁT VỀ QUANG HỢP 1.1. Khái niệm
Quang hợp là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ, đóng vai trò quan trọng
đối với mọi sinh vật trên Trái Đất, chủ yếu ở tảo và thực vật bậc cao.
Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng Mặt Trời thành năng
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 5
lượng hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu cơ xảy ra ở sắc tố lục.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Quang hợp là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ từ CO2 và H2O, có sự
giải phóng O2.
Ánh sáng
Phương trình tổng quát:
Diệp lục
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O.
Phương trình phản ứng thực chất: ánh sáng
6 CO2 + 11 H2O + 18 ATP + 12 NADPH2
Diệp lục Fructose – 6P + 17 Pi + 18 ADP + 18 NADP+.
1.2. Bản chất của quá trình quang hợp
Mối quan hệ giữa pha sáng và pha tối trong quang hợp được minh họa bằng sơ
đồ ở hình 1.
Quá trình quang hợp gồm có hai pha: pha sáng và pha tối.
- Pha sáng: là pha bao gồm quá trình hấp thụ ánh sáng và kích động các phân
tử sắc tố (giai đoạn quang lý) cùng với sự biến đổi năng lượng photon thành năng
lượng hóa học dưới dạng các hợp chất dự trữ năng lượng ATP và chất khử NADH2
(giai đoạn quang hóa).
- Pha tối: là pha bao gồm các phản ứng hóa học không có sự tham gia trực
tiếp của ánh sáng nhưng lại sử dụng các sản phẩm của pha sáng là ATP và NADH2
để khử CO2 để tạo thành các hợp chất hữu cơ là sản phẩm đầu tiên của quá trình
quang hợp rồi từ đó tổng hợp các sản phẩm thứ cấp khác tham gia vào quá trình
trao đổi chất.
Ánh sáng ADP ATP ATP ADP
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 6
Pha sáng
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Pha tối
H2O H2O O2 CO2 C6H12O6 NADP NADPH2 NADPH2 NADP
Hình 1. Mối quan hệ giữa pha sáng và pha tối
2. PHA TỐI TRONG QUANG HỢP
(Đồng hóa cacbon)
Quá trình đồng hóa cacbon trong quang hợp xảy ra theo ba con đường
- Chu trình Calvin hay chu trình C3
- Chu trình Hatch – Stack hay chu trình C4
- Chu trình CAM (Crassulaceae Axit Metabolism)
Ngoài ra quá trình đồng hóa cacbon có thể xảy ra theo con đường C2 (hô hấp
sáng).
2.1 Chu trình Calvin (Chu trình C3)
Chu trình cố định CO2 này do nhà bác học Mỹ Calvin đưa ra từ 1952 và
đứng vững cho đến nay. Đây là con đường phổ biến nhất cho tất cả các loại thực
vật. Quá trình này xảy ra ở mô giậu của tế bào thịt lá.
Chu trình này gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn cacboxyl hóa
- Giai đoạn khử
- Giai đoạn tái tạo chất nhận.
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 7
Chu trình này được sơ đồ hóa ở hình 2
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Regeneration 3-phosphoglycerate
ATP ATP
NADPH
Reduction Glyceraldehyde-3- phosphate ADP Pi NADP+
Sucrose, starch
Ribulose-1,5- Start of cycle bisphosphate CO2+ H2O ADP Carboxylation
Hình 2. Chu trình Calvin
2.1.1. Giai đoạn 1: Giai đoạn cacboxi hóa: ở giai đoạn này CO2 bị khử để
hình thành nên sản phẩm đầu tiên của quang hợp là axit photphoglixeric.
