các sắc tố quang hợp chúng là những hợp chất hóa học hấp thụ và phản xạ những bước sóng nhất định của ánh sáng khả kiến, khiến chúng trông "sặc sỡ". Các loại thực vật, tảo và vi khuẩn lam khác nhau có sắc tố quang hợp, chúng hấp thụ ở các bước sóng khác nhau và tạo ra các màu khác nhau, chủ yếu là màu xanh lá cây, vàng và đỏ. Show Những sắc tố này là cần thiết cho một số sinh vật tự dưỡng, chẳng hạn như thực vật, bởi vì chúng giúp chúng tận dụng một loạt các bước sóng để tạo ra thức ăn của chúng trong quang hợp. Vì mỗi sắc tố chỉ phản ứng với một số bước sóng, có các sắc tố khác nhau cho phép thu được nhiều lượng ánh sáng (photon) hơn.  Chỉ số
Tính năngNhư đã nêu ở trên, các sắc tố quang hợp là các nguyên tố hóa học chịu trách nhiệm hấp thụ ánh sáng cần thiết để quá trình quang hợp có thể được tạo ra. Thông qua quá trình quang hợp, năng lượng của Mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng hóa học và đường. Ánh sáng mặt trời bao gồm nhiều bước sóng khác nhau, có màu sắc và mức năng lượng khác nhau. Không phải tất cả các bước sóng đều được sử dụng như nhau trong quang hợp, đó là lý do tại sao có các loại sắc tố quang hợp khác nhau. Các sinh vật quang hợp chứa các sắc tố chỉ hấp thụ các bước sóng của ánh sáng khả kiến và phản xạ các sắc tố khác. Tập hợp các bước sóng được hấp thụ bởi sắc tố là phổ hấp thụ của nó. Một sắc tố hấp thụ các bước sóng nhất định và những sắc tố không hấp thụ phản ánh chúng; màu sắc chỉ đơn giản là ánh sáng được phản chiếu bởi các sắc tố. Ví dụ, thực vật trông có màu xanh vì chúng chứa nhiều phân tử diệp lục a và b, phản xạ ánh sáng xanh. Các loại sắc tố quang hợpCác sắc tố quang hợp có thể được chia thành ba loại: diệp lục, carotenoids và phycobilins. Chất diệp lụcChất diệp lục là các sắc tố quang hợp màu xanh lá cây có chứa một vòng porphyrin trong cấu trúc của chúng. Chúng là các phân tử hình vòng ổn định, xung quanh mà các electron tự do di chuyển. Do các electron di chuyển tự do, vòng có khả năng thu được hoặc mất electron dễ dàng và do đó, có khả năng cung cấp điện tử năng lượng cho các phân tử khác. Đây là quá trình cơ bản mà diệp lục "thu giữ" năng lượng của ánh sáng mặt trời. Các loại diệp lụcCó một số loại diệp lục: a, b, c, d và e. Trong số này, chỉ có hai được tìm thấy trong lục lạp của thực vật bậc cao: diệp lục a và diệp lục b. Quan trọng nhất là diệp lục "a", vì nó có trong thực vật, tảo và vi khuẩn lam quang hợp. Chất diệp lục "a" làm cho khả năng quang hợp có thể vì nó chuyển các electron đã hoạt hóa của nó sang các phân tử khác sẽ tạo ra đường. Một loại diệp lục thứ hai là diệp lục "b", chỉ được tìm thấy trong cái gọi là tảo xanh và thực vật. Mặt khác, diệp lục "c" chỉ được tìm thấy trong các thành viên quang hợp của nhóm nhiễm sắc thể, như trong dinoflagellate. Sự khác biệt giữa các chất diệp lục của các nhóm chính này là một trong những dấu hiệu đầu tiên cho thấy chúng không liên quan chặt chẽ như suy nghĩ trước đây. Lượng chất diệp lục "b" là khoảng một phần tư của tổng hàm lượng chất diệp lục. Về phần mình, diệp lục "a" được tìm thấy trong tất cả các nhà máy quang hợp, đó là lý do tại sao nó được gọi là sắc tố quang hợp phổ quát. Họ cũng gọi nó là sắc tố quang hợp sơ cấp vì nó thực hiện phản ứng