Ri-1,5DP cacboxilase
Giai đoạn này gồm các phản ứng sau đây:
• 6 Ri-1,5DP + 6 CO2 + 6 H2O 12 A-3PG + 12H+
(Ribulozo-1,5diphotphat) (axit 3 photphoglixeric)
A-3PG kinase
• 12 A-3PG + 12 ATP 12 A-1,3DPG + 12 ADP
(axit 1,3 diphotphoglixeric)
2.1.2 Giai đoạn 2: Giai đoạn khử: giai đoạn này A-1,3DPG bị khử để tạo
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 8
thành ALPG với sự tham gia của NADH2.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Giai đoạn này bao gồm có các phản ứng sau:
NADH: ALPG dehydrogenase • 12 A-1,3DPG +12 NADH +12 H+ 12 ALPG + 12 NADP+ + 12 Pi
(aldehyt photphoglixeric)
2.1.3 Giai đoạn 3:
Giai đoạn phục hồi chất nhận ribulozodiphotphat
Giai đoạn này bao gồm có các phản ứng sau:
Triose photphat izomerase
• 5 ALPG 5 DHAP
Aldolase
Fr-1,6DPase
• 3 ALPG + 3 DHAP 3 Fr-1,6DP (fructose-1,6diphotphat)
• 3 Fr-1,6DP + 3 H2O 3 Fr-6P + 3 Pi
Transketolase
• 2 ALPG + 2 Fr-6P 2 E-4P + 2 Xi-5P
Aldolase
(erytozo-4photphat) (Xilulozo-5photphat)
• 2 E-4P + 2 DHAP 2 Se-1,7DP
(sedoheptulozo-1,7diphotphat)
Se-1,7DPase
• 2 Se-1,7DP + 2 H2O 2 Se-7P + 2 Pi Transketolase
Ri-5P epimerase
• 2 Se-7P + 2 ALPG 2 Xi-5P + 2 R-5P
• 4 Xi-5P 4 Ri-5P
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 9
R-5P izomerase
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
• 2 R-5P 2 Ri-5P
Ri-5P kinase • 6 Ri-5P + 6 ATP 6 Ri-1,6DP + 6 ADP+ + 6 H+
Đến đây Ri-1,6Dp lại được cacboxi hóa và chu trình được lặp lại, khép kín.
Phương trình tổng quát:
6 CO2 + 11 H2O + 12 NADPH + 18 ATP Fr-6P + 12 NADP+ + 6 H+ + 18 ADP + 17 Pi
Như vậy để tạo nên một phân tử glucose trong pha tối thì pha sáng cần cung cấp 18
ATP và 12 NADPH. Đây là một lượng năng lượng lớn mà pha sáng cần phải đảm
bảo đủ. Nếu một lý do nào đó mà thiếu năng lượng thì quá trình khử CO2 sẽ bị ức
chế.
Ý nghĩa của chu trình C3:
Chu trình C3 là chu trình quang hợp cơ bản nhất của giới thực vật và nó
xảy ra ở tất cả các loài thực vật dù thượng đẳng hay hạ đẳng. Đây là chu trình khử
CO2 duy nhất để tạo các sản phẩm quang hợp trong thế giới thực vật.
Có thể minh họa các phản ứng của 3 giai đoạn trên của chu trình Calvin
bằng các sơ đồ ở hình 3. (Khung màu xanh: giai đoạn 1; khung màu xám: giai đoạn
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 10
2; khung màu hồng: giai đoạn 3).
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Hình 3. Bảng minh họa các phản ứng theo 3 giai đoạn của chu trình Calvin
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 11
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Tổng quát quá trình đồng hóa CO2 theo chu trình Calvin như sau:
12NADPH 6C5 + 6 CO2 12C3 12C3 (ALPG) 2C3 1 C6 ATP 10C3 2C3 2C3 2C3 4C3 2C6 2C5 2C4 2C5 2C5 2 C7
2.2 Chu trình Hatch – Stack (Chu trình
C4)
Năm 1966, Hatch và Stack, hai nhà bác học Australia thấy là ngoài chu trình
Calvin xảy ra ở phần lớn thực vật bậc cao, bậc thấp và vi khuẩn quang hợp, còn
thấy quá trình cố định CO2 xảy ra theo con đường khác. Đây là con đường đồng
hóa CO2 ở một số cây họ Lúa nhiệt đới như mía, ngô, cỏ lồng vực, cỏ gấu, rau
dền,…ở những thực vật này, trong lục lạp enzyme ribulozodiphotphatcacboxilaza
là loại hoạt động rất yếu hoặc không hoạt động. Thay vào đó enzyme
photphoenolpyruvat cacboxilaza lại hoạt động rất mạnh. Vì vậy sản phẩm đầu tiên
của quang hợp ở các thực vật này không phải là axit photphoglixeric (có 3 nguyên
tử C trong phân tử - chu trình C3) mà là các axit oxaloaxetic, malic, aspartic. Các
axit này gồm 4 nguyên tử C trong phân tử nên gọi chu trình này là chu trình C4 và
những thực vật có con đường C theo chu trình này gọi là thực vật C4. Chu trình C4
còn được gọi là chu trình axit dicacboxilic, vì sản phẩm đầu tiên là những hợp chất
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 12
có hai nhóm cacboxyl.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Chu trình C4 xảy ra trong lục lạp ở cả hai loại: tế bào thịt lá (mesophyll cell)
đồng hóa cacbon sơ cấp và tế bào bao quanh bó mạch (bundle sheat cell) đồng hóa
cacbon thứ cấp.
Chu trình này không có quá trình cacboxi hóa RiDP, nhưng có nối tiếp với
chu trình Calvin và có quá trình tổng hợp monosaccarit như chu trình Calvin.
Như vậy chu trình C4 có thể chia làm hai chu trình nhỏ: chu trình 1(cacboxi
hóa axit photphoenolpyruvic ) xảy ra ở tế bào thịt lá, chu trình 2 (tổng hợp
monosaccarit) xảy ra ở tế bào bao quanh bó mạch. Các phản ứng của chu trình C4
được minh họa ở hình 4, hình 5.
(Tế bào thịt lá)
(TB bao quanh bó mạch)
Hình 4. Chu trình đồng hóa CO2 ở thực vật C4
AP-kinase
2.2.1 Chu trình 1: Cacboxi hóa
• AP + ATP PEP + ADP
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 13
(axit pyruvic) (photphoenolpyruvic)
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
PEP cacboxilase
- AOA + Pi
• PEP + HCO3
(axit oxaloaxetic)
AOA cacboxilase
• AOA + Ri-1,6DP APG + AP
Đến đây axit pyruvic lại tiếp tục chu trình theo phản ứng 1 và 2 để khép kín chu
trình 1.
2.2.2 Chu trình 2: Tổng hợp monosaccarit
NADP-malatdehydrogenase
AA aminotransferase
• AOA + NADPH + H+ AM (axit malic) + NADP+
• AOA + AG AA + α-ketoglutamate
(axit glutamic) (axit aspartic)
NAD(P) malic enzyme • AM + NAD(P+) AP + CO2 + NAD(P)H2
PEP cacboxikinase
Alanine aminotransferase
(axit malic) (axit pyruvic)
• AOA + ATP PEP + CO2 + ADP+
Adenilat kinase
• AP + AG (axit glutamic) Alanine + α-ketoglutarate
AP-orthophotphat dikinase
• AMP + ATP 2 ADP
Pyrophotphatase
• AP + Pi + ATP PEP + AMP + PPi
Malat dehydrogenase
• PPi + H2O 2 Pi
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 14
• AM + NADP+ AP (axit pyruvic)
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Tế bào thịt lá
(AOA)
Cầu nối NSC
TB bao quanh bó mạch
Axit malic
Hình 5. Chu trình tóm tắt C4
2.3 Chu trình CAM (Crassulaceae Axit
Metabolism – Trao đổi axit ở họ thuốc bỏng)
Bên cạnh các thực vật C4 (về hình thái, giải phẫu thích nghi với sự thay đổi
điều kiện môi trường nóng, ẩm thay đổi liên tục) còn tồn tại một dạng thực vật
khác là dạng CAM, thích ứng rất tốt với khí hậu khô nóng kéo dài. Những thực vật
này có xu hướng sao cho cơ thể tiếp xúc với môi trường ở một bề mặt nhỏ nhất, vì
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 15
như vậy sẽ giảm đến mức tối thiểu sự mất nước. Tuy nhiên, đồng thời với sự giảm
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
diện tích tiếp xúc thì cũng giảm cả sự trao đổi khí giữa thực vật và môi trường.