chính của quang hợp. Trong tất cả các sắc tố tham gia vào quá trình quang hợp, diệp lục đóng vai trò cơ bản. Vì lý do này, phần còn lại của các sắc tố quang hợp được gọi là các sắc tố phụ. Việc sử dụng các sắc tố phụ kiện cho phép hấp thụ một phạm vi bước sóng rộng hơn và do đó, thu được nhiều năng lượng hơn từ ánh sáng mặt trời. CarotenoitCarotenoids là một nhóm sắc tố quang hợp quan trọng khác. Chúng hấp thụ ánh sáng tím và xanh lam. Carotenoids cung cấp màu sắc tươi sáng mà trái cây thể hiện; ví dụ, màu đỏ của cà chua là do sự hiện diện của lycopene, màu vàng của hạt ngô là do zeaxanthin và màu cam của vỏ cam là do-carotene. Tất cả các carotenoit này rất quan trọng để thu hút động vật và thúc đẩy sự phát tán của hạt giống của cây. Giống như tất cả các sắc tố quang hợp, carotenoids giúp thu ánh sáng nhưng cũng đóng một vai trò quan trọng khác: loại bỏ năng lượng dư thừa từ Mặt trời. Do đó, nếu một chiếc lá nhận được một lượng năng lượng lớn và năng lượng này không được sử dụng, sự dư thừa này có thể làm hỏng các phân tử phức hợp quang hợp. Carotenoids tham gia vào việc hấp thụ năng lượng dư thừa và giúp tiêu tan nó dưới dạng nhiệt. Carotenoids thường có sắc tố đỏ, cam hoặc vàng, và bao gồm hợp chất carotene nổi tiếng, tạo màu cho cà rốt. Các hợp chất này được hình thành bởi hai vòng nhỏ gồm sáu nguyên tử cacbon được nối với nhau bằng một "chuỗi" nguyên tử carbon. Do cấu trúc phân tử của chúng, chúng không tan trong nước mà thay vào đó liên kết với màng bên trong tế bào. Carotenoids không thể trực tiếp sử dụng năng lượng của ánh sáng để quang hợp, mà phải chuyển năng lượng hấp thụ vào diệp lục. Vì lý do này, chúng được coi là sắc tố phụ kiện. Một ví dụ khác về sắc tố phụ kiện dễ nhìn thấy là fucoxanthin, cho màu nâu của rong biển và tảo cát. Carotenoids có thể được phân thành hai nhóm: carotenoids và xanthophylls. CarotenCaroten là các hợp chất hữu cơ phân bố rộng rãi dưới dạng sắc tố trong thực vật và động vật. Công thức chung của nó là C40H56 và không chứa oxy. Các sắc tố này là hydrocarbon không bão hòa; nghĩa là chúng có nhiều liên kết đôi và thuộc chuỗi isoprenoid. Trong thực vật, caroten truyền màu vàng, cam hoặc đỏ cho hoa (calendula), trái cây (bí ngô) và rễ (cà rốt). Ở động vật, chúng có thể nhìn thấy trong chất béo (bơ), lòng đỏ trứng, lông (hoàng yến) và vỏ (tôm hùm). Carotene phổ biến nhất là-carotene, tiền chất của vitamin A và được coi là rất quan trọng đối với động vật. XanthophyllXanthophyll là các sắc tố màu vàng có cấu trúc phân tử tương tự như các carotenoit, nhưng với sự khác biệt là chúng có chứa các nguyên tử oxy. Một số ví dụ là: C40H56O (cryptoxanthin), C40H56O2 (lutein, zeaxanthin) và C40H56O6, đó là fucoxanthin đặc trưng của tảo nâu được đề cập ở trên. Nhìn chung, các carotenoit có màu cam nhiều hơn xanthophylls. Cả carotenoids và xanthophyll đều hòa tan trong các dung môi hữu cơ như chloroform, ethyl ether, trong số những loại khác. Caroten hòa tan nhiều hơn trong carbon disulfide so với xanthophylls. Chức năng của carotenoids- Carotenoids có chức năng như các sắc tố phụ kiện. Hấp thụ năng lượng bức xạ ở khu vực giữa của quang phổ nhìn thấy và chuyển nó sang diệp lục. - Chúng bảo vệ các thành phần lục lạp khỏi oxy được tạo ra và