Đây là một mâu thuẫn của thực vật CAM. Mâu thuẫn này đã được giải quyết bằng
cách thay đổi con đường cố định CO2 trong quang hợp.
Chu trình CAM khác với thực vật C4 về mặt thời gian, nghĩa là sự đồng hóa
CO2 sơ cấp (hấp thụ và tích lũy CO2) xảy ra vào ban đêm khi khí khổng mở, còn
ban ngày khí khổng đóng lại để tiết kiệm nước và thực hiện quá trình đồng hóa
CO2 thứ cấp (khử CO2). Đây là đặc điểm thích nghi đối với thực vật mọng nước
sống nơi khô hạn (dứa, xương rồng, các cây vùng sa mạc,…).
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 16
Hình 6. Chu trình đồng hóa CO2 ở thực vật CAM
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Sau đây là mô hình so sánh về không gian và thời gian của quá trình cố định
CO2 ở thực vật C4 và CAM
Thực vật C4 Thực vật CAM
Ban ngày Sự tổng hợp
Lục lạp tế bào bao quanh bó mạch [CH2O]
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 17
Cacboxi hóa sơ cấp Lục lạp tế bào mô giậu Ban đêm
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
2.4 Quang hợp C2 (quang hô hấp/hô hấp
sáng – photorespiration, ) 2.4.1 Khái niệm
Hô hấp sáng là quá trình phân giải chất hữu cơ và giải phóng CO2 như
hô hấp tối nhưng không giải phóng năng lượng. Quá trình này chỉ xảy ra ngoài
sáng, song song với quá trình quang hợp và chỉ ở một số thực vật nhất định mà thôi
(đặc biệt là nhóm thực vật C3).
2.4.2 Điều kiện xảy ra hô hấp sáng
- Điều kiện trước tiên là có chiếu sáng. Khi có chiếu sáng thì các thực
vật có hô hấp sáng mới xảy ra quá trình phân huỷ chất hữu cơ để giải phóng CO2,
còn trong tối thì quá trình này không diễn ra.
- Tuy nhiên, quá trình hô hấp sáng thường xảy ra mạnh mẽ khi gặp nhiệt
độ cao, cường độ ánh sáng mạnh và nồng độ oxi cao.
- Hô hấp sáng chỉ xảy ra ở các thực vật C3, còn nhóm thực vật C4 và thực
vật CAM thì quang hô hấp không xảy ra hoặc rất yếu. Vì rằng:
- Có 3 bào quan tham gia vào việc thải CO2 ngoài sáng (quang hô hấp) là
lục lạp, ty thể và peroxixom. Ba cơ quan này trong lá luôn nằm cạnh nhau khi
thực hiện quang hô hấp.
2.4.3 Bản chất hoá học của quang hô
hấp (Hình 7)
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 18
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Hình 7. Sơ đồ tổng quát của quá trình quang hô hấp
RDP oxygenase Chlorophyll
R-1,5DPG A-3PG Chu trình C3
H2O
Pi
Glycolat – P (C2) ATP
Glycolat Glycorat
Peroxisome Glycolat Glycorat
O2
H2O2 H2O
Glioxilat Hydroxypyruvat
Glutamat
α-xetoglutaric
Glyxin Serin
mitochondrion NH3
2 Glyxin Serin
CO2 Điều mấu chốt của quá trình quang hô hấp là tính chất hoạt động hai chiều của
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 19
enzym RDP cacboxilase. Trong điều kiện bình thường, enzym xúc tác cho phản
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
ứng cacboxyl hóa RDP (C5) để hình thành nên 2 phân tử APG và chu trình C3 của
quang hợp diễn ra bình thường trong cây
RDP cacboxilase RDP + CO2 2 APG
ở một số thực vật, nhất là thực vật C3 và nhất là khi có cường độ ánh sáng mạnh,
nhiệt độ cao và nồng độ oxi cao thì enzym RDP cacboxilase hoạt động như một
enzym oxi hóa (RDP oxidase). Phản ứng oxi hóa RDP sẽ tạo ra 1 phân tử ALPG và
1 hợp chất có 2C là glycolat. Phân tử ALPG sẽ đi vào chu trình quang hợp C3 để
tạo nên các sản phaame quang hợp, còn glycolat thì bị oxi hóa tiếp tục để giải
RDP oxidase phóng CO2 ra ngoài không khí.
RDP + O2 ALPG (C3) + glycolat (C2)
2.4.4 Chức năng của các bào quan tham gia quang hô hấp
+ Trong lục lạp, quá trình oxi hóa RDP tạo nên ALPG và glycolat.
+ Trong peroxixom, glycolat bị oxi hóa tạo nên glycoxilat và H2O2. Sau
đó, glycoxilat bị amin hóa để tạo nên glyxin, còn H2O2 bị phân giải cho ra H2O và
O2.
+ Trong ty thể, 2 phân tử glyxin kết hợp với nhau để tạo nên serin và giải
phóng CO2 ra không khí.
2.4.5 Ý nghĩa của quang hô hấp
Hô hấp thường tiêu hao khoảng 20% lượng chất hữu cơ trong quang hợp,
còn hô hấp sáng phân giải một lượng chất hữu cơ lớn hơn nhiều. Với các cây C3 thì
quang hô hấp có thể làm giảm từ 30 – 50% năng suất cây trồng.
3. SỰ TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ THỨ CẤP TRONG QUANG HỢP
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 20
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Tổng hợp gluxit
Quang hợp tạo ra các hợp chất đường hecxozo, sau đó nó tiếp tục biến đổi
tạo thành các hợp chất gluxit khác như tinh bột, saccarozo, xenllulozo.
Fr – 1,6DP Fr - 6P G – 6P G – 1P
Fructozo mantoz tinh bột saccarozo xenllulozo
Inulin
Tổng hợp lipit
Các hợp chất lipit đơn giản như dầu, sáp có cấu tạo chủ yếu từ glyxerin và
axit béo. Glyxerin được tạo ra nhờ quá trình biến đổi axit-3-photphoglyxeric,
aldehytphotphoglyxeric và dihydroaxeton photphat. Còn axit béo được tổng hợp từ
axit pyruvic kết hợp với HSCoA để tạo thành axetylCoA. AxetylCoA kết hợp CO2 tạo thành maloni CoA. Mn+2
CH3-CO-SCoA + CO2 COOH-CH2-CO-SCoA + ADP.
ATP
(axetyl coenzym A) (malonyl coenzym A)
Sau đó, maloni CoA kết hợp với các phân tử axetyl CoA khác để tạo thành
các axit béo có số cacbon khác nhau.
Tổng hợp protein
Ở lục lạp có AND, ARN và riboxom nên có khả năng tổng hợp protein. Từ
các xetoaxit như piruvic, oxaloaxetic, axit photphoenolpiruvic được tạo ra trong
quang hợp có thể bị amin hóa để tạo thành các axit amin tương ứng. Các axit amin
được tạo thành tham gia vào quá trình tổng hợp protein.
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 21
Xetoaxit + NH3 → axit amin → protein.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
ATP
• AOA + NH3 Aspartat
• α – xetoglutarat + NH3 a.glutamic
Qua các quá trình chuyển hóa năng lượng và vật chất, có thể nói rằng lục lạp
là bào quan đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong tế bào của cơ thể thực vật.