giải phóng trong quá trình quang phân nước. Carotenoids thu thập oxy này thông qua các liên kết đôi của chúng và thay đổi cấu trúc phân tử của chúng sang trạng thái năng lượng thấp hơn (vô hại). - Trạng thái kích thích của diệp lục phản ứng với oxy phân tử để tạo thành trạng thái oxy có tính phá hủy cao gọi là oxy singlet. Carotenoids ngăn chặn điều này bằng cách tắt trạng thái kích thích của diệp lục. - Ba xanthophyll (violoxanthin, antheroxanthin và zeaxanthin) tham gia vào việc tiêu tán năng lượng dư thừa bằng cách chuyển hóa thành nhiệt. - Do màu sắc của chúng, carotenoids làm cho hoa và quả có thể nhìn thấy để thụ phấn và phát tán bởi động vật. PhycobilinCác phycobilins là các sắc tố hòa tan trong nước và do đó, được tìm thấy trong tế bào chất hoặc stroma của lục lạp. Chúng chỉ xảy ra ở vi khuẩn lam và tảo đỏ (Đỗ quyên). Phycobilins không chỉ quan trọng đối với các sinh vật sử dụng chúng để hấp thụ năng lượng của ánh sáng, mà chúng còn được sử dụng làm công cụ nghiên cứu. Khi tiếp xúc với các hợp chất ánh sáng mạnh như pycocyanin và phycoerythrin, chúng hấp thụ năng lượng của ánh sáng và giải phóng nó phát huỳnh quang trong một phạm vi bước sóng rất hẹp. Ánh sáng được tạo ra bởi huỳnh quang này rất đặc biệt và đáng tin cậy, các phycobilins có thể được sử dụng làm "nhãn" hóa học. Những kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu ung thư để "gắn thẻ" các tế bào khối u. Tài liệu tham khảo
Quang hợp là một quá trình được thực hiện ở thực vật, có vai trò quyết định đối với sự sống trên trái đất. Vậy Vì sao quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên trái đất? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu vấn đề này thông qua bài viết dưới đây. Quang hợp là gì?Quang hợp được hiểu là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ của các nhóm thực vật. Quá trình này nhờ thu nhận ánh sáng từ năng lượng mặt trời. Quá trình quang hợp sử dụng các năng lượng để tạo ra các chất hữu cơ. Ở thực vật, quá trình quang hợp được thực hiện nhờ chất diệp lục trong đó có lục lạp. Lục lạp có những đặc điểm như sau: + Lục lạp thường có hình bầu dục thuận lợi cho việc hấp thu ánh sáng. + Lục lạp có kích thước nhỏ, thuận lợi cho sự trao đổi chất + Mỗi lục lạp được bao bọc bởi màng kép, bên trong là chất nền không màu và các hạt nhỏ (grana). + Mỗi grana có dạng như một chồng tiền xu gồm các túi dẹt, gọi là tilacôit: Màng tilacôit là nơi phân bố hệ sắc tố quang hợp, nơi xảy ra các phản ứng sáng; Xoang tilacôit là nơi xảy ra các phản ứng quang phân li nước và quá trình tổng hợp ATP trong quang hợp; Chất nền là nơi xảy ra các phản ứng tối. + Trong lục lạp có chứa ADN enzim và ribôxôm nên nó có khả năng tự tổng hợp prôtêin cần thiết cho mình. + Số lượng lục lạp trong mỗi tế bào không giống nhau, phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng của môi trường sống và đặc điểm của loài. Quang hợp có phương trình như sau: 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O. Những yếu tố tác động đến quá trình quang hợp ở thực vậtQuá trình quang hợp được diễn ra tự nhiên nó dựa vào nhiều yếu tố khác nhau như cường độ ánh sáng, quang phổ ánh sáng, nồng độ CO2, nước, nhiệt độ, nguyên tố khoáng… vì vậy những yếu tố trên sẽ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp ở thực vật. cụ thể như sau: – Ánh sángÁnh sáng ảnh hưởng đến quang hợp về 2 mặt: cường độ ánh sáng và quang phổ ánh sáng. + Cường độ ánh sáng: Mức độ ánh sáng to hay nhỏ phụ thuộc lớn về màu sắc của lá. Cụ thể điểm bù ánh sáng: trị số ánh sáng mà tại đó cường độ quang hợp = cường độ hô hấp (HH). Ngược lại điểm bão hòa ánh sáng chính là trị số ánh sáng mà tại điểm đó cường độ ánh sáng đạt cực đại. Cụ thể khi cường độ ánh sáng tăng thì cường độ quang hợp cũng tăng cho đến khi đạt tới điểm bão hòa ánh sáng. + Quang phổ ánh sáng: Hiện tượng quang phổ diễn ra mạnh ở vùng tia đỏ và tia xanh tím. Tia xanh tím kích thích sự tổng hợp các aa, protein, tia đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat. – Nồng độ CO2Nồng độ CO2 tăng thì cường độ tăng, sau đó tăng chậm đến chỉ số bão hòa CO2. Cụ thể hơn nồng độ bão hòa CO2- trị số tuyệt đối của quang hợp biến đổi tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng, nhiệt độ và các điều kiện khác.Thông thường trên thực tế, nồng độ CO2 cao thì cường độ ánh sáng cao phù hợp cho quá trình quang hợp. – NướcKhi cây thiếu nước từ 40-60% thì khả năng quang hợp sẽ giảm mạnh và có thể dừng quá trình quang hợp. Khi bị thiếu nước, cây chịu hạn có thể duy trì quang hợp ổn định hơn các cây trung sinh và cây ưa ẩm. Do đó, cần cung cấp đủ lượng nước cho cây trồng của mình. Để đảm bảo quá trình quang hợp diễn ra thuận lợi, cây có thể phát triển bình thường. – Yếu tố dinh dưỡngYếu tố dinh dưỡng là một trong những yếu tố quan trọng của quá trình quang hợp. Đặc biệt là chất khoáng, có ảnh hưởng nhiều đến quang hợp. Nó tham gia vào quá trình hình thành nên enzim quang hợp (N,P,S) và chất diệp lục (Mg, N). Điều tiết độ mở không khí cho CO2 khuếch tán vào lá (K) liên quan trực tiếp đến quang phân li nước (Mn, Cl),… Có thể khẳng định rằng quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên trái đất. Sở dĩ như vậy vì: Quá trình quang hợp tạo ra nguồn năng lượng cho sự sống. Và ngược lại nó bù đắp lại cho những chất hữu cơ đã sử dụng trong quá trình sống.Quá trình này giúp cân bằng lại khí O2 và CO2 trong không khí. Đảm bảo sự sống cho Trái đất. Cụ thể như sau: + Quá trình quang hợp, sản phẩm tạo ra đó là các chất hữu cơ.Nó giúp cung cấp nguồn thức ăn cho tất cả các sinh vật, dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp và chế tạo ra thuốc chữa bệnh cho con người. + Quá trình quang hợp tích lũy năng lượng: Quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng mặt trời thành các liên kết hóa học. Đồng thời cung cấp và tích lũy năng lượng các hoạt động sống của sinh vật. + Quá trình quang hợp giúp điều hòa không khí: Quá trình quang hợp ở cây xanh hấp thụ khí CO2, giải phóng khí O2 và nước. Giúp con người có nguồn khí oxi để duy trì sự sống. Quá trình này có tác dụng là điều hòa không khí, giảm hiệu ứng nhà kính đem lại không khí trong lành cho trái đất. Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về Vì sao quang hợp có vai trò quyết định đối với sự sống trên trái đất? Chúng tôi hi vọng rằng những chia sẻ từ bài viết sẽ hữu ích và giúp quý bạn đọc hiểu rõ được nội dung này. Nếu có thắc mắc về vấn đề này xin vui lòng liên hệ chúng tôi để được giải đáp. Xin cảm ơn! |