3.1 Tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác
aa diệp lục
serin
lizin aa thơm Glioxilic a.sikimic
G-1P
glycolysis
Ri-1,5DP Triose-P A.pyruvic a.béo lipit ALPG lignhin PEP Alkaloit Fr-6P đường ribose Prescursor Cellulose, hemicellulose protein lipoprotein G-6P tinh bột glucoprotein Đường sucrose nucleoprotein ALPG enzyme coenzym glucose E-4P Nucleotit a. pyruvic h/c phenol a.malonic a.béo
axetyl-coA chu trình TCA α-xetoglutaric
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 22
a.nucleic CoA a.glutamic ATP, ADP,… NAD(P), FAD(P) phytocrom cytocrome chlorophyll cytokinin peroxisome các amino phytocrome catalase acid khác vitamin phytocrome Hình 8. Sự tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác trong quang hợp
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 23
Hình 7. Quá trình tổng hợp tinh bột ở lục lạp và đường ở dịch bào.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
KẾT LUẬN
Tóm lại, quá trình đồng hóa CO2 ở cây xanh là một quá trình phức tạp, bao gồm các hướng khác nhau với những sản phẩm cuối cùng khác nhau. Trong quá trình quang hợp, đã tạo ra nhiều sản phẩm trung gian và các sản phẩm này có quan hệ mật thiết với các quá trình trao đổi chất khác nhau xảy ra ở cây xanh. Quang hợp là một quá trình cơ bản trong hoạt động sống của cơ thể thực vật và có quan hệ mật thiết với các quá trình trao đổi chất khác của cơ thể và chịu ảnh hưởng liên tục của điều kiện môi trường.
Mục đích của việc nghiên cứu bản chất và cơ chế của quá trình quang hợp là
tái lập và sử dụng các nguyên tắc và phản ứng của nó trong các hệ thống nông nghiệp và hướng quan trọng khác là xây dựng những con đường và phương thức nhằm tăng năng suất quang hợp ở cây trồng.
Mặc dù vậy, hiệu quả quang trọng nhất của việc nghiên cứu quang hợp vẫn
là khả năng điều khiển hoạt động quang hợp của cơ thể thực vật với mục đích nâng cao năng suất thu hoạch. Và do đó chúng ta cũng có thể nhờ quang hợp nhân tạo để có thể chế ra những chất đơn giản của thực phẩm cũng như các nguyên liệu khác, như đường, axit amin, protein, các thành phần của mỡ, các chất có hoạt tính sinh lí, các loại chất trùng hợp,…
Quang hợp nhân tạo sẽ dựa theo cơ chế của quang hợp tự nhiên, nhờ các nguyên liệu có ở khắp mọi nơi là CO2, H2O, một số muối khoáng và nhờ nguồn năng lượng không bao giờ cạn là bức xạ mặt trời.
Với quy mô khai thác thực bì tự nhiên và thực vật trồng trọt hiện nay, con
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 24
người vẫn chưa thỏa mãn được tất cả nhu cầu của mình. Như vậy có nghĩa là nguồn lương thực và thực phẩm vẫn là một trong những vấn đề gay go nhất của loài người hiện nay. Nguyên nhân của vấn đề này có nhiều, có thể là nguyên nhân xã hội, nguyên nhân lỹ thuật, nhưng cái chính là con người vẫn còn thiếu những biện pháp cải tạo đúng mức và sử dụng hợp lí chức năng quang hợp của cây xanh trên cơ sở của một trình độ hiểu biết cao hơn về bản chất của quá trình quang hợp.
Pha tối trong quang hợp và sự tổng hợp các chất hữu cơ thứ cấp
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Võ Minh Thứ, 2005. Tế bào học (tài liệu bồi dưỡng thường xuyên chu kỳ
III). Đại học Quy Nhơn.
2. Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn, 2007. Sinh lý học thực vật.
Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội.
Học viên: Vương Thị Bích Dự
Trang 25
3. Ting, I.P., 1982. Plant physiology. University of California